技术领域
[0001] 本
发明涉及钢丝生产制造技术领域，具体涉及一种钢丝、其制造方法及钢丝绳。
背景技术
[0002] 相关技术中描述了一种具有
镀锌层的钢丝绳，其钢丝的镀层结构为最外层镀层为纯锌层，纯锌层与钢丝基体间为
铁锌
合金层，该技术的特征在于最外层的纯锌层厚度小于较小。另一相关技术中描述了一种具有铁锌合金镀层的钢索，该钢索中的钢丝具有铁锌合金层和局部的纯锌层，纯锌层纯在与铁锌合金层的凹陷处。该技术中提到，铁锌合金层在整个镀层中的体积百分比至少要超过50％，甚至更大。
[0003]
发明人发现相关技术中都在减少纯锌层，而保留铁锌合金层。铁锌合金镀层的抗疲劳性能以及耐
腐蚀性能均比纯锌层好；锌是一种公认抗扭性能较差的金属，会降低钢丝在捻制过程中的绞合速度，增加产品的生产周期。不仅如此，钢丝表面的纯锌层同样会影响钢丝捻制过程中的润滑性能。除此之外，钢丝表面锌层的存在还会影响客户的后续加工性能。最具代表性的例子是
钢带生产过程中钢丝绳周围
聚合物的挤出工序。钢丝绳在进入聚合物挤出设备时会先经过一个开好的细小微孔，此时，钢丝绳会与微孔的一侧发生摩擦，继而使钢丝表面的锌层发生剥落以及在微孔处的堆积。在这种情况下生产出的聚合物钢带中会存在很多黑点(锌粉)，影响钢带表面的平整性。并且，在极端的情况下，过多的锌粉会堵塞挤出设备的模孔，从而导致整个钢丝绳断裂。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种钢丝、其制造方法及钢丝绳，以解决
现有技术中导致的上述多项
缺陷或缺陷之一。
[0005] 为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
[0006] 一种钢丝，包括钢丝基体和包裹在所述钢丝基体外圆面的镀层，所述镀层包括铁锌合金层和
铜锌合金层，所述铁锌合金层包裹在所述钢丝基体的外圆面，所述铁锌合金层的外圆面设有凹陷，所述铜锌合金层设在所述铁锌合金层的外圆面，所述铜锌合金层的体积小于所述铜锌合金层和所述铁锌合金层总体积的50％。
[0007] 本发明公开了一种制造上述钢丝的方法，包括如下步骤：热镀锌，获取钢丝基体，将获取的钢丝基体穿过具有熔融锌液的锌锅中，获取镀有锌层的钢丝基体，对所述镀有锌层的钢丝基体进行机械抹拭处理，获取镀有铁锌合金层的钢丝基体，其中，所述钢丝基体的铁锌合金层表面有凹陷，所述凹陷内有纯锌层；
电镀铜，将获取的所述镀有铁锌合金层的钢丝基体送入电镀铜槽中，获取从外到内依次镀有铜层和铁锌合金层的钢丝基体；其中，所述凹陷内有纯锌层；热扩散，对获取的所述从外到内依次镀有铜层和铁锌合金层的钢丝基体热扩散处理，获取镀有铜锌合金和铁锌合金的钢丝基体；其中，所述凹陷内无纯锌层；
拉拔，对获取的所述镀有铜锌合金镀层和铁锌合金镀层的钢丝基体拉拔处理，获取钢丝。
[0008] 一种钢丝绳，所述钢丝绳包括至少一根本发明所生产的钢丝。
[0009] 本发明的优点在于：
[0010] 1、本发明因具有铜锌合金层，其延展性较好，易于拉拔，可以直接降低钢丝表面的铁锌合金层与模具的摩擦，因此可以在现有
基础上进行拉拔提速，提高产品的生产效率；
[0011] 2、具有这种结构的钢丝由于钢丝表面铜锌合金层的存在同样会改善捻制过程中钢丝与捻股以及合绳机床走线部件间的润滑效果，提升捻制速度。
