一种非密闭通道式机械能辅助粉末渗锌设备及工艺制造技术

一种非密闭通道式机械能辅助粉末渗锌设备及工艺，设备包括：非密闭通道式渗锌室，其具有一个通道，通道由若干节构成，各节的一端设有工件入口，另一端设有工件出口，其中的一节或几节作为渗锌节，其中具有渗锌空间；加热保温系统，用于对渗锌空间进行加热；保护气体施加装置，用于向渗锌空间中充填保护气体，使金属工件在气体保护氛围下进行渗锌处理；锌粉施加装置，用于向工件表面施加锌粉；机械助渗装置，用于向工件表面施加颗粒，通过颗粒对施加了锌粉的工件表面的撞击实现机械助渗；输送系统，其工件输送部输送金属工件的预定路线的一部分沿工件入口、通道和工件出口布置。借此，可以实现连续渗锌，相较现有的逐炉渗锌工艺效率高、节能环保。

【技术实现步骤摘要】
一种非密闭通道式机械能辅助粉末渗锌设备及工艺
本专利技术属于金属表面化学处理和金属材料扩散处理
，具体地说，本专利技术涉及一种可连续进行的非密闭通道式机械能辅助粉末渗锌设备及工艺。
技术介绍
渗锌是用热扩散方法在金属工件表面获得锌铁合金层的表面保护工艺，是将渗锌剂与金属工件等共置于渗锌炉中，在预定工艺温度下，锌原子由金属工件表面向内部渗透，同时铁原子则由内向外扩散，借此，在金属工件表层形成一层均匀的锌-铁化合物，即渗锌层，通过渗锌层对金属工件实现阴极保护。目前，对金属工件表面的粉末渗锌处理，主要是在密闭的真空环境下进行的，具体有如下两种方式：一是采用密封炉“静态”渗锌，即将金属工件、锌粉和各种助渗剂装入密封炉内，令金属工件埋于复合粉剂中，加热到预定工艺温度后，保温一定时间，实现“静态”下扩散式渗锌，渗锌结束之后，降温到预定温度后出炉。该种渗锌方式，由于在渗锌前需要进行填炉密封操作，在处理后又需要开封出炉，因此，其处理工艺只能是逐炉处理的方式，加之每一炉均需要在处理前升温，并在处理后降温，每一炉的全程处理时间大约需要6～8小时，其渗锌处理无效时间花费过长，造成工艺处理效率低下，升温、降温过程浪费了大量的时间、能源和劳动力。二是采用旋转式渗锌炉“动态”渗锌。旋转式渗锌炉主要由托轮、炉膛本体、加热元件、密封旋转式渗锌罐、滚筒电机组成；操作时，将金属工件、锌粉、各种助剂、惰性冲击介质一并装入密封旋转式渗锌罐中，然后将密闭的渗锌罐吊装放入炉膛本体内，并架设于两侧托轮上，由滚筒电机带动渗锌罐旋转，同时对渗锌罐进行加热，在预定温度下处理预定时间后，关闭加热元件，渗锌罐随炉冷却到预定温度，随后关闭滚筒电机并吊出渗锌罐，最后打开渗锌罐取出处理后的工件。当金属工件批量大时，也可将大量工件一次分装至几个渗锌罐内，将几个渗锌罐同时吊装至网带传输式渗锌炉内处理，并集中进行下罐取件。该种渗锌方式，借助渗锌罐的滚动，使得锌粉颗粒与金属工件之间形成机械摩擦，以加快锌原子与金属工件表面原子的反应，达到机械助渗的效果，但是，受渗锌罐滚动转速所限制，获得的动能能量小，不能有效地激发锌原子的活化能，而且，由于在渗锌前需要进行填炉密封操作，在处理后又需要开封出炉，因此，其处理工艺仍然只能是逐炉处理，加之每一炉均需要在处理前升温，并在处理后降温，每一炉零件的全程处理时间仍需要5～6小时，其通过机械旋转助渗的方式以期提高渗锌效率效果依然有限，很难满足连续化、大规模生产的节拍要求。另外，虽然旋转式渗锌炉通过将密封旋转式渗锌罐与炉膛分开的结构，可以借助渗锌罐的滚动提高渗锌效率，但是，由于密封旋转式渗锌罐的旋转运动使得其不能实现内部加热，而只能是通过设于炉膛与密封旋转式渗锌罐之间的加热元件，先对密封旋转式渗锌罐从外部加热，然后再由渗锌罐将热量传输给其内部的金属工件，这就导致，加热元件辐射的热量会被炉胆消耗一部分，不能快速有效地传导至金属工件，延长了加热金属工件所需的时间(同时也延长了降温时间)，降低了效率，使得每一罐的整体处理时间变长，同时，加热和冷却渗锌罐又因额外增加了热量的损耗而造成能源浪费，以及增加了对环境的热污染。