本發明屬于金屬表面處理技術領域，具體涉及一種磷化液及利用該磷化液進行鋼絲在線磷化的方法和磷化裝置。
背景技術：
目前，在鋼絲線材的制作工藝中，為了提高鋼絲的綜合性能，通常需要對鋼絲表面進行磷化處理，在鋼絲表面形成一層磷化膜。鋼絲表面的磷化膜可以使鋼絲表面具有適度的粗糙度，是鋼絲潤滑涂層的載體，鋼絲潤滑涂層的良好質量是保證鋼絲正常拉拔的重要條件，特別是在高速拉拔時，高質量的潤滑載體極為重要，鋼絲表面的磷化膜在拉拔時可以隨著鋼絲一起延伸變形，參與鋼絲與拉絲模模壁的輔助分離，改善拉拔條件，提高拉拔速度。因此，良好的鋼絲磷化膜是鋼絲產品品質的保證。
鋼絲磷化膜的質量主要取決于磷化液和磷化工藝。配比合理的磷化液，使鋼絲磷化之后能夠獲得均勻、致密、附著力強的磷化膜，并且磷化膜厚度適宜；工藝合理的磷化工藝，是磷化膜成型必要保證；同時磷化工藝也受到磷化裝置的影響。因此，要想提高鋼絲磷化膜的質量，就需要從磷化液、磷化工藝及磷化裝置入手來解決這個問題。
目前現有的鋼絲磷化液存在的問題是：磷化膜層厚度控制不均勻，膜層附著力不強，導致鋼絲拉拔工藝受到影響。
現有的鋼絲磷化工藝存在的問題是：鋼絲在進行磷化工藝之前，為了使磷化膜與鋼絲表面結合更好，一般都需要對鋼絲表面進行前處理除去鋼絲表面的氧化鐵皮及鐵銹，現有的鋼絲在線磷化工藝中鋼絲前處理都是采用酸洗的方法，其工藝流程為：放線→熱處理→硫酸或鹽酸浸泡→高壓沖洗→清水沖洗→磷化→清水清洗→皂化→烘干→拉拔。在上述工藝中，存在的問題是：酸洗過程中需要耗費額外的酸和大量清水，每噸鋼材耗酸達15kg，耗水達300kg，產生的廢酸難以回收利用，形成的含酸廢水達不到環保要求難以排放，帶來很大的環保壓力。
現有的鋼絲磷化裝置存在的問題是：（1）磷化池過于簡單，磷化時是將酸洗處理后的鋼絲直接浸泡在磷化池的磷化液中進行磷化，這種方法占用空間較大，鋼絲磷化產生的磷渣較多，而且鋼絲堆積在一起不易控制磷化程度，容易產生鋼絲表面磷化不均勻的情況；（2）磷化池中安裝有蒸汽管對磷化液進行加熱，鋼絲在熱磷化液中進行磷化，這種結構的磷化池，在磷化液加熱過程中會在蒸汽管上產生大量磷渣，這些磷渣通常需要人工及時進行清理才能保證加熱效果，并且為了保證加熱均勻，磷化池中布置的蒸汽管也比較多，清理不方便，造成大量的原料浪費和人工浪費。
因此，研發一種新的鋼絲磷化液及磷化工藝和磷化裝置，是改善鋼絲成品質量的關鍵。
技術實現要素：
本發明的目的就是針對目前鋼絲磷化液及磷化工藝和磷化裝置中存在的上述問題，提供一種磷化液及利用該磷化液進行鋼絲在線磷化的方法和磷化裝置，采用本發明的磷化液、磷化工藝及磷化裝置進行鋼絲磷化，鋼絲表面形成的磷化膜膜層牢固、均勻性、致密性好、附著力強、厚度適宜，能夠提高鋼絲拉拔速度，并且采用無酸洗磷化工藝，大大降低了企業的環保成本。
本發明的一種磷化液，包括下述重量份的原料：
磷酸0.18-0.22g硝酸鋅0.22-27g
硫脲0.03-0.07g氧化鋅0.02-0.03g
草酸0.03-0.07g氟化鈉0.01-0.02g
硝酸鎳0.03-0.07g水1000g；
所制得的磷化液總酸度為50-70點，游離酸度為8-14點，處理溫度65-75℃，處理時間為1-2分鐘。磷化液配置好以后，若酸度達不到要求，可適量加入磷酸或硝酸鋅進行微調。
本發明一種磷化液，其優選配方包括下述重量份的原料：
磷酸0.2g硝酸鋅0.25g
