專利名稱：：不銹鋼彩色細絲的加工方法
技術領域：
：本發明涉及一種不銹鋼彩色細絲(包括C)0.018mm(D0.05mm為微絲和(D0.06mm①0.2mm為中絲)的加工方法。
背景技術：
：不銹鋼細絲具有良好的耐蝕、耐磨、導電、導熱、強度、彈性、韌性、工藝性、無毒等特性，己廣泛應用于國民經濟的許多領域。由于不銹鋼微絲光滑柔軟，具有可紡性，可與棉、毛、人造纖維等混紡，織成性能獨特的特種面料。從2005年以來，不銹鋼微絲開始用于紡織行業。這種含不銹鋼微絲的面料具有挺括、防靜電、防電磁輻射等優異性能，是一種綠色產品，有時代特征的新產品。作為面料的原料，很自然希望有色彩，所以彩色不銹鋼微絲很快引起了大家的注意。彩色不銹鋼微絲保持了不銹鋼微絲的各項特性，又增添了艷麗的外觀裝飾效果。現在彩絲的應用還處于開發中，可是彩絲的用途已不只是面料，己有相當廣泛的應用面。比如織彩色網、氣液軟管的外層金屬網，釣魚線等。通過表面處理，在不銹鋼細絲表面形成一層高抗蝕性氧化膜，給不銹鋼著上不同色彩，不僅保持了不銹鋼原有的各種特性，而且使其耐蝕性、耐老化性、耐紫外線照射和外觀裝飾效果更優異。彩色不銹鋼板己有成熟的工藝，1972年英國國際鎳公司歐洲研究和發展中心提出因科(Inco)工藝法，在英、美、德等國家已形成了規模生產。1976年以后得到了真正的發展。現在不銹鋼著色過程微機控制設備已能穩定生產各種顏色。生產彩色不銹鋼的方法除因科(工nco)工藝法外還有熔鹽法、高錳酸鹽法、苛性堿氧化法、空氣氧化法、電解氧化法。這些方法用來著色不銹鋼微絲，除空氣氧化法可以借鑒外，其余方法都不能用。因為微絲的絲徑很細，比如(D0.035mm絲，500g—巻的長度是65000m。成巻絲在著色介質中浸泡不能均勻著色，必須單根在著色介質中連續移動。為了能有足夠的產量，絲的移動速度要相當快，也就是微絲和著色介質的反應速度要非常快。液體著色劑，都要浸泡幾分鐘到幾十分鐘，這樣的反應速度，產量低得無法接受。因此必須用和板材表面著色完全不同的工藝。
發明內容本發明的目的在于，通過提供一種不銹鋼彩色細絲的加工方法，在不銹鋼細絲表面形成一層高抗蝕性氧化膜，給不銹鋼細絲著上不同色彩，不僅保持了不銹鋼細絲原有的各種特性，而且使其耐蝕性、耐老化性、耐紫外線照射和外觀裝飾效果更優異。本發明是采用以下技術手段實現的一種不銹鋼彩色細絲的加工方法，包括以下步驟把不銹鋼細絲高速通過專用的加熱爐(或稱著色爐)進行加熱，在不銹鋼細絲表面生成納米級厚度的氧化薄膜，不同膜厚能產生不同的干涉色彩。在給定的條件(材質、絲徑、線軸、坯絲是生絲或熟絲、表面花度、爐內氣氛、放線張力等)下，對一種溫度，通過調節收線機的收線速度，可以在一定范圍內調節薄膜厚度，得到某種顏色。所以在一種溫度和收線速度下可以得到一種顏色。上述條件中任何一個條件改變，要得到同樣的顏色，它們的溫度和收線速度也要改變。不銹鋼細絲用的著色設備是由加熱爐、收線機和放線架構成的機組。類似微絲退火機組。前述的氣相氧化法，包括以下步驟建立參考工藝庫；根據給定的條件和所需著的顏色，從庫中選擇最接近的工藝參數；根據所選的參數，在設定溫度下，對每根爐管分別調整收線速度，調出所需色彩后；再按調定的參數進行著色處理。本發明與現有技術相比，具有以下明顯的優勢和有益效果本發明不銹鋼彩色細絲的加工方法，不銹鋼細絲通過空氣氣氛的加熱爐，氧化生成納米級厚度的透明薄膜，不同厚度的薄膜對入射光產生不同的干涉色。生產方法是在給定條件下只要調節收線速度就能得到所要的顏色。設備不多，操作簡便。色彩不能像油漆那樣可以任意調配，只能有黃色、金黃色、銅棕色、酒紅色、紫紅色、青色、咖啡色、藍綠色、深藍色九種基本顏色，每種顏色的深淺可在一定范圍內變化，所以實際的顏色品種是非常多的。