磷化钢丝质量评价
磷化钢丝质量评价
摘要：本文介绍了光缆用加强件磷化钢丝的基本要求，磷化层的作用，磷化层检测的方法，主要介绍了本单位目前在使用的重量法来评价磷化膜质量。
关键词：磷化钢丝；评价；质量
& & & & 加强件是光缆的基本构件之一，而钢丝加强件在我国的光缆中又占有极大的份额。它的质量好坏直接影响到光缆的寿命。随着光缆的技术进步，钢丝的材质和制造技术也在不断的更新和提高。目前光缆中使用的钢丝基本上已用磷化钢丝替代过去的镀锌钢丝。
二、磷化钢丝的基本要求
& & & & 磷化钢丝是光纤光缆增强用材料，根据国标GB/T 《光缆增强用碳素钢丝》的要求，钢丝表面要做到无水、污、油、锈蚀、毛刺、裂纹、折弯等缺陷，磷化膜连续、均匀、光亮、不脱落、磷化膜重量应大于等于0.6g/m2，外径圆整、通条性好、无应力，弹性模量≥190GPa，永久伸长率≤0.1%，强度根据用户需要，有1370MPa、1470MPa、1570 MPa、& 1670MPa、1770 MPa、1870 MPa等。
三、钢丝磷化简介
& & & & 磷化是金属预处理中应用最为广泛的一种工艺，常用作钢铁制品的防锈和充当油漆与钢铁基体牢固结合的媒介，有铁系磷酸盐、锌系磷酸盐、锰系磷酸盐和铅系磷酸盐之分。在40年代后才逐渐发展成为金属塑性变形时的润滑涂层和载体，而且显示了很强的生命力。金属塑性加工时，通常采用锌系磷酸盐处理工艺。
& & & & 钢丝在潮湿的空气或水中容易发生原电池反应，钢丝表面很快就会锈蚀，而磷化膜就起到了将钢丝与外界空气相隔绝即防锈的作用。因此，磷化层的厚薄决定了钢丝受外界侵害的程度。当然，磷化膜的防锈作用也不是万能的，因为磷化膜表面成鱼磷状，存在一定的空隙，要防止钢丝生锈，还取决于钢丝的贮存环境。钢丝不能暴露在潮湿的空气中，磷化层厚度受钢丝与磷化液反应条件限制，不能过厚。一般磷化层厚度大于等于2.5g／m2为最佳。要想得到致密牢固的磷化膜，关键在于对钢丝表面的处理及合理的磷化时间。连续式生产线因受拉丝速度的影响，酸洗、磷化的时间很短，酸洗时间短，表面杂质去除不干净，势必造成磷化膜在钢丝表面吸附不牢，以至于在后面拉拔过程中脱落。再加上随着磷化液的消耗而磷化时间不能改变，也会造成磷化膜过薄，达不到磷化钢丝的要求。
四、钢丝磷化质量评价
& & & & 由于钢丝磷化膜质量的高低对钢丝的顺利拉拔，特别是高速拉拔具有特别重要的影响，因而一直受到金属制品行业的普遍重视。从现有资料来看，就磷化膜质量的检测方法而言，有称重法、剥落法、撕裂法、红外法和电流法等。而对钢丝磷化膜质量的检测还没有一种切实可行的好方法，习惯采用的是称重法。实际生产表明，称重法往往难以反映出钢丝磷化膜的真实质量水平，特别是无法表征出膜与基体结合的牢固程度。例如，有时尽管磷化处理工艺参数控制正常，膜重也符合标准规定，但是后序钢丝拉拔并不如意。特别是高速拉拔时，钢丝易出现缩径、拉毛、拉裂、尺寸超差、力学性能降低的不良现象，同时也影响了模具的使用寿命，制约了钢丝拉拔时的高速度。在其它条件不改变的情况下，仅因提高钢丝磷化膜质量即可较为显著地提高钢丝拉拔速度的事实证明：磷化膜质量之优劣对钢丝高速拉拔确实具有至关重要的影响。钢铁上的磷酸盐膜主要包括磷酸锰膜、磷酸锌膜、磷酸铁膜等。
& & & & 下面就目前检测行业普遍采用的重量法进行简单介绍：磷化钢丝单位面积膜质量的测定—重量法，目前用于光缆加强件的磷化钢丝主要涂的是磷酸锌膜，根据的检测标准是GB/T 《金属材料上的转化膜& 单位面积膜质量的测定 重量法》。
& & & & 1、检测试剂
& & & （1）去离子水；
& & & （2）氢氧化钠（100g/L）；
& & & （3）EDTA四钠盐（90g/L）；
& & & （4）三乙醇胺（4g/L）。
& & & & 2、试验设备
& & & （1）秒表；
& & & （2）容量瓶（1L）；
& & & （3）恒温水槽。
& & & & 3、检测程序