硫脲0.05g氧化鋅0.025g
草酸0.05g氟化鈉0.015g
硝酸鎳0.05g水1000g；
所制得的磷化液總酸度為50-70點，游離酸度為8-14點，處理溫度65-75℃，處理時間為1-2分鐘。
利用本發明的磷化液進行鋼絲在線磷化的方法，包括下述步驟：
（1）從鋼絲盤卷上抽出鋼絲的端頭塞入鋼絲去皮機的鋼絲進口，依次經過縱向去皮腔和橫向去皮腔對鋼絲去除氧化皮，再從鋼絲出口出來進入下一道工序；
（2）將鋼絲去皮機中出來的鋼絲塞入鋼絲除銹機的鋼絲入口、依次穿過兩個穿線孔，被穿線孔兩邊的鋼絲刷刷除鋼絲表面其他雜質，再從鋼絲出口出來進入下一道工序；
（3）將鋼絲除銹機中出來的鋼絲塞入鋼絲在線磷化機的進線口，鋼絲浸泡在磷化液中進行磷化，所述磷化液包括下述重量份的原料：磷酸0.18-0.22g，硝酸鋅0.22-27g，硫脲0.03-0.07g，氧化鋅0.02-0.03g，草酸0.03-0.07g，氟化鈉0.01-0.02g，硝酸鎳0.03-0.07g，水1000g，設置磷化液的溫度為65-75℃，磷化時間為1-2分鐘；磷化完成后鋼絲從磷化機的鋼絲出口出來進入下一道工序；所述磷化液的游離酸度為50-70點，游離酸度為8-14點；
（4）從磷化機中出來的鋼絲經過磷化機出口處的皂化裝置皂化，熱風風干裝置烘干后，即可進入鋼絲拉拔機進行鋼絲拉拔工序，或者采用自用繞線機將磷化好的鋼絲繞成盤卷存放。
本發明鋼絲在線磷化的方法所用的磷化裝置，具有工作箱，特別是：所述工作箱的下部裝有磷化液，磷化液內布置有內部填充有導熱油的加熱管，加熱管的兩端伸出工作箱連接有磷化加熱機，所述工作箱的中部水平設置有轉輪軸，轉輪軸上安裝有繞線輪，繞線輪的下部浸沒在磷化液中，在工作箱兩端與繞線輪頂部對應的部位分別開有進線口和出線口，其中在出線口外壁安裝有若干組依次交錯布置的壓線輥對；所述轉輪軸的一端伸出工作箱并在端部齒輪連接有一傳動軸，傳動軸依次通過離合器和減速機連接有驅動電機。
上述磷化裝置中在所述工作箱出線口與壓線輥對之間安裝有皂化裝置，所述皂化裝置內設有噴淋頭，噴淋頭通過管道外接皂化液存儲箱。
上述磷化裝置中在工作箱進線口的外側設有進線導筒，進線導筒的內壁安裝有風干裝置a；在工作箱出線口的皂化裝置與壓線輥對之間安裝有風干裝置b。
所述風干裝置a具有兩端與進線導筒連通的弧形空管，所述風干裝置b具有套裝在鋼絲上的出風塊，所述弧形空管和出風塊均通過進風管連接有空壓機。
所述工作箱內安裝有用于檢測磷化液蒸汽溫度的溫度傳感器。
本發明與現有技術相比，具有以下優點：
（1）所采用的磷化液經過發明人精心調配，大大縮短了磷化所需時間，形成的磷化膜膜層牢固，均勻性、致密性好，附著力強，厚度適宜，能夠提高鋼絲拉拔速度；
（2）將鋼絲的磷化工藝改成無酸洗工藝，使鋼絲在磷化之前通過物理方式去除表面氧化鐵皮及雜質，節省了大量酸液及清水，也大大降低了企業的環保壓力；
（3）將鋼絲的磷化工藝前處理改為物理方式去除鋼絲表面氧化鐵皮及雜質，更有利于磷化過程中磷化膜與鋼絲表面的結合更牢固，所形成的磷化膜質量更好；
（4）采用自主研發的磷化裝置，磷化時通過蒸汽和浸泡相結合的方式對鋼絲線材進行磷化處理，擴大了鋼絲線材受磷化的表面積，同時還延長了鋼絲線材的磷化時間，提高磷化處理的質量。
附圖說明
圖1是本發明磷化裝置的俯視圖。