附图说明
[0012] 图1为本发明具体实施方式钢丝及镀层结构图；
[0013] 图2为本发明具体实施方式钢丝绳横向截面图；
[0014] 图3为本发明具体实施方式输送带的横向截面示意图。
[0015] 其中：1、钢丝；2、钢丝基体；3、铁锌合金镀层；4、铜锌合金镀层；5、钢丝绳；51、第一基体；52、第二基体；6、第四钢丝；7、第三钢丝；8、第二钢丝；9、第一钢丝。
具体实施方式
[0016] 为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
[0017] 如图1至图3所示，一种钢丝1，包括钢丝基体2和包裹在所述钢丝基体2外圆面的镀层，所述镀层包括铁锌合金层3和铜锌合金层4，铁锌合金层3包裹在所述钢丝基体2的外圆面，铁锌合金层3的外圆面设有凹陷，铜锌合金层4设在所述铁锌合金层3的外圆面，所述铜锌合金层4的体积小于所述铜锌合金层4和所述铁锌合金层3总体积的50％。
[0018] 进一步，铜锌合金层4占整个镀层的总体积小于25％，铁锌合金层3在整个镀层中的含量要占绝对优势。
[0019] 进一步，从钢丝1的表面面积来看，当铜锌合金层4仅存在与铁锌合金层3凹陷处时，铜锌合金层4的表面积占钢丝的总表面积要小于75％，优选地，铜锌合金层的表面面积占钢丝总表面面积要小于50％，如小于25％。
[0020] 本发明公开了一种制造本发明所指的钢丝的方法，包括如下步骤：
[0021] 热镀锌，获取钢丝基体2，将获取的钢丝基体2穿过具有熔融锌液的锌锅中，获取镀有锌层的钢丝基体2，对所述镀有锌层的钢丝基体2进行机械抹拭处理，获取镀有铁锌合金层3的钢丝基体2，其中，所述钢丝基体2的铁锌合金层3表面有凹陷，所述凹陷内有纯锌层；电镀铜，将获取的所述镀有铁锌合金层3的钢丝基体2送入电镀铜槽中，获取从外到内依次镀有铜层和铁锌合金层3的钢丝基体2；其中，所述凹陷内有纯锌层；热扩散，对获取的所述从外到内依次镀有铜层和铁锌合金层3的钢丝基体2热扩散处理，获取镀有铜锌合金层4和铁锌合金层3的钢丝基体2；其中，所述凹陷内无纯锌层；拉拔，对获取的所述镀有铜锌合金镀层和铁锌合金镀层的钢丝基体拉拔处理，获取钢丝。
[0022] 铜锌合金层4在镀层中所占的体积分数以及表面积所占比例可通过金相显微技术进行测量。首先将待测钢丝1以常规手段进行镶嵌，观察横截面。优选地，镶嵌料选择冷镶嵌环
氧树脂，这种镶嵌料在
凝固后获得的镶嵌
块透明无气泡，有利于对钢丝镀层边界的观察，从而准确的分辨出铁锌合金层3与铜锌合金层4的边界，在镀层随着钢丝轴向不发生明显变化并且铁锌合金层3与铜锌合金层4边界均清晰的情况下，通过计算钢丝截面上铜锌合金层4的表面积与整个镀层表面积的比率就可以得出铁锌合金层3与整个镀层的体积比率；通过计算钢丝1横截面铜锌合金层4与铜锌合金层4相
接触的过渡段长度之和与钢丝横截面上与
环氧树脂镶嵌料的过渡段长度之比可以得出推算出铜锌合金层4的表面积与钢丝总表面积的比率。
[0023] 具有这种镀层结构的钢丝可以通过下列手段获得。以Ф1.2mm钢丝基体2为例，主要是经
过热浸镀锌-电镀铜-热扩散-拉拔。在钢丝基体2经过
热浸镀锌工艺钢丝出锌锅时，会经过机械抹试工序，抹试工序会将钢丝最外层的绝大多数纯锌层抹试掉，这一现象可以通过对热浸镀锌丝表面进行