& & & & 干燥试件（面积为A），用感量为0.1mg的分析天平称量，精确到0.1mg（质量为m1）。浸试件于试液中（用于试验的试液都采用新配制的），在75±5℃下保持5min，取出试件立刻在洁净流动的水中漂洗，然后用去离子水漂洗，迅速干燥，再称量质量为m2。 结果表示：单位面积质量为mA，以g/m2表示，应由下式（1）计算，一般以三次测试结果的平均值作为最后的结果。
& & & & & & & & & & & & & & & mA=10X（m1-m2）/A&&&&&&&&&&&&&&&&&& （1）
& & & & 公式（1）中：
& & & （1）m1-有转化膜的试件的质量，单位为毫克（mg）；
& & & （2）m2-溶解退膜之后试件的质量，单位为毫克（mg）；
& & & （3）A-试件覆膜表面的面积，单位为平方厘米（cm2）。
& & & & 4、取样方法的探讨
& & & & 有关试样，GB/T《金属材料上的转化膜 单位面积膜质量的测定 重量法》中规定：
& & & （1）试片质量不能大于200g；
& & & （2）试片上转化膜的总表面积应足够大，以使退膜前后质量差别明显，使试验能符合有关材料或产品规格要求的适当灵敏度；
& & & （3）试片总面积应符合表1的规定。
表1 &试片总面积的规定
表2& 常用规格取样情况
& & & & 在拉丝生产中磷化膜的膜重一般在3～15g/ m2 之间，按照表1的规定，所取样品的总表面积至少应是100cm2 或200cm2，则常见规格钢丝（盘条）的取样情况见表2。表2中A为钢丝（盘条）的总表面积（不包括两个端面的面积）。由表2可以看出，若按表1中的规定，试样的长度最短为49cm，最长可达2550cm。对于高碳钢丝和盘条，这么长的试样是难以弯曲放入退膜容器中的，这就给具体操作带来不便。在实际的试验过程中，通常采用缩短试样长度的方法改进试验，一般采用每段3cm或者5cm，经过对比试验，在工作容许的误差范围内满足检测标准的要求。 & 另外在文献[1]中提到，在实际的工序检查时，取样长度不必拘泥于国标所规定的长度，可以取适宜于实际操作的并符合误差要求的长度。
& & & & 如何科学评定钢丝磷化膜质量一直是金属制品行业现实存在的一个技术难题，随着钢丝拉拔速度的提高，解决这一课题的迫切性也越来越高。重量法虽是实际最常用的方法，能够满足一般试验评价的要求，但它往往难以反映出钢丝磷化膜的真实质量水平，特别是无法表征出膜与基体结合的牢固程度，希望在实际的评价过程中找到更好的评价试验方法。
参考文献：
[1] 韩航向，高碳钢丝(盘条)磷化膜膜重的测定[J]．金属制品。1997(3)：35-38
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一种检验磷化膜外观质量的简便方法
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官方公共微信钢丝绳磷化涂层技术--《港口装卸》2014年01期
钢丝绳磷化涂层技术
【摘要】：钢丝绳使用过程中受到交变应力的作用,内部相邻钢丝因受力不均匀导致变形不同步时将发生微动;微动使钢丝表面产生磨损,从而使钢丝横截面积减小致应力集中的发生,促进疲劳微裂纹的萌生,微动疲劳是钢丝绳失效的主要原因。磷化涂层钢丝绳专利技术是将制绳钢丝磷化处理后捻制股及钢丝绳,磷化膜使钢丝表面更加耐磨,同时增加润滑脂在钢丝表面的驻留量,减小摩擦力促进滑动,抑制钢丝表面损伤及微动疲劳的发生,从而大幅度延长钢丝绳使用寿命。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：TG174.4【正文快照】：
1钢丝绳的微动疲劳失效分析钢丝绳是各类起重设备不可或缺的重要零部件,它具有强度高、挠性好、自重轻、易弯曲变形、适用于复杂恶劣环境等优点,广泛应用于煤炭、冶金、交通、运输、建筑、旅游等国民经济主要行业和部门之中。钢丝绳内部钢丝表面氧化锈蚀程度、磨损导致的直径
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