圖1為本發明不銹鋼彩色細絲著色方法流程圖；圖2為本發明不銹鋼彩色細絲氣相氧化著色生產流程圖。具體實施方式下面結合附圖對本發明的具體實施例加以說明請參閱圖l所示，為不銹鋼彩色細絲著色方法流程圖。從圖中可見，主要有以下步驟1為建立參考工藝庫步驟；2為根據選取的參考工藝步驟，調整加熱溫度和收線速度，得到所需色彩的實用工藝；3為進行氣相氧化處理，在不銹鋼細絲表面生成薄膜步驟。其中，建立參考工藝庫歩驟1是基礎性的工作，由于影響色彩的因素很多，不可能有普遍適用的統一工藝，每一種彩色絲都有各自獨立的工藝。主要因素有材質、絲徑、線軸、坯絲是生絲或熟絲、表面花度、爐內氣氛、放線張力等。這些因素可以分成二類一類是相對固定的因素，只要產品定了，它們就定了。如材質、絲徑、線軸、坯絲是生絲或熟絲、絲的表面狀態；另一類是在處理時需要按當時的實際情況進行調整的因素。如加熱溫度、收線速度、爐內氣氛、放線的張力。這些因素中直接控制色彩的是二個因素，溫度和收線速度。生產工藝就是在給定條件下，生產一種彩絲的加熱溫度和收線速度。當改變任何一個其他因素都會改變這二個因素，因此工藝種類繁多，千變萬化，可是各種工藝之間有相似性。如果由實驗對典型的固定條件制訂出一套各種彩色的工藝規范，比如以下表1是在一種固定條件下的一組9種色彩的工藝參數。把大量各種不同條件下得到的，如以下表l這樣的數據匯總成工藝庫，就是參考工藝庫。要生產某一種彩色的絲時，到庫中去找，如果找不到相同條件的工藝參數，就找固定條件類似的工藝作為參考，然后通過簡單的試驗，進行適當調整后確定實用的工藝。由于這個庫的數量很大，由實驗來建立要花費大量人力、物力和時間。可以由實驗做幾個典型條件的工藝為基礎，把生產中的用過的工藝不斷充實進去，逐步建立起來，這樣更可行，下面是一個參考工藝庫中的一個實例。固定條件是材質316L、絲徑0.035mm、著色專用爐，所以爐溫波動和各支管的情況己知、坯絲是經退火后的軟態絲、表面狀態中花、115線軸(軸徑90mm)、用毛刷控制張力、爐管二端敝開通空氣。下面表1是在上述條件下的一組8種色彩的工藝參數，爐溫和收線速度。表1一組工藝參數<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>根據選取的參考工藝，調整加熱溫度和收線速度，得到所需色彩的實用工藝步驟2是生產每個產品之前，為了確定實際生產工藝必須做的工作，由于影響彩色的因素很多，而且有的因素是不固定的，像原材料的成份，組織結構狀態，前期加工的狀態、爐管內狀況等，同種規格的坯絲都會有所差異。而氣相氧化生成的薄膜是納米厚度，它對這些微小的差異也很敏感，尤其對中間的幾種顏色特別明顯。固定條件似乎完全相同，同樣的工藝不能重復，可能就是上述這些內存因素的變化生成的，所以生產前的試驗是必不可少的。不銹鋼彩色細絲氧化著色步驟3是在銀白色的不銹鋼絲表面形成一層透明的氧化膜，膜的厚度是納米級的，所以從膜厚考慮這是一種納米材料。通過該氧化膜對光的干涉作用形成不同的色彩。不同厚度的氧化膜可以產生不同的色彩。每一厚度的氧化膜都對應著一種基本顏色，通常的色彩系列有黑色、紫色、藍色、灰色、金黃色、紅色、綠色等。不是表面涂彩色涂層，氧化膜無任何毒性。生成氧化膜的方法是不銹鋼細絲高速通過加熱爐爐管時，在高溫空氣中幾秒鐘內氧化，生成幾十到幾百納米厚的氧化膜，氧化膜的厚度決定于氧化速度，氧化速度決定于爐內空氣的溫度和停留的時間，收線速度實質就是停留時間。這二個參數之間也有關系，升高溫度同時降低收線速度，或者相反可以得到相同的氧化速率。其他各個因素都和這二個參數有關，所以改變任何一個固定因素就會改變溫度和速度。由于膜的厚度那么薄，厚度變化幾個納米就會改變顏色，所以著色非常困難，需要有豐富的經驗和極大的耐心。