一種線材電鍍或預處理加熱工藝的製作方法

2023-11-04 02:58:07 1

專利名稱：一種線材電鍍或預處理加熱工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種線材電鍍或預處理中的加熱工藝。
背景技術：
在線材電鍍或預處理中，溫度控制對電鍍或預處理效果起著很重要的作用。就傳統電鍍預處理來說，一般是採取加熱整體鍍液或預處理溶液使鍍件表面溫度達到電鍍或預處理的溫度要求，但由於電鍍或預處理溫度要求較高，例如，在酸洗過程中，酸洗溶液要加熱到40～60℃才能使線材達到較好的浸蝕及活化效果。在鹼洗過程中，為了提高線材的脫脂效果，鹼洗液溫度要加熱到60～80℃。整體溶液溫度過高造成酸霧鹼霧及有害氣體汙染生產車間，影響操作工人健康。另外加熱整體溶液耗能大。

發明內容
本發明目的是針對上述線材電鍍或預處理中的整體加熱工藝造成耗能大、汙染嚴重等問題，提供一種線材電鍍或預處理中的加熱工藝。
本發明的一種線材電鍍或預處理中的加熱工藝是直接對被加工的線材兩端施加交變電流，由線材本身電阻所產生的焦耳熱使其表面溫度達到所需的工作溫度本發明的顯著優點是一.本發明就傳統線材電鍍或預處理中的加熱工藝進行了改進，改進工藝步驟簡單、易操作，並可以大大提高電鍍生產效率和預處理效果。
二.本發明根據實際的溶液溫度需要、線材流動速度以及線材的規格，對照線材在不同流速的流動體系下通過不同規格線材的交變電流或電壓大小與線材表面溫度變化的關係曲線圖對線材施加一定大小和頻率的交變電流或電壓，而不用加熱整體溶液。與整體加熱方法相比，所消耗電能可降低10倍以上。同時還可有效避免有害氣體的逸出，減少環境汙染。


