Как производят оцинкованную проволоку

Для получения качественного материала с цинковым слоем используют низкоуглеродистую сталь марки Ст0–Ст3. Диаметр заготовки варьируется от 1,2 до 6 мм – чем толще исходный пруток, тем выше требования к очистке поверхности перед обработкой.

Перед нанесением защитного слоя заготовку обезжиривают в щелочном растворе при температуре 70–90°C, затем травят в 15–20% соляной кислоте. Концентрацию и время выдержки контролируют: перетравливание приводит к потере прочности, недостаточная обработка – к плохой адгезии цинка.

Горячее цинкование проводят в ваннах с расплавом при 440–460°C. Скорость погружения влияет на толщину слоя: оптимальный диапазон – 20–60 г/м². Для тонких нитей применяют электролитическое осаждение – оно дает равномерное покрытие без наплывов.

После обработки материал пропускают через волочильные станки с алмазными фильерами. Уменьшение сечения на 15–20% за проход повышает предел прочности до 500–1400 МПа в зависимости от степени деформации.

Изготовление металлического волокна с цинковым покрытием: методы и последовательность операций

Для получения качественного материала диаметром от 0,2 до 6 мм применяют холодное волочение углеродистой стали с последующей антикоррозионной обработкой.

1. Подготовка сырья
   • Стальная катанка марки Ст0-Ст3 очищается от окалины травлением в 15-20% соляной кислоте при температуре 40-60°C
   • Промывка в воде с нейтрализацией остатков кислоты
2. Формирование сечения
   • Многократное протягивание через волоки с постепенным уменьшением диаметра
   • Скорость обработки: 15-30 м/с для тонких сечений, 5-10 м/с для толстых
3. Термическая обработка
   • Отжиг при 700-900°C для снятия наклепа
   • Охлаждение в инертной среде для предотвращения окисления
4. Нанесение защитного слоя
   • Горячее цинкование в расплаве при 450-460°C с содержанием цинка 98-99%
   • Толщина покрытия: 10-40 мкм в зависимости от требований к коррозионной стойкости
5. Финишная обработка
   • Охлаждение в воде с добавлением ингибиторов
   • Правка на роликовых станках
   • Намотка на бухты с усилием 50-100 Н

Для контроля качества проверяют:

• Прочность на разрыв (не менее 300 МПа для стандартных марок)
• Равномерность цинкового слоя (испытание в сульфате меди)
• Отсутствие трещин при навивке на оправку

Подготовка сырья: выбор и обработка стальной проволоки

Оптимальными материалами для дальнейшей обработки считаются низкоуглеродистые марки с содержанием углерода 0,05–0,25%. Подходят марки Ст1кп, Ст2пс, Ст3сп по ГОСТ 380-2005.

• Диаметр заготовки: 1,2–6,0 мм с допустимым отклонением ±0,03 мм
• Предел прочности: 300–450 Н/мм²
• Относительное удлинение: не менее 22%

Обязательные проверки перед использованием:

1. Визуальный контроль на отсутствие трещин, заусенцев, окалины
2. Измерение геометрии микрометром в трёх сечениях
3. Испытание на разрыв в лабораторных условиях

Для механической очистки применяют дробеструйные установки с частицами 0,3–0,6 мм либо вращающиеся щетки из латунной проволоки 0,15 мм. Скорость подачи – 1,5–2 м/с.

Химическая обработка включает последовательное погружение в:

• Обезжиривающий раствор (каустическая сода 8–12%, 70–80°C, 3–5 минут)
• Соляную кислоту 15–20% с ингибитором коррозии (20–25°C, 8–12 минут)
• Флюсующий состав (хлорид аммония 10–15%, 60–70°C, 1–2 минуты)

Травление поверхности для удаления окалины и загрязнений

Для очистки металла применяют соляную (10-20%) или серную кислоту (5-15%) при температуре 40-60°C. Концентрацию и время выдержки подбирают в зависимости от толщины окалины – обычно от 5 до 30 минут.

Перед погружением в раствор детали обезжиривают щелочными составами (NaOH 5-10%, 50-70°C) или органическими растворителями. Это повышает равномерность травления и снижает расход кислоты.

После химической обработки обязательна промывка в двух последовательных ваннах с водой – сначала холодной, затем горячей (60-80°C). Для нейтрализации остатков кислоты добавляют 1-3% раствор соды.

Контроль качества проверяют визуально: очищенная поверхность должна быть равномерно матовой, без пятен и следов ржавчины. Для точного анализа используют весовой метод – измеряют потерю массы на единицу площади.