對著色設備的要求-微絲著色用的加熱爐爐管是石英管；爐子最高溫度為1050度；額定功率為5千瓦；恒溫區0.8米；可控硅無級自動調溫；爐溫波動范圍士3。C:爐管內能通工作氣氛。中絲著色用的加熱爐爐管是石英管；爐子最高溫度為1050度；額定功率為18千瓦；恒溫區1.5米；可控硅無級自動調溫；爐溫波動范圍士3t:;爐管內能通工作氣氛。收線機單頭單控型的；收線線速度為0.5m/min6ra/min;自動排線；軸向最大有效移動距離160mm;有張力控制裝置。實際著色操作的主要內容。當工藝參數確定后，實施著色時，選用合適的毛刷控制放線張力，確定爐內氣氛是空氣還是氧氣，設定加熱爐的溫度后，是通過調節收線機收線速度來調整顏色的。所以生產時需要調整的因素只剩收線速度一個參數。由于同一爐要處理幾十根絲，比如24根，一根絲通過一支爐管，爐溫是一個溫度，各支爐管不能單獨控制，而在同爐溫下各支爐管內的狀況會有所差異，這點差異可能引起色差。這種色差可以通過調節收線速度來彌補。所以要用單頭單控的收線機，可以分別調節每一根絲的速度。普通收線機是分成幾組，同組的收線速度是相同的，在同一速度下是難以得到相同顏色的。另外，由于每軸絲的重量不會相同，不會同時處理完，或者中途絲斷了，需要重裝或更換。普通收線機由于排線的限制，必須一組同時進行，這會影響生產效率，組越大越糟糕，單頭單控的收線機可以隨時更換或重裝。請參閱圖l所示，在上述工藝步驟2完成后，將其數據反饋回參考工藝庫1，以充實參考工藝庫的數據。請參閱圖2所示，本發明不銹鋼彩色細絲氣相氧化著色生產流程圖，從圖中可以看出。21為根據被加工對象的著色要求，從參考工藝庫中選擇最接近的工藝數據；22為在生產前做簡單的試驗，調整工藝參數，制訂出所需的實用工藝。也就是確定加熱溫度、收線速度、爐內氣氛和放線的張力；23為根據排線的松緊程度選擇相應的毛刷，也就是給定張力；24為調整收線機的排線參數；25為根據試驗結果，設定加熱爐溫度和采用什么氣氛；26為調節收線速度，使各支管的色彩達到所要的顏色；27為調節收線速度，得不到所要的顏色，最可能是溫度不合適，需要返回重新設定溫度。28為進行著色處理。開始正式生產。在本實施例中，重點進行了以下控制-加熱溫度；加熱溫度是控制彩色的關鍵因素之一，也是生產中主要調整的一個參數。由于升降溫速度很慢，不能在著色過程中邊調溫度邊看顏色變化，只能在每次著色前預置好。所以調溫度比較麻煩，在步驟22試驗時要多調幾根爐管，選好合適溫度，盡量避免重調溫度。爐子的溫度波動不能太大，至少儀表指示的溫度要穩定。否則不能保證一爐的顏色一致，甚至同一軸的顏色也不能一致。用可控硅和熱電偶控溫可以滿足著色處理的要求。收線速度收絲速度是控制彩色的另一個關鍵因素，在著色時可以隨時調節收線速度，在一定溫度下，改變收線速度能在一定范圍內改變色彩。實際操作時在其他條件都確定后，就是靠調節收線速度來調整色彩。各支爐管之間的工作狀況會有些不同，致使它們的顏色不能相同。也要靠調整每支爐管的收線速度來協調彩色。材料；材質不同會影響彩色，比如304L和316L要著成同樣的紅色，它們的色相和明度做不到相同，304L的彩色沒有316L的艷麗。不僅不同規格的絲有影響，同一牌號，同規格的絲在內部成份、組織結構、內應力等不可能完全相同，這些微細差異都會影響氧化膜的生成和成長。絲徑；絲徑不同對彩色有影響。絲徑變化是改變了熱容量和表面積，因此要改變加熱溫度和收線速度來調整。絲徑不同對有些顏色影響大，有的影響小。坯絲是退過火的熟絲還是未退火的生絲，著色的效果也不同。絲的表面花度和清潔程度對彩色膜的質量和結合力有影響。爐內氣氛。微絲著色時，敞開爐管的，在空氣中處理。中絲著色時，需要通氧氣(工業純)來增強氧化能力。