X射线衍射以及横截面进行
电子扫描确定。虽然大部分纯锌层被抹试掉，但是在钢丝基体表面仍存在有少许的纯锌层，这部分纯锌层位于铁锌合金的凹陷处，因此在机械抹试过程中保留下来。热浸镀锌后的钢丝会经过电镀铜工序然后进行热扩散，将镀锌钢丝表面的纯锌层转化为
黄铜层，最后进行湿拉获得所需的钢丝1。
[0024] 图2是一种输送带用的钢丝绳，其结构为(0.25+6×0.24)+6×(0.23+6×0.21)。具体的，钢丝绳5包括一第一基体51和与所述第一基体51交互捻的若干第二基体52，所述第一基体51包括若干根钢丝，所述第二基体52包若干根钢丝，所述第一基体51和所述第二基体52中的钢丝均为上述本发明所指的钢丝1；所述第一基体51包括一第一钢丝9和与所述第一钢丝9交互捻的若干根第二钢丝8，所述第一钢丝9的直径为0.25mm，所述第二钢丝8的直径为0.24mm；所述第二基体52包括一第三钢丝7和与所述第三钢丝7交互捻的若干根第四钢丝
6，所述第三钢丝7的直径为0.23mm，所述第四钢丝6的直径为0.21mm。
[0025] 钢丝绳5作为骨架材料粘附在
橡胶中如图3，钢丝绳5中的组成钢丝1均具有本发明的钢丝镀层结构。钢丝绳5中钢丝1的镀层重量与钢丝绳的镀层重量经测量为15～20g/Kg。钢丝绳5中所有钢丝1的镀层厚度约为1μm左右，镀层中的主要成分为铁锌合金层3。表1中数据是现有技术与本发明中钢丝绳产品的对比，其中粘合
力测试所用胶料为山东亿和公司提供，埋胶深度为5cm。从表中数据可以看出，现有技术下钢丝的拉拔速度为3m/s，实际生产中最大将拉拔速度可提升至4m/s，继续增大就会影响钢丝绳成品的性能，且模具损耗急剧增大。而本发明中钢丝的拉拔速度可提升至7m/s，拉拔过程中的钢丝换模周期并没有因此而缩短，并且对钢丝绳的外观、疲劳性能以及粘合力不会产生太大的影响。
[0026] 表1
[0027]
[0028] 表面纯锌层的消除使钢丝绳5具有较之前相比更多的优势。首先，将镀锌丝中的纯锌层转
化成铜锌合金层4有利于湿拉
水箱的拉拔。现有技术中，热浸镀锌钢丝在提速拉拔生产过程中会出现钢丝表面色泽变化，其主要原因是由于钢丝表面的铁锌合金层3较硬，且延展性较低，在拉拔时与模具之间产生激烈的摩擦，
温度提升较快，
润滑剂在钢丝表面过烧发生变质，并附着在钢丝基体2表面，因此钢丝1表面
颜色会发生改变。而本发明中的钢丝基体2表面因具有铜锌合金层4，其延展性较好，易于拉拔，可以直接降低钢丝表面的铁锌合金层
3与模具的摩擦，因此可以在现有基础上进行拉拔提速，提高产品的生产效率。
[0029] 具有这种结构的钢丝1由于钢丝基体表面铜锌合金层4的存在同样会改善捻制过程中钢丝与捻股以及合绳机床走线部件间的润滑效果，提升捻制速度。同时捻制过程中钢丝绳5与机床间硬磨程度的降低会在一定程度上提高钢丝绳5的三辊疲劳性能。并且在三辊疲劳检测过程中，钢丝绳5中钢丝表面存在质地较软的铜锌合金层4，会降低绳中钢丝之间的微动摩擦磨损，提升钢丝绳5的三辊疲劳性能。
[0030] 最后具有这种镀层结构的钢丝绳5在用于橡胶制品
增强材料时由于表面铜锌合金4的存在，钢丝绳产品对橡胶会产生更高的亲和力，有利于粘合力的提升。
[0031] 由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
