3.2.1 Влияние массы окалины на кинетику травления

Увеличение количества окалины приводит к резкому увеличению времени стравливания. Данные приведены на рисунке 3.4.

Рисунок 3.4 - Зависимость времени полного стравливания окалины от ее массы при концентрации соляной кислоты 200г /л

Время контакта проволоки в ванне травления составляет 11 с. Следовательно полное стравливание окалины достигается при режимах термообработки 1, 2, 3, 4.

Окалина, образовавшаяся при режимах 5, 6, не успевает стравливаться в данных условиях.

3.2.2 Влияние фазового состава на кинетику травления

Уменьшение содержания вюстита в составе окалины резко увеличивает время травления. Данные приведены на рисунке 3.5.

Рисунок 3.5 - График зависимости времени полного стравливания окалины от содержания в ее составе вюстита FeO

Из рисунка 3.5 следует, что полное стравливания окалины в течении данного времени достигается содержании FeO в окалине не менее 20%, что обеспечивается при режимах термообработки 1, 2, 3, 4. При режимах 5 и 6 образующаяся на проволоке окалина не успевает удалиться в ванне травления (рисунок 3.4).

3.2.3 Влияние режимов термообработки на механические свойства проволоки

Механические свойства проволоки, обработанной по различным режимам, приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 – Механические свойства проволоки, обработанной по режимам

Диаметр, мм	dv, мм∙м	Временное сопротивление разрыву, Н/мм2	Относительное удлинение, 100
2,00	140	445	25
2,50		430	24
3,00		445	20

3.3 Выбор режимов термообработки

Режим 1 не обеспечивает получения требуемых механических свойств (временного сопротивления разрыву и относительного удлинения). Требуемые механические свойства проволоки обеспечиваются режимами 2, 3, 4, 5, 6.

Удовлетворительную подготовку поверхности проволоки под цинкование при травлении в соляной кислоте обеспечивают режимы 1, 2, 3, 4. При режимах 5, 6 образовавшейся окалине не хватает времени контакта для полного стравливания.

Для получения требуемых механических свойств и качественной подготовки поверхности под цинкование возможно использование режимов 2, 3, 4.

3.4 Выбор режимов флюсования

Для получения качественного цинкового покрытия, кроме травления, применяется операция флюсования, то есть нанесение на поверхность проволоки из раствора солей хлористого цинка и хлористого аммония (флюса Ф-ХА).

Операция флюсования обеспечивает защиту от окисления активированной поверхности проволоки при движении до ванны цинкования. Особенно в месте входа проволоки в расплавленный цинк за счет образования локальной защитной атмосферы из аммиака и хлористого водород при термической диссоциации хлористого аммония.

В процессе проведения промышленных испытаний раствора флюса, приготовленного на основе препарата Ф-ХА (см. таблицу 5.3), изучали влияние кислотности раствора флюса (рН) на кинетику накопления ионов железа в растворе.

Флюсование осуществляется по следующим режимам:

- концентрация флюса 150-200 г/л,

- температура 40-60С.

Таблица 3.3 – Физико-химические характеристики препарата Ф-ХА

Наименование показателя	Норма	Фактически
Внешний вид	Бесцветный или светло-желтый раствор	Соответствует
Содержание хлористого цинка, г/дм3, не менее	150	158
Содержание хлористого аммония, г/дм3, не менее	300	309
Удельная масса, г/см3	1,170-1,190	1,180
Концентрация водородных ионов (рН)	3,5-4,0	3,6

Установлено, что снижение рН менее 2,0 приводит к быстрому накоплению ионов железа (рисунок 3.6.), которое ускоряет процесс накопления железо-цинкового сплава в ванне цинкования. В интервале значений рН = 2,0-4,0 накопления ионов железа во флюсе не происходит, однако при значениях рН превышающих 4,0 наблюдается помутнение раствора за счет выпадения в осадок основных солей цинка (гидролиз).

Рисунок 3.6 - Кинетика накопления железа в растворе флюса. кривая 1 - рН=1,5; кривая 2 - рН=3,0

Таким образом, оптимальным рабочим интервалом значений рН раствора флюсования является интервал 2,0-4,0.

При изучении влияния концентрации раствора флюсования на процесс последующего цинкования установлено, что качественные цинковые покрытия образуются только при общей концентрации флюса в растворе не менее 150 г/л. При более низких концентрациях наблюдается растрескивание и отслоение цинкового покрытия на поверхности проволоки. (рисунок 5.7).

а б

а - 70 г/л, б - 200 г/л.

Рисунок 5.7 - Качество цинкового покрытия при различных концентрациях флюса

При увеличении концентрации флюса свыше 220 г/л наблюдается резкое увеличение выноса раствора, что усложняет процесс дальнейшей сушки проволоки и приводит к накоплению продуктов термического разложения флюса на зеркале цинка.

По рекомендациям фирмы «FIB» температура флюса должна быть в пределах 40-70С. За период с начала пуска агрегата отмечено: при температуре флюса менее 40С увеличивается его вынос поверхностью заготовки, что препятствует последующей качественной сушке. Максимальная температура флюса, которую обеспечивает теплообменник, установленный в ванне флюсования составляет 65С.