[发明专利]一种黄铜基复合镀层及制备方法

说明书

本发明公开了一种黄铜基复合镀层及制备方法，涉及金属制品镀层技术领域，包括包裹在骨架增强材料外的镀层，所述镀层包括Cu元素、Zn元素和Co元素，所述Cu元素含量占所述镀层的重量百分比为60%~75%，所述Co元素含量占所述镀层的重量百分比为0.5%~10%，余量为所述Zn元素；所述Co元素在所述镀层上的含量的分布由外到内依次减少，70%以上的Co元素分布在镀层外侧，其中所述镀层外侧厚度小于所述镀层厚度的50%；增加了无钴胶料在工业应用的可能性，不仅能够减少橡胶制品中Co元素的投入使用，节约资源，减缓橡胶开裂和老化、提高橡胶的耐久性。

技术领域

本发明涉及金属制品镀层技术领域，具体涉及一种黄铜基复合镀层及制备方法。

背景技术：

由一根钢丝或多根钢丝缠绕而成的钢帘线作为骨架增强材料已广泛用于轮胎的生产制造。钢帘线与轮胎橡胶间的粘合力主要由钢丝表面的黄铜镀层以及帘线的结构两方面原因提供，其中钢丝表面镀层与橡胶硫化过程中发生化学反应形成的铜硫键是保证帘线与橡胶间粘合力的主要技术手段。现有技术中，用于生产制造轮胎的橡胶均包含有Co元素，橡胶中Co元素的添加能够增加钢帘线与橡胶间的粘合力，降低粘合层使用过程中的老化速率，对钢帘线与橡胶间的粘合作用起到非常重要的作用。然而，橡胶中Co元素的存在，却会增加橡胶的老化速率以及橡胶的开裂速率。

经研究分析，橡胶中的Co元素仅在与钢帘线硫化后的粘合界面起作用，能够发挥有效功能的区域有限，因此考虑改变Co元素的添加方式，即在钢帘线钢丝的表面镀层中添加Co元素，开发出一个新的镀层。现有技术中已在钢帘线用钢丝中进行过多次尝试来生产这种具有Co元素的镀层。发明人发现，现有技术中，Co元素贯穿于整个镀层中，而Co作为一种战略物资，价格较贵，这种加工方法不值得提倡。中国专利中提到一种用于蒸汽老化和固化湿气粘附的三元或四元合金涂层，该专利中指出，除铜锌金属外所述的一种合金元素或两种合金元素均匀存在于整个镀层当中。考虑到与橡胶进行粘合的过程仅发生在镀层的外表面，并不能充分利用到第三方合金元素或第四方元素均匀分布的优势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种黄铜基复合镀层及制备方法，解决现有技术中骨架增强材料在湿热老化以及蒸汽老化条件下与橡胶的粘合力差的问题。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：一种黄铜基复合镀层，包括包裹在骨架增强材料外的镀层，所述镀层包括Cu元素、Zn元素和Co元素，所述Cu元素含量占所述镀层的重量百分比为60％～75％，所述Co元素含量占所述镀层的重量百分比为0.5％～10％，余量为所述Zn元素；所述Co元素在所述镀层上的含量的分布由外到内依次减少，70％以上的Co元素分布在镀层外侧，其中所述镀层外侧厚度小于所述镀层厚度的50％。

本发明还公开了一种制备上述黄铜基复合镀层的方法，包括如下步骤：

步骤1、在选取的骨架增强材料的表面依次镀Cu，镀Zn，镀Co，获取镀有Cu、Zn、Co三种元素的骨架增强材料；

步骤2、将获取的镀有Cu、Zn、Co三种元素的骨架增强材料表面用水清洗干燥后，经过中频炉进行热扩散，使Cu元素和Zn元素充分扩散形成黄铜合金，Co元素由外向内分布扩散至黄铜合金中，形成黄铜基复合镀层。

本发明的优点在于：Co以合金镀层的形式添加进入粘合界面比从含钴胶料中获取Co元素更能有效的起到阻碍粘合界面老化的作用；橡胶与钢丝粘合界面中存在的Co元素可以抑制湿热老化或蒸汽老化过程中ZnS和ZnO的形成，从而延缓钢丝与橡胶之间的粘合衰减；此外，Cu、Zn、Co三元合金镀层的应用增加了无钴胶料在工业应用的可能性，不仅能够减少橡胶制品中Co元素的投入使用，节约资源，减缓橡胶开裂和老化、提高橡胶的耐久性。

附图说明

图1为本发明具体实施方式钢丝的横截面的示意图；

图2为本发明具体实施方式实施例一中钢丝表面镀层元素检测分析示意图；