本發(fā)明屬于潤滑涂層材料技術領域，主要涉及一種鋼絲清潔生產拉拔用涂層及其制備工藝，尤其是鋼絲在線拉拔加工用涂層。

背景技術：

鋼絲在經過表面清除氧化皮后,由于表面光滑，不易吸附潤滑劑，故需對其進行表面涂層處理。即通過物理和化學的方法，使鋼絲表面涂上或生成一層較厚的、具有附著力強、表面較粗糙的涂層。涂層在鋼絲拉拔過程中作為潤滑劑的載體，吸附潤滑劑，形成良好潤滑膜，以保證鋼絲順利拉拔。

傳統(tǒng)的鋼絲拉拔生產工藝中，鋼絲拉拔加工用潤滑涂層大多含有磷、硼等組分。由于在磷化處理中，無論是化學磷化還是電解磷化，操作中都產生大量的氮氧化物、磷化渣和重金屬離子等，不僅會污染環(huán)境，而且繁雜的工序會損耗大量的能耗，增加成本。

硼砂涂層屬物理附著沉積涂層，雖然操作簡單，但由于硼砂容易發(fā)生潮解而使其喪失良好的涂層性能，且易引起金屬制品銹蝕，此外硼砂結晶后重新溶解困難，涂層留在鋼絲表面難清除繼而影響后續(xù)工藝，同時硼砂也存在環(huán)保問題。目前在歐洲和日本等國都已限量使用，隨著REACH法規(guī)的生效和即將實施的新標簽法，將硼砂作為有毒物質。歐盟在ATP第30條中將近290種硼的化合物確認能引起癌癥、基因突變或者對繁殖造成不利影響。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術的不足，提出一種鋼絲清潔生產拉拔用涂層及其制備工藝，解決了鋼絲表面處理過程中產生的磷化、硼化等環(huán)境污染及鋼絲銹蝕問題。達到簡化生產工藝、提高了生產效率，保證產品質量、降低能源消耗、避免環(huán)境污染、清潔生產的目的。

本發(fā)明實現(xiàn)上述目的采用的技術方案是：一種鋼絲清潔生產拉拔用涂層的組分及配比為（w/w）：65～78%的硫酸鉀，15～24%的偏硅酸鈉，5～10%的低分子聚丙烯酸鈉，0.1～0.2%的勻染劑-O和/或OP-10乳化劑，1～2%的硬脂酸鈉和硬脂酸鉀。

本發(fā)明所述勻染劑-O和OP-10乳化劑可單獨，也可1：1搭配使用。

本發(fā)明所述硬脂酸鈉和硬脂酸鉀的比例為1：1。

本發(fā)明所述OP-10乳化劑當單獨使用時，硬脂酸鈉和硬脂酸鉀的比例為2：1。

本發(fā)明實現(xiàn)上述鋼絲清潔生產拉拔用涂層的制備工藝是：將上述各組分按配方量分別放入捏合機或干料混合機中攪拌均勻，通過TS-75同向雙螺桿反應擠出機擠出，制成涂層試樣，將所述涂層試樣加水配制成200-250g/L 的水溶液，升溫至使用溫度90±5℃，所述的溶液pH值為11～12，試樣在線浸漬5s或噴霧可滿足實際生產要求，膜重量為6.0－10.0g/m²，膜太薄則達不到吸附潤滑劑的拉拔要求，鋼絲拉拔總壓縮率70-90%，拉拔速度6-10 m/s。

本發(fā)明通過對材料性能的研究，確定了以硫酸鉀、偏硅酸鈉和聚丙烯酸鈉為主要成分的鋼絲拉拔潤滑涂層的配方和制備工藝。本發(fā)明涂層配方由成膜劑、無機鹽、固體潤滑劑、表面活性劑、極壓劑、防腐劑等組成，采用硫酸鹽和硅酸鹽為主，添加表面活性劑和低分子聚丙烯酸鈉為浸潤、粘接成分。由于鋼絲產品中銹蝕與吸濕性較大的硫酸鹽、磷酸鹽、硼砂有關，因此，本發(fā)明采用硫酸鉀作為主要成分，其吸濕性小，不引發(fā)鋼絲銹蝕，屬硫酸鹽中環(huán)保成分；本發(fā)明制備工藝不是采用普通的原料混合，而是在捏合機攪拌均勻原料后，通過TS-75同向雙螺桿反應擠出機擠出，使多種物質在特定的溫度壓力下反應改性，產品性能提高，呈細顆粒狀，均勻穩(wěn)定。

本發(fā)明組分中，硫酸鹽含量65～78%，低于60%，晶粒細小、膜層不連續(xù)，高于85%，溶液易結晶，其它添加劑的比例達不到最低要求，成膜不牢，晶粒過于粗大，優(yōu)選比例65～78%；偏硅酸鈉15～24%，低于15% 膜層不連續(xù)，吸附力較低，高于24%，生成硅酸鹽膠體的幾率變大，溶液易渾濁，膜層變硬且粗糙，優(yōu)選比例15～24%；聚丙烯酸鈉5～10%，低于5%，成膜不完整，高于10%，成膜較軟，擦拭時易起皮，不易干燥，吸水性變強，優(yōu)選比例5～10%；勻染劑-O或OP-10乳化劑含量0.1～0.2%，主要起到潤濕金屬表面作用，利于涂層擴展和膜層形成，過多則產生大量泡沫，不利于生產；硬脂酸鈉、硬脂酸鉀和表面活性劑有相似的作用，1～2%的含量有減少膜層吸濕性的作用，對涂層結晶過分長大有一定的抑制作用。硬脂酸鈉和硬脂酸鉀常采用1：1使用，但當單獨使用OP-10乳化劑時，硬脂酸鈉鉀常采用2：1的比例搭配取得較好的效果。