由此可知，现有渗锌技术，由于设备和工艺的局限性，其只能分炉处理，不能保证产品品质的均一性，通常每炉处理量大约为300～800Kg，而每一炉的处理时间又过长，生产效率十分低下，不能满足大规模生产的需要，同时，其金属工件装炉、出炉操作频繁，劳动力消耗大，而且，每一炉均需要升温、降温，不仅浪费了大量的能源，还可能会带来对环境的污染，不符合节能减排的环保趋势。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题为了解决现有技术的上述问题，本专利技术提供一种非密闭通道式机械能辅助粉末渗锌设备，其不仅可以实现渗锌的连续处理，而且具有更佳的助渗效果，可以显著提高生产效率，同时能耗更低。本专利技术还提供一种非密闭通道式机械能辅助粉末渗锌工艺，其不仅可以实现渗锌的连续处理，而且具有更佳的助渗效果，可以显著提高生产效率，同时能耗更低。(二)技术方案为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：一种非密闭通道式机械能辅助粉末渗锌设备，其包括：非密闭通道式渗锌室，其具有一个通道，通道由若干节构成，其各节的一端设有工件入口，另一端设有工件出口，其中的一节或几节作为渗锌节，渗锌节中具有渗锌空间，供金属工件在其中进行渗锌处理，通道的一节或几节设置为预热节，预热节设于渗锌空间前；预热保温系统，其加热元件设于预热节，用于对工件进行预热；加热保温系统，其加热元件设于渗锌节，用于对渗锌空间进行加热；保护气体施加装置，其保护气体输送口连通至渗锌空间，用于向渗锌空间中充填保护气体，使金属工件在气体保护氛围下进行渗锌处理；锌粉施加装置，其锌粉输送口连通至渗锌空间，用于向工件表面施加锌粉；机械助渗装置，其颗粒输出口连通渗锌空间，用于向工件表面施加颗粒，通过颗粒对施加了锌粉的工件表面的撞击实现机械助渗；输送系统，其具有工件输送部，工件输送部沿预定路线输送金属工件，工件输送部的预定路线的一部分沿工件入口、通道和工件出口布置。通过在渗锌空间中形成气体(例如惰性气体、氮气等在渗锌环境下不易与锌、铁发生化学反应的气体)保护氛围，使得可以在开放式的通道中进行渗锌，使得渗锌工艺可以连续进行，可以省去每炉升温、降温所占用的大量时间，同时，借助机械助渗装置能够提高渗锌反应的效率，不需要过高的工艺温度，且可以缩短全程处理时间，因此，可以显著提高生产效率，又可以降低能耗，避免造成能源浪费。本专利技术一个实施例的非密闭通道式机械能辅助粉末渗锌设备，其中：通道的一节或几节设置为保护气体填充节，保护气体填充节连通渗锌空间设置，保护气体施加装置的保护气体输送口接入保护气体填充节中，并借助保护气体填充节连通至渗锌空间，保护气体填充节包括设置于渗锌空间靠近工件入口侧的入口保护气体填充节和/或设置于渗锌空间靠近工件出口侧的出口保护气体填充节，用于分别由工件入口侧、工件出口侧向渗锌空间中充填保护气体。借助入口保护气体填充节和/或出口保护气体填充节由工件入口和/或工件出口侧向渗锌空间中充填保护气体，可以减少由工件入口和/或工件出口逸出的保护气体，有利于保持渗锌空间中的保护气体具有较高压力，并可以减少粉尘由工件入口和/或工件出口的逸出，避免造成污染，同时减少浪费。较佳的，保护气体填充节的保护气体输送口朝向渗锌空间方向。借此提高保护气体向渗锌空间中的输送效率。本专利技术一个实施例的非密闭通道式机械能辅助粉末渗锌设备，其中，还可以通过保护气体施加装置直接向渗锌空间中输入保护气体，例如可以由渗锌节的工件入口与工件出口之间向渗锌空间中充填保护气体，较佳的，由渗锌空间中部位置直接输送。借此，可以更容易地将渗锌空间中的空气、氧气排净，进而形成较好的气体保护氛围，尤其是当渗锌空间较长时，如10米以上。本专利技术一个实施例的非密闭通道式机械能辅助粉末渗锌设备，其中：预热节邻接入口保护气体填充节，用于对金属工件在进入渗锌空间前进行预热。