圖中：1-工作箱，2-加熱管，3-磷化加熱機，4-溫度傳感器，5-轉輪軸，6-鋼絲，7-繞線輪，8-壓線輥對a，9-壓線輥對b，10-進線導筒，11-風干裝置a，12-進風管a，13-空壓機，14-風干裝置b，15-進風管b，16-傳動齒輪組，17-傳動軸，18-離合器，19-減速機，20-驅動電機，21-皮帶，22—皂化裝置，23—噴淋頭。
具體實施方式
實施例1
本實施例的磷化液，包括下述重量份的原料：
磷酸0.2g硝酸鋅0.25g
硫脲0.05g氧化鋅0.025g
草酸0.05g氟化鈉0.015g
硝酸鎳0.05g水1000g；
所制得的磷化液總酸度為50-70點，游離酸度為8-14點，處理溫度65-75℃，處理時間為1-2分鐘。
利用本實施例的磷化液進行鋼絲在線磷化的方法，包括下述步驟：
（1）從鋼絲盤卷上抽出鋼絲的端頭塞入鋼絲去皮機的鋼絲進口，依次經過縱向去皮腔和橫向去皮腔對鋼絲去除氧化皮，再從鋼絲出口出來進入下一道工序；
（2）將鋼絲去皮機中出來的鋼絲塞入鋼絲除銹機的鋼絲入口、依次穿過兩個穿線孔，被穿線孔兩邊的鋼絲刷刷除鋼絲表面其他雜質，再從鋼絲出口出來進入下一道工序；
（3）將鋼絲除銹機中出來的鋼絲塞入鋼絲在線磷化機的進線口，鋼絲浸泡在磷化液中進行磷化，所述磷化液包括下述重量份的原料：磷酸0.2g，硝酸鋅0.25g，硫脲0.05g，氧化鋅0.025g，草酸0.05g，氟化鈉0.015g，硝酸鎳0.05g，水1000g；磷化完成后鋼絲從磷化機的鋼絲出口出來進入下一道工序；所述磷化液的游離酸度為50-70點，游離酸度為8-14點；
（4）從磷化機中出來的鋼絲經過磷化機出口處的皂化裝置皂化，熱風風干裝置烘干后，即可進入鋼絲拉拔機進行鋼絲拉拔工序，或者采用自用繞線機將磷化好的鋼絲繞成盤卷存放。
本實施例中鋼絲在線磷化的方法所用的磷化裝置，具有工作箱1，特別是：所述工作箱1的下部裝有磷化液，磷化液內布置有內部填充有導熱油的加熱管2，加熱管2的兩端伸出工作箱連接有磷化加熱機3，所述工作箱1的中部水平設置有轉輪軸5，轉輪軸5上安裝有收放鋼絲6的繞線輪7，繞線輪7的下部浸沒在磷化液中，在工作箱1兩端與繞線輪7頂部對應的部位分別開有進線口和出線口，其中在出線口外壁安裝有若干組依次交錯布置的壓線輥對（本實施例中所述壓線輥對包括有一組垂直布置的壓線輥對a8和水平布置的壓線輥對b9,以保持鋼絲6在繞線輪7放卷后進入下一個拉絲工藝之前保持平直）；所述轉輪軸5的一端伸出工作箱1并在端部齒輪（本實施例中具體是采用傳動齒輪組16）連接有一傳動軸17，該傳動軸17依次通過離合器18和減速機19連接有驅動電機20（其中驅動電機20與減速機19之間采用皮帶21傳動），這種配置的作用為當鋼絲6拉絲工藝正常進行時，離合器18保持分離狀態，傳動軸17和傳動齒輪組16隨著繞線輪7的轉動而轉動；當拉絲設備出現故障或者突發停電等異常狀況時，此時將離合器18調整至閉合狀態，氣動驅動電機20，通過傳動軸17和傳動齒輪組16帶動繞線輪轉動，使繞線輪7中的存留的鋼絲6能夠拆離。
本實施例中在所述工作箱1出線口與壓線輥對8和9之間安裝有皂化裝置22，所述皂化裝置22內設有噴淋頭23，噴淋頭23通過管道外接皂化液存儲箱。