Отходы кислотных раствентов утилизируют через систему нейтрализации известью с последующим отстаиванием. Современные линии оснащают замкнутым циклом с регенерацией ионов металлов.

Нанесение цинкового покрытия методом горячего цинкования

Оптимальная температура ванны для погружения стальной основы – 440–460 °C. Цинк расплавляют заранее, контролируя чистоту состава: примеси свинца не превышают 1%, алюминия – 0,02%.

Подготовка поверхностей

Перед обработкой материал проходит три стадии очистки:

После флюсования детали сушат при 120–150 °C в течение 10 мин. Влажность ускоряет окисление цинка.

Погружение и контроль

Скорость опускания в расплав – 1,5–2 м/мин. Выдержка рассчитывается по формуле: толщина металла (мм) × 1,2 + 30 сек. Например, для 2 мм время составит 2,4 + 30 = 32,4 сек.

Готовые изделия охлаждают в воде с добавлением 0,5% хроматов для пассивации. Толщина слоя зависит от скорости извлечения:

• 0,5 м/мин – 45–60 мкм
• 1 м/мин – 30–45 мкм
• 2 м/мин – 20–30 мкм

Для защиты от белых пятен используют центрифугирование при 400–600 об/мин. Проверить качество можно раствором медного купороса (5 циклов погружения без потемнения). Купить оцинкованную проволоку с сертифицированными параметрами надежнее, чем экспериментировать с кустарными методами.

Контроль толщины и равномерности цинкового слоя

Для точного измерения толщины покрытия применяют магнитные или вихретоковые толщиномеры с погрешностью не более ±2 мкм. Минимально допустимый слой – 20 мкм для стандартных условий эксплуатации, 40 мкм – для агрессивных сред.

Методика проверки

Отбирают образцы через каждые 500 метров проката. Проверку выполняют минимум в 5 точках по окружности с шагом 72°. Нормы ГОСТ 7372-2014 требуют отклонения не более 10% от заявленной толщины.

Дефекты покрытия

Критические нарушения: оголенные участки свыше 5 мм, наплывы цинка толще 50 мкм. Для выявления используют ультрафиолетовые камеры или химические тесты с раствором сульфата меди (6 циклов погружения при норме 1 минута на реакцию).

Сушка и охлаждение оцинкованной проволоки

После горячего цинкования материал быстро пропускают через воздушные ножи под давлением 0,3–0,6 МПа. Это удаляет излишки покрытия и формирует равномерный слой.

Температура сушки поддерживается в диапазоне 80–120°C. Конвейерная лента перемещает изделие через камеру с инфракрасными нагревателями в течение 20–40 секунд. Более длительная выдержка приводит к окислению верхнего слоя.

Охлаждение проводят в два этапа: сначала воздушным обдувом до 50°C, затем водой в закрытой системе. Соотношение времени – 1:3. Скорость потока охлаждающей жидкости не должна превышать 1,5 м/с, чтобы избежать деформации.

Контроль качества включает проверку адгезии покрытия методом намотки на оправку (диаметр – 4 толщины заготовки) и визуальный осмотр на отсутствие наплывов. Допустимая шероховатость поверхности – не выше Rz 20 мкм.

Для калибровки оборудования используют образцы с эталонной толщиной покрытия 40–200 г/м² в зависимости от класса защиты. Погрешность поддерживают в пределах ±5 г/м².

Упаковка и маркировка готовой продукции

Готовые мотки упаковывают в прочную термоусадочную плёнку толщиной не менее 80 мкм. Для защиты от влаги внутри укладывают силикагель в дозировке 50 г на каждый рулон.

Каждая партия сопровождается биркой с указанием:

• Точный вес с погрешностью до 0,5 кг
• Марка материала (например, Св-08Г2С)
• Номер плавки и дата выпуска
• Условное обозначение стандарта (ГОСТ 3282-74)

Для транспортировки используют деревянные поддоны размером 1200×800 мм. Максимальная высота штабеля – 1,8 м. Мотки фиксируют металлическими лентами с усилием натяжения 200-300 Н.

Ярлыки печатают на ламинированной бумаге плотностью 120 г/м². Размер маркировки – не менее 100×70 мм. Информация должна сохраняться при температуре от -30°C до +50°C.

Для экспортных поставок дополнительно наносят предупреждающие знаки по стандарту ISO 780. Обязательно указывают:

• Класс опасности груза
• Максимальное количество ярусов при складировании
• Символы защиты от влаги

Видео:

Технологии, разные виды производства от мыла до проволоки