借此，不仅可以在金属工件进入渗锌空间之前进行预热，减少在渗锌空间中的升温时间，减少工件在渗锌空间中的停留时间，提高效率，还可以使渗锌空间中向外散发的一部分热量得到再利用，减少热排放和加热能耗。本专利技术一个实施例的非密闭通道式机械能辅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非密闭通道式机械能辅助粉末渗锌设备，其特征在于，其包括：非密闭通道式渗锌室，其具有一个通道，通道由若干节构成，其各节的一端设有工件入口，另一端设有工件出口，其中的一节或几节作为渗锌节，渗锌节中具有渗锌空间，供金属工件在其中进行渗锌处理，通道的一节或几节设置为预热节，预热节设于渗锌空间前；预热保温系统，其加热元件设于预热节；加热保温系统，其加热元件设于渗锌节，用于对渗锌空间进行加热；保护气体施加装置，其保护气体输送口连通至渗锌空间，用于向渗锌空间中充填保护气体，使金属工件在气体保护氛围下进行渗锌处理；锌粉施加装置，其锌粉输送口连通至渗锌空间，用于向工件表面施加锌粉；机械助渗装置，其颗粒输出口连通渗锌空间，用于向工件表面施加颗粒，通过颗粒对施加了锌粉的工件表面的撞击实现机械助渗；以及输送系统，其具有工件输送部，工件输送部沿预定路线输送金属工件，工件输送部的预定路线的一部分沿工件入口、通道和工件出口布置。

【技术特征摘要】
1.一种非密闭通道式机械能辅助粉末渗锌设备，其特征在于，其包括：非密闭通道式渗锌室，其具有一个通道，通道由若干节构成，其各节的一端设有工件入口，另一端设有工件出口，其中的一节或几节作为渗锌节，渗锌节中具有渗锌空间，供金属工件在其中进行渗锌处理，通道的一节或几节设置为预热节，预热节设于渗锌空间前；预热保温系统，其加热元件设于预热节；加热保温系统，其加热元件设于渗锌节，用于对渗锌空间进行加热；保护气体施加装置，其保护气体输送口连通至渗锌空间，用于向渗锌空间中充填保护气体，使金属工件在气体保护氛围下进行渗锌处理；锌粉施加装置，其锌粉输送口连通至渗锌空间，用于向工件表面施加锌粉；机械助渗装置，其颗粒输出口连通渗锌空间，用于向工件表面施加颗粒，通过颗粒对施加了锌粉的工件表面的撞击实现机械助渗；以及输送系统，其具有工件输送部，工件输送部沿预定路线输送金属工件，工件输送部的预定路线的一部分沿工件入口、通道和工件出口布置。2.如权利要求1所述的非密闭通道式机械能辅助粉末渗锌设备，其特征在于：通道的一节或几节设置为保护气体填充节，保护气体填充节连通渗锌空间设置，保护气体施加装置的保护气体输送口接入保护气体填充节中，并借助保护气体填充节连通至渗锌空间，保护气体填充节包括设置于渗锌空间靠近工件入口侧的入口保护气体填充节和/或设置于渗锌空间靠近工件出口侧的出口保护气体填充节。3.如权利要求2所述的非密闭通道式机械能辅助粉末渗锌设备，其特征在于：预热节邻接入口保护气体填充节；和/或通道的一节或几节设置为输出保温节，输出保温节邻接出口保护气体填充节。4.如权利要求3所述的非密闭通道式机械能辅助粉末渗锌设备，其特征在于：通道中与入口保护气体填充节邻接的一节或几节设置为入口负压节，入口负压节中设置有负压抽气口，使得入口保护气体填充节借助入口负压节与抽吸装置的负压端连通；和/或通道中与出口保护气体填充节邻接的一节或几节设置为出口负压节，出口负压节中设置有负压抽气口，使得出口保护气体填充节借助出口负压节与抽吸装置的负压端连通。5.如权利要求4所述的非密闭通道式机械能辅助粉末渗锌设备，其特征在于：通道中与入口负压节连接的一节或几节设置为入口通道...

【专利技术属性】
技术研发人员：张松琦，张远庆，姜海龙，姜蓓蓓，李明，陈肖越，金璐，魏金龙，
申请(专利权)人：北京铁科首钢轨道技术股份有限公司，天津先知邦科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11