本發(fā)明在低碳鋼絲、氣保焊絲、制繩鋼絲、彈簧鋼絲生產的試驗中均可以滿足拉拔要求，生產的鋼絲表面光潔度提高，沒有出現(xiàn)銹蝕。

具體實施例方式

本發(fā)明通過實施例的方式進一步詳細說明，但本發(fā)明不局限以下實施例。

實施例1

本實施例為低碳鋼絲在線拉拔加工用涂層。涂層的組分及配比為（w/w）：72%的硫酸鉀，20%的偏硅酸鈉，6.5%的低分子聚丙烯酸鈉，0.1%的勻染劑-O，0.7%的硬脂酸鈉和0.7%的硬脂酸鉀。

本實施例的制備工藝是：將上述各組分按配方量分別放入捏合機（或干料混合機）中攪拌均勻，倒出，通過TS-75同向雙螺桿反應擠出機擠出，制成涂層試樣。生產的產品實驗室數(shù)據(jù)為：根據(jù)生產實際情況，將上述涂層試樣加水配制220g/L的水溶液，升溫至使用溫度90±5℃，該溶液的pH值為11，試樣在線浸漬5s，膜重量為7.7 g/m² ，成膜較厚，有潤澤，達到鋼絲拉拔總壓縮率70%使用要求，拉拔速度達到8 m/s。

實施例2

本實施例為氣保焊絲在線拉拔加工用涂層。涂層的組分及配比為（w/w）：76%的硫酸鉀，15%的偏硅酸鈉，7.55%的低分子聚丙烯酸鈉，0.1%的OP-10乳化劑，0.9%的硬脂酸鈉和0.45%的硬脂酸鉀。

本實施制備工藝是：將上述各組分按配方量分別放入捏合機中攪拌均勻，倒出，通過反應擠出機擠出，制成涂層試樣。生產的產品實驗室數(shù)據(jù)為：根據(jù)生產實際情況，將上述涂層試樣加水配制200g/L的水溶液，升溫至使用溫度90±5℃，該溶液的pH值為11.5，試樣在線浸漬5s，烘干，膜重量為6.5 g/m² ，成膜較厚，有潤澤，晶粒細密，達到鋼絲拉拔總壓縮率80% 使用要求，拉拔速度達到10 m/s。

實施例3

本實施例為高碳鋼絲間歇式生產在線拉拔加工用涂層。涂層的組分及配比為（w/w）：65%的硫酸鉀，23%的偏硅酸鈉，10%的低分子聚丙烯酸鈉，0.1%的勻染劑-O，0.1%的OP-10乳化劑，0.9%的硬脂酸鈉和0.9%的硬脂酸鉀。

本實施制備工藝是：將上述各組分按配方量分別放入捏合機中，攪拌均勻，倒出，通過反應擠出機擠出，制成涂層試樣。生產的產品實驗室數(shù)據(jù)為：根據(jù)生產實際情況，將上述涂層試樣加水配制250g/L的水溶液，升溫至使用溫度90±5℃，該溶液的pH值為12，采用噴霧器進行噴霧滲透。膜重量為10 g/m² ，成膜較厚，表面晶粒大，達到鋼絲拉拔總壓縮率70% 使用要求，拉拔速度達到8 m/s。

實施例4

本實施例為高碳鋼絲連續(xù)式生產在線拉拔加工用涂層。涂層的組分及配比為（w/w）：78%的硫酸鉀，15%的偏硅酸鈉，5%的低分子聚丙烯酸鈉，0.16%的勻染劑-O，0.92%的硬脂酸鈉和0.92%的硬脂酸鉀。

本實施制備工藝是：將上述各組分按配方量分別放入捏合機中攪拌均勻，倒出，通過反應擠出機擠出，制成涂層試樣。生產的產品實驗室數(shù)據(jù)為：根據(jù)生產實際情況，將上述涂層試樣加水配制220g/L的水溶液，升溫至使用溫度90±5℃，該溶液的pH值為12，試樣在線浸漬5s，烘干，膜重量為7.4 g/m² ，成膜厚，膜層均勻，呈粗糙的結晶顆粒，達到鋼絲拉拔總壓縮率90% 使用要求，拉拔速度6 m/s。鋼絲表面光潔度提高，沒有出現(xiàn)銹蝕。

實施例5

本實施例為高碳鋼絲連續(xù)式生產在線拉拔加工用涂層。涂層的組分及配比為（w/w）：67.8%的硫酸鉀，24%的偏硅酸鈉，6%的低分子聚丙烯酸鈉，0.2%的勻染劑-O，1%的硬脂酸鈉和1%的硬脂酸鉀。

本實施制備工藝是：將上述各組分按配方量分別放入捏合機中攪拌均勻，倒出，通過反應擠出機擠出，制成涂層試樣。生產的產品實驗室數(shù)據(jù)為：根據(jù)生產實際情況，將上述涂層試樣加水配制220g/L的水溶液，升溫至使用溫度90±5℃，該溶液的pH值為12，試樣在線浸漬5s，烘干，膜重量為6.1 g/m² ，成膜厚，膜層均勻，呈粗糙的結晶顆粒，達到鋼絲拉拔總壓縮率90% 使用要求，拉拔速度6 m/s。鋼絲表面光潔度提高，沒有出現(xiàn)銹蝕。