圖1為線材電鍍或預處理過程中流動加熱方法示意圖。其中1.線材；2.銅片；3.交流電壓；4.鍍液或預處理溶液；5.銅連接線；6.鍍槽或預處理槽；7.線材流動方向。
圖2為直徑為0.8mm的低碳鋼絲在不同流速下通過鋼絲的交變電流值與鋼絲表面的溫度變化關係曲線圖。其中8為鋼絲的流動速度在0.8m/s時交變電流值與鋼絲表面的溫度變化關係曲線；9為鋼絲的流動速度在1.2m/s時交變電流值與鋼絲表面的溫度變化關係曲線；10為鋼絲的流動速度在2.2m/s時交變電流值與鋼絲表面的溫度變化關係曲線。
具體實施例方式
直接對置於電鍍槽內需要被電鍍的線材兩端施加交變電流或電壓，由線材本身電阻所產生的焦耳熱使其表面溫度達到所需的工作溫度。
其中，線材勻速通過電鍍槽，所述交變電流或電壓恆定並經導電片傳導至線材，所述導電片是與線材被加工段落兩端滑動接觸，並由銅線來連接導電片和交變電流或電壓，形成一個電流迴路。線材兩端所施加的交流電頻率為10Hz～1M kHz。交變電流的波形為正弦波、三角波、方波或脈衝波中的一種。
交流電流或電壓的施加值的確定方法是根據需要的線材表面溫度值大小來確定交流電流或電壓的施加值先測量不同規格的線材的電阻溫度係數，分別做出線材電阻與線材表面溫度變化的關係，然後在線材兩端施加一個交變電流，調節施加在線材兩端的交變電流，精確測量通過線材的交變電流與線材兩端的交變電壓變化，從而做出不同規格的線材電阻隨通過線材的交變電流的大小的變化趨勢，以電阻為中間參數擬合通過不同規格的線材的交變電流大小與線材表面溫度變化的關係曲線，根據曲線可以確定所需線材表面溫度下的交流電流或電壓的施加值。
不同流速下線材交流電流或電壓的施加值的確定方法是根據通過做出線材在不同流速的流動體系下通過不同規格的線材的交變電流的頻率和電壓大小與線材表面溫度變化的關係曲線圖，根據曲線可以確定不同流速下所需線材表面溫度下的交流電流或電壓的施加值。
本發明專利不僅適用於表面為金屬的線材的電鍍或預處理中的加熱工藝，還適用於表面為金屬的零件的電鍍及熱處理工藝。
實施例以一根直徑為0.8mm的低碳鋼絲電鍍或預處理加熱過程為例，線材在鍍池中的流動速度為0.8m/s，鍍池中溶液的長、寬、高分別為3m、0.35m、0.2m，則可計算出鍍池中溶液體積為0.21m3。
若根據傳統的加熱整體溶液工藝，要將該線材的表面溫度從20℃上升到60℃，需要對整體溶液提供3.5×107焦耳的熱量，對一個功率為29KW的普通電加熱器來說，需要20分鐘才能將整體溶液由20℃上升到60℃，不僅耗能而且耗時，同時由於整體溶液溫度過高會產生有害氣體汙染環境。
利用本加熱工藝，如圖1所示，在線材電鍍或預處理加熱過程中，在經過鍍槽或預處理槽6的一根流動(線材流動方向7)的線材1所需加熱的兩端用兩片導電銅片2搭接，再由較粗的銅連接線5來連接銅片2和一個交變電壓3。在該實例中，鋼絲表面溫度需要從20℃上升到60℃，鋼絲流速為0.8m/s，鋼絲規格為直徑0.8mm，根據測量出來的直徑為0.8mm的低碳鋼絲在不同流速下通過鋼絲的交變電流值與鋼絲表面的溫度變化關係曲線圖，如圖2所示，在鋼絲經過鍍槽或預處理槽的兩端施加一個大小為23A，頻率為50Hz，功率為2.7KW的交變電流，線材的表面溫度就會在幾秒鐘內迅速由20℃上升到60℃.這與傳統的整體加熱法所需的功率(29KW)相比，可節約電能10倍以上。
通過兩種工藝的比較不難看出本方法既節能又可以有效避免有害氣體逸出，減少汙染。同時線材表面溫度升高特別快，可以有效提高電鍍生產效率。
權利要求
1.一種線材電鍍或預處理加熱工藝，其特徵在於直接對被加工的線材兩端施加交變電流，由線材本身電阻所產生的焦耳熱使其表面溫度達到所需的工作溫度。
2.根據權利要求1所述的一種線材電鍍或預處理加熱工藝，其特徵在於直接對置於電鍍槽內需要被電鍍的線材兩端施加交變電流或電壓，由線材本身電阻所產生的焦耳熱使其表面溫度達到所需的工作溫度。
3.根據權利要求2所述的一種線材電鍍或預處理加熱工藝，其特徵在於所述線材勻速通過電鍍槽，所述交變電流或電壓恆定並經導電片傳導至線材，所述導電片是與線材被加工段落兩端滑動接觸。
4.根據權利要求1、2或3所述的一種線材電鍍或預處理加熱工藝，其特徵在於線材兩端所施加的交流電頻率為10Hz～1MkHz。
5.根據權利要求4所述的一種線材電鍍或預處理加熱工藝，其特徵在於所述的交變電流的波形為正弦波、三角波、方波或脈衝波中的一種。
6.根據權利要求1、2或3所述的一種線材電鍍或預處理加熱工藝，其特徵在於所述交流電流或電壓的施加值的確定方法是根據需要的線材表面溫度值大小來確定交流電流或電壓的施加值先測量不同規格的線材的電阻溫度係數，分別做出線材電阻與線材表面溫度變化的關係，然後在線材兩端施加一個交變電流，調節施加在線材兩端的交變電流，精確測量通過線材的交變電流與線材兩端的交變電壓變化，從而做出不同規格的線材電阻隨通過線材的交變電流的大小的變化趨勢，以電阻為中間參數擬合通過不同規格的線材的交變電流大小與線材表面溫度變化的關係曲線，根據曲線可以確定所需線材表面溫度下的交流電流或電壓的施加值。
7.根據權利要求4所述的一種線材電鍍或預處理加熱工藝，其特徵在於所述交流電流或電壓的施加值的確定方法是根據需要的線材表面溫度值大小來確定交流電流或電壓的施加值先測量不同規格的線材的電阻溫度係數，分別做出線材電阻與線材表面溫度變化的關係，然後在線材兩端施加一個交變電流，調節施加在線材兩端的交變電流，精確測量通過線材的交變電流與線材兩端的交變電壓變化，從而做出不同規格的線材電阻隨通過線材的交變電流的大小的變化趨勢，以電阻為中間參數擬合通過不同規格的線材的交變電流大小與線材表面溫度變化的關係曲線，根據曲線可以確定所需線材表面溫度下的交流電流或電壓的施加值。
8.根據權利要求5所述的一種線材電鍍或預處理加熱工藝，其特徵在於所述交流電流或電壓的施加值的確定方法是根據需要的線材表面溫度值大小來確定交流電流或電壓的施加值先測量不同規格的線材的電阻溫度係數，分別做出線材電阻與線材表面溫度變化的關係，然後在線材兩端施加一個交變電流，調節施加在線材兩端的交變電流，精確測量通過線材的交變電流與線材兩端的交變電壓變化，從而做出不同規格的線材電阻隨通過線材的交變電流的大小的變化趨勢，以電阻為中間參數擬合通過不同規格的線材的交變電流大小與線材表面溫度變化的關係曲線，根據曲線可以確定所需線材表面溫度下的交流電流或電壓的施加值。
9.根據權利要求6所述的一種線材電鍍或預處理加熱工藝，其特徵在於所述不同流速下所對應的線材交流電流或電壓的施加值的確定方法是根據通過做出線材在不同流速的流動體系下通過不同規格的線材的交變電流的頻率和電壓大小與線材表面溫度變化的關係曲線圖，根據曲線可以確定不同流速下所需線材表面溫度下的交流電流或電壓的施加值。
10.根據權利要求7或8所述的一種線材電鍍或預處理加熱工藝，其特徵在於所述不同流速下所對應的線材交流電流或電壓的施加值的確定方法是根據通過做出線材在不同流速的流動體系下通過不同規格的線材的交變電流的頻率和電壓大小與線材表面溫度變化的關係曲線圖，根據曲線可以確定不同流速下所需線材表面溫度下的交流電流或電壓的施加值。
全文摘要
本發明提供一種線材電鍍或預處理加熱工藝，該工藝是直接對被加工的線材兩端施加交變電流，由線材本身電阻所產生的焦耳熱使其表面溫度達到所需的工作溫度。與傳統的加熱整體溶液工藝，該線材電鍍或預處理加熱工藝所消耗電能可降低10倍以上，還可有效避免有害氣體的逸出，減少環境汙染。同時線材表面溫度升高特別快，有效提高了電鍍生產效率。
文檔編號C25D21/02GK101024890SQ20071000842
公開日2007年8月29日 申請日期2007年1月11日 優先權日2007年1月11日
發明者孫建軍, 林志彬, 陳小波, 謝步高, 陳國南 申請人:福州大學