線軸型號；線軸型號不同，它的軸徑不同，對同樣的馬達轉速，絲的線速度就不同，所以實際上是收線速度變了，對彩色的影響和收線速度的效果相同。放線的張力；放線的張力不僅影響排線的質量，也會影響彩色，不過在正常的放線張力下作用較小。最后應說明的是以上實施例僅提及9種色彩，并非限制本發明所描述的技術方案；本說明書詳細說明的上述的各個實施例措施是有普遍意義的，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明進行修改或等同替換，而一切不脫離本發明的精神和范圍的技術方案及其改進，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。權利要求1、不銹鋼彩色細絲的加工方法，其特征在于包括以下步驟步驟1；建立參考工藝庫；步驟2根據選取的參考工藝，調整加熱溫度和收線速度，得到所需色彩的實用工藝，實用工藝反饋倒參考工藝庫，充實庫的內容；步驟3對不銹鋼細絲進行氣相氧化處理，在表面上生成薄膜。2、根據權利要求1所述的不銹鋼彩色細絲的加工方法，其特征在于步驟2所述的加熱爐對微絲加熱采用的爐管是石英管；爐內最高溫度為1050度；額定功率為5千瓦；恒溫區0.8米；可控硅無級自動調溫；爐溫波動范圍±3°0;爐管內能通工作氣氛。3、根據權利要求1所述的不銹鋼彩色細絲的加工方法，其特征在于步驟2所述的加熱爐對中絲加熱采用的爐管是石英管；爐內最高溫度為1050度；額定功率為18千瓦；恒溫區1.5米；可控硅無級自動調溫；爐溫波動范圍±3%;爐管內能通工作氣氛。4、根據權利要求1所述的不銹鋼彩色細絲的加工方法，其特征在于步驟2所述的收線機為單頭單控型的，收線速度為0.5m/min6m/min。自動排線、軸向最大有效移動距離160mm、有張力控制裝置。5、根據權利要求1所述的不銹鋼彩色絲的加工方法，其特征在于其中步驟3所述的氣相氧化法，包括以下步驟根據固定條件和所需顏色，從參考工藝庫中選擇最接近的工藝數據溫度和收線速度；試驗確定生產用工藝參數；選擇毛刷產生合適的張力；調整收線機排線參數；設定加熱爐溫度和爐內氣氛；調整收線速度得到所需顏色；如調不出所要顏色，返回設定加熱爐溫度，重設溫度，再調收線速度，反復進行到得到所要的顏色為止；進行著色處理。6、根據權利要求5所述的不銹鋼彩色細絲的加工方法，其特征在于所述的從參考工藝庫中選擇最接近的參考工藝、溫度和收線速度；其中黃色爐溫60(TC;走絲線速度300430cm/min;金黃色爐溫660。C;走絲線速度266380cm/min;銅棕色爐溫710。C;走絲線速度270380cm/min;酒紅色爐溫72(TC;走絲線速度340420cm/min;紫紅色爐溫720。C;走絲線速度230270cm/min青色爐溫785。C;走絲線速度300380cm/min咖啡色爐溫86(TC;走絲線速度350450cm/min藍綠色爐溫900。C;走絲線速度304400cm/min深藍色爐溫1000。C;走絲線速度100cm/min。全文摘要一種不銹鋼彩色細絲的加工方法，包括以下步驟建立參考工藝庫；根據選取的參考工藝，調整加熱溫度和收線速度，得到所需色彩的實用工藝，實用工藝反饋倒參考工藝庫，充實庫的內容；對不銹鋼細絲進行氣相氧化處理，在表面上生成薄膜。通過本工藝加工的不銹鋼細絲表面形成一層高抗蝕性氧化膜，給不銹鋼細絲著上不同色彩，不僅保持了不銹鋼細絲原有的各種特性，而且使其耐蝕性、耐老化性、耐紫外線照射和外觀裝飾效果更優異。文檔編號C23C8/14GK101328570SQ20071012342公開日2008年12月24日申請日期2007年6月22日優先權日2007年6月22日發明者王志根申請人:杭州頓力不銹鋼精絲有限公司