磷化涂层钢丝绳

钢丝绳

1.简介：

综述

磷化涂层钢丝绳专利技术，也称为锰系磷化耐磨涂层钢丝绳，简称磷化钢丝绳，将制绳钢丝磷化处理，磷化膜使钢丝表面更加耐磨并提高其防腐蚀能力，磷化膜多孔性结构可以增加润滑脂在制绳钢丝表面的储存量，降低摩擦因数促进滑动，延缓钢丝表面微动损伤的发生，抑制疲劳微裂纹的萌生，从而大幅度延长钢丝绳使用寿命，磷化涂层钢丝绳专利技术是钢丝绳领域第一次采用表面处理措施抑制微动疲劳发生的技术手段。

磷化技术主要用于钢铁材料的防锈蚀、冷加工中的降低摩擦、提高耐磨能力、黏结中间相、电绝缘及表面装饰等。其中，以提高钢铁材料耐磨性、降低摩擦、改善润滑为主要作用的磷化处理工艺，被广泛应用于汽车、轻工、化工、电器、国防等领域的摩擦运动承载零件。将磷化技术应用于钢丝绳内钢丝的耐磨、降低摩擦和防锈，磷化膜与润滑脂的复合作用对钢丝表面的保护效果远胜于任何单一的润滑脂

磨损是钢丝绳最常见的损伤方式，一般分为外部磨损、变形磨损和内部磨损三种情况。对于钢丝绳产品而言，为了延长钢丝绳使用寿命，在钢丝间微动不能消除的情况下，只能采取技术措施防止微动所引起的磨损。微动疲劳损伤与材料的表面性能密切相关。利用表面工程技术，可以提高传统材料抗微动疲劳的性能和增强新材料的微动疲劳抗力；采用表面改性手段，可有效提高材料的抗微动损伤性能，提高耐磨性，改善抗微动损伤性能。采取这些表面防护措施，有利于削弱或阻断钢丝间相对滑动时摩擦力作用所带来的危害，从而抑制、延缓钢丝表面微动损伤的发生，并大幅度延长钢丝绳使用寿命

磷化膜本身就具有良好的电绝缘性，可有效抑制在钢丝表面形成微电池；磷化膜与润滑脂的共同作用，可以大幅度提高钢丝间的润滑效果和钢丝的耐腐蚀防氧化能力。磷化涂层钢丝绳专利技术，是将制绳钢丝磷化处理并将膜重控制在3g/m2-60g/m2之间，包括碳素钢丝、合金钢丝、镀锌、镀铝、锌铝合金镀层的钢丝等。

生产流程对比

（注：磷化涂层钢丝绳与光面钢丝绳是完全不同的两个产品）

光面制绳钢丝生产流程：

盘条→酸洗→水洗→锌系磷化→水洗→烘干→冷拉→热处理→酸洗→水洗→锌系磷化→水洗→烘干→冷拉→光面制绳钢丝

以上工序之中使用的锌系磷化是钢丝拉拔前的表面准备，主要作用是降低钢丝拉拔过程之中的阻力，锌系磷化膜在钢丝拉拔过程中与硬质合金拉丝模发生激烈摩擦而逐渐脱落。

光面钢丝绳生产流程：

光面制绳钢丝→捻股及钢芯→合绳→检验→包装

钢丝以优质碳素结构钢热轧盘条为原料，制作时要将其冷拉到指定的直径，且同时要达到一定的物理性能要求。按上述工艺生产的制绳钢丝即为光面钢丝，制绳钢丝冷拉后不再做任何表面处理则直接用于捻制股绳或钢芯即为光面钢丝绳。

磷化涂层钢丝绳生产流程：

光面制绳钢丝→碱洗→水洗→酸洗→水洗→锰系耐磨磷化→水洗→烘干→捻股及钢芯→合绳→检验→包装

将光面制绳钢丝进行耐磨磷化处理（优选锰系或锌锰系磷化），在钢丝表面形成耐磨磷化膜，使用膜重符合要求的磷化钢丝直接捻制股绳或钢丝绳，就是磷化涂层钢丝绳。钢丝表面锰系或锌锰系磷化膜的主要作用是提高钢丝表面的耐磨损与防腐蚀能力，以提高钢丝绳使用寿命。