本實施例中，在進線口的外側設有進線導筒10，進線導筒的內壁安裝有風干裝置a11，所述風干裝置a具體是一個兩端與進線導筒10的內壁連通的弧形空管，風干裝置a11通過進風管a12連接有空壓機13（其作用為空壓機13中形成的高壓風通過風干裝置a11對鋼絲6在進入磷化處理之前表面存在的銹蝕、殼皮進行清理，以減少對磷化的影響）；在工作箱1出線口的皂化裝置22與壓線輥對a8之間安裝有風干裝置b14，所述風干裝置b14具體是一個套裝在鋼絲上的出風塊，出風塊通過進風管b15與空壓機13連接（其作用為鋼絲6磷化處理及皂化處理后，表面仍會殘留有液體，采用風干裝置b14中的高壓風迅速風干鋼絲表面的液體，有利于鋼絲后續進行的拉拔工藝）。
實施例2
本實施例的一種磷化液，包括下述重量份的原料：
磷酸0.18g硝酸鋅0.27g
硫脲0.07g氧化鋅0.02g
草酸0.03g氟化鈉0.01g
硝酸鎳0.07g水1000g；
所制得的磷化液總酸度為50-70點，游離酸度為8-14點，處理溫度65-75℃，處理時間為1-2分鐘。
利用本實施例的磷化液進行鋼絲在線磷化的方法，包括下述步驟：
（1）從鋼絲盤卷上抽出鋼絲的端頭塞入鋼絲去皮機的鋼絲進口，依次經過縱向去皮腔和橫向去皮腔對鋼絲去除氧化皮，再從鋼絲出口出來進入下一道工序；
（2）將鋼絲去皮機中出來的鋼絲塞入鋼絲除銹機的鋼絲入口、依次穿過兩個穿線孔，被穿線孔兩邊的鋼絲刷刷除鋼絲表面其他雜質，再從鋼絲出口出來進入下一道工序；
（3）將鋼絲除銹機中出來的鋼絲塞入鋼絲在線磷化機的進線口，鋼絲浸泡在磷化液中進行磷化，所述磷化液包括下述重量份的原料：磷酸0.18g，硝酸鋅0.27g，硫脲0.07g，氧化鋅0.02g，草酸0.03g，氟化鈉0.01g，硝酸鎳0.07g，水1000g；磷化完成后鋼絲從磷化機的鋼絲出口出來進入下一道工序；所述磷化液的游離酸度為50-70點，游離酸度為8-14點；
（4）從磷化機中出來的鋼絲經過磷化機出口處的皂化裝置皂化，熱風風干裝置烘干后，即可進入鋼絲拉拔機進行鋼絲拉拔工序，或者采用自用繞線機將磷化好的鋼絲繞成盤卷存放。
本實施例中鋼絲在線磷化的方法中所用的磷化機為普通磷化機。
實施例3
本發明的一種磷化液，包括下述重量份的原料：
磷酸0.22g硝酸鋅0.22g
硫脲0.03g氧化鋅0.03g
草酸0.03g氟化鈉0.02g
硝酸鎳0.03g水1000g；
所制得的磷化液總酸度為50-70點，游離酸度為8-14點，處理溫度65-75℃，處理時間為1-2分鐘。
利用本實施例的磷化液進行鋼絲在線磷化的方法，包括下述步驟：
（1）從鋼絲盤卷上抽出鋼絲的端頭塞入鋼絲去皮機的鋼絲進口，依次經過縱向去皮腔和橫向去皮腔對鋼絲去除氧化皮，再從鋼絲出口出來進入下一道工序；
（2）將鋼絲去皮機中出來的鋼絲塞入鋼絲除銹機的鋼絲入口、依次穿過兩個穿線孔，被穿線孔兩邊的鋼絲刷刷除鋼絲表面其他雜質，再從鋼絲出口出來進入下一道工序；
（3）將鋼絲除銹機中出來的鋼絲塞入鋼絲在線磷化機的進線口，鋼絲浸泡在磷化液中進行磷化，所述磷化液包括下述重量份的原料：磷酸0.22g，硝酸鋅0.22g，硫脲0.03g，氧化鋅0.03g，草酸0.03g，氟化鈉0.02g，硝酸鎳0.03g，水1000g，設置磷化液的溫度為65-75℃，磷化時間為1-2分鐘；磷化完成后鋼絲從磷化機的鋼絲出口出來進入下一道工序；所述磷化液的游離酸度為50-70點，游離酸度為8-14點；
（4）從磷化機中出來的鋼絲經過磷化機出口處的皂化裝置皂化，熱風風干裝置烘干后，即可進入鋼絲拉拔機進行鋼絲拉拔工序，或者采用自用繞線機將磷化好的鋼絲繞成盤卷存放。
本實施例中鋼絲在線磷化的方法中所用的磷化裝置同實施例1。