上述工艺流程关键点总结：

1.光面钢丝绳的制绳钢丝，没有专门涂覆任何种类的耐磨保护涂层。

2.锰系磷化耐磨涂层钢丝绳，制绳钢丝经过耐磨处理，在钢丝表面形成3-60克/平米的锰系或锌锰系磷化膜，也就是一种耐磨、防腐蚀保护涂层。

工艺路径

使用锰系磷化或锌锰系磷化配方，钢丝磷化处理以后，在钢丝表面形成磷化膜，测定磷化膜膜重并符合要求，磷化钢丝不再进行任何冷拉（冷拔）加工，使用磷化钢丝直接捻制股绳或钢丝绳，以保证磷化膜对钢丝的保护效果。

换代新品

将制绳钢丝磷化处理，优先采用锰系或锌锰系磷化，钢丝磷化后不进行任何拉拔加工，直接使用磷化钢丝捻制钢丝绳，由于磷化涂层使钢丝表面更加耐磨而且耐蚀，磷化涂层钢丝绳使用寿命是光面钢丝绳的2-3倍，钢丝绳耐疲劳性能大幅度提高，随着对耐磨、耐蚀磷化液配方的深入研究，磷化涂层钢丝绳的疲劳寿命还有大幅度提高的可能性，磷化涂层钢丝绳是光面钢丝绳的升级换代产品，而且完全有能力替代进口的钢丝绳

寿命对比

测定疲劳寿命需要使用钢丝绳疲劳试验机，按照国家标准GB/T12347—2008钢丝绳弯曲疲劳试验方法测定疲劳寿命即可。测定电梯用钢丝绳疲劳寿命，依据行业标准进行，YB/T4288-2012电梯用钢丝绳弯曲疲劳试验方法。将相同直径、结构、性能的锰系磷化涂层钢丝绳与光面钢丝绳先后在一台疲劳试验机上面测试至出现第一根断股，记录疲劳寿命，然后对比试验数据。试验数据证明，锰系磷化涂层钢丝绳疲劳寿命是光面钢丝绳的3-5倍，锰系磷化膜极其耐磨并且防腐蚀能力良好，这是锰系磷化涂层钢丝绳疲劳寿命大幅度提高的原因所在。钢丝绳结构规格众多，疲劳寿命提高幅度有一定差异，如果有疲劳试验机，建议自己测定锰系磷化涂层钢丝绳与光面钢丝绳疲劳寿命，然后对比。一般而言，疲劳寿命越长则使用寿命越长，它们是正比例关系。

适用范围

钢丝在磷化过程中会有部分材料被溶解，磷化膜膜重在3g/m2~15g/m2时，磷化后的钢丝直径几乎不变；磷化膜膜重超过20g/m2时，钢丝直径增加值也非常有限，钢丝力学性能在磷化前后无明显变化（需除氢防止发生氢脆）。这一特点使磷化钢丝绳技术几乎适用于所有种类的钢丝绳产品，尤其是对耐疲劳性能有较苛刻要求的产品，如电梯钢丝绳、港口装卸门机用钢丝绳、矿山钢丝绳、航空钢丝绳、采油机用钢丝绳和各类吊车用起重钢丝绳等，而且与所有钢丝绳现行国家标准并无冲突，即磷化涂层钢丝绳可以完全符合现行相关钢丝绳国家标准或行业标准的技术要求。

膜重测定

制绳钢丝表面磷化膜的类型及膜重大小是辨别区分磷化涂层钢丝绳真伪的决定性技术指标，有利于更大磷化涂层钢丝绳膜重在3-60克/平米之间（在此范围内，可以采用较大磷化膜膜重，如15-30克/平米，或者30-40克/平米，可以大幅度地提高钢丝绳的耐磨性与耐蚀性及疲劳寿命，但制造成本及生产难度会增大），使用锰系磷化或锌锰系磷化是最佳磷化涂层钢丝绳制造生产工艺，这两种磷化膜可以大幅度提高钢丝表面的耐磨损与防腐蚀性能，而且磷化膜的耐热性能良好，进而大幅度提高钢丝绳使用寿命。

钢丝表面磷化膜膜重小于3克/平米，或钢丝磷化处理以后又进行拉丝的，不是磷化涂层钢丝绳。

磷化涂层钢丝绳用磷化钢丝的磷化膜膜重按照相应国家标准GB/T9792-2003金属材料上的转化膜单位面积膜质量的测定重量法进行检测。对于捻制后的磷化涂层钢丝绳产品拆股检验制绳钢丝磷化膜膜重，可以先用有机溶剂对钢丝表面涂敷的润滑脂进行彻底清洗，风干后按上述标准重量法测定磷化膜膜重即可。

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