一种金属板表面处理设备制造技术

本发明专利技术提供了一种金属板表面处理设备，属于金属无切削加工处理领域，该金属板表面处理设备包括密封室、电喷枪、真空装置、运转装置、载物架和驱动装置，该设备基于机械自动化与电子束技术，利用运转装置、载物架和驱动装置带动金属件平稳运转以充分接收电镀物粒子完成表面镀层、表面合金，最终在金属件的镀层与基底处形成稳定的合金状态，该设备能够广泛的应用于合金薄板、金属精密加工等领域，具有自动化程度高、安全可靠、无污染等优点。

A kind of metal plate surface treatment equipment

【技术实现步骤摘要】
一种金属板表面处理设备
本专利技术涉及一种金属板表面处理设备，属于金属无切削加工处理领域。
技术介绍
20世纪60年代，乌克兰的巴顿电子焊接研究所在采用EB-PVD设备制备厚膜及体材料技术方面做了深入的研究。20世纪70年代，由于航空工业的快速发展，结构强度高、质量轻的合金蜂窝板在航空器上有广泛的应用需求，如Ti-6Al-4V合金蜂窝板。但采用传统轧制方法制备厚度为0.003-0.01cm的铁合金薄板，由于需要多次的真空热处理，使制备成本非常高。美国的史密斯采用电子束物理气相沉积制备出的钦合金薄板性能良好。在国内，相关现有技术主要集中在实验室和科研院所，国内的技术人员多采用庞大、复杂的设备进行科研研究，缺少工业化整体设备，不同技术人员虽然采用不同的实现方案，但普遍存在如下技术问题：1）如何快速、高效的实现密封室内部的真空环境；2）如何布局与改良电喷枪，实现高效镀层；3）如何固定、安装金属件实现自动化表面合金，减少人工干预。为了改善现有设备、实现设备的国产化和工业化，急需设计一套新型的金属板表面处理设备，解决上述技术问题。
技术实现思路
面对上述技术背景和技术问题，本专利技术基于机械自动化与电子束技术，利用运转装置、载物架和驱动装置带动金属件平稳运转以充分接收电镀物粒子完成表面镀层、表面合金，最终在金属件的镀层与基底处形成稳定的合金状态，该设备能够广泛的应用于合金薄板、金属精密加工等领域，具有自动化程度高、安全可靠、无污染等优点。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：<br>一种金属板表面处理设备包括密封室、安装在密封室侧面且用于激发电镀物粒子的电喷枪、连通密封室内部的真空装置、安装在密封室内部的运转装置、设置在运转装置上且用于固定金属件的载物架和用于带动运转装置工作的驱动装置，其中：所述密封室的一侧通过法兰盘安装有密封盖，密封室的另一侧通过法兰盘设置有安装盖，所述安装盖的中部设置有安装腔，安装腔的一端连通密封室，安装腔的另一端安装有端盖，所述安装腔接触端盖的位置设置有密封圈；所述真空装置包括进气管、纯化泵、真空泵和排气管，所述进气管的一端连接外部稀有气体源，进气管的另一端安装在密封室的顶部，所述纯化泵包括钛质升华泵和/或锆铝吸气泵，所述真空泵包括涡旋泵、分子泵和/或离子泵，所述排气管安装在在密封室的底部；所述运转装置包括承重板、链轮装置、连接件和连接轴，两组承重板对称固定在密封室内部，每组承重板上均安装有链轮装置，两组链轮装置的相同位置上分别安装有连接件，两组连接件通过连接轴与载物架的两侧连接；所述链轮装置包括对称布置和高低布置两种布置方式：当两组链轮装置采用对称布置时，左右两个连接轴始终位于同一水平直线上；当两组链轮装置采用高低布置时，左右两个连接轴始终位于不同的水平直线上；所述连接轴分为旋转连接和固定连接两种方式：当连接轴为旋转连接时，载物架能够围绕连接轴旋转；当连接轴为固定连接时，连接轴将载物架和连接件固连在一起。优选的，所述密封室的侧壁上还设置有观测窗，密封室底部设置有电接口和底座，所述密封盖上通过螺纹安装有盖体，所述盖体上设置把手。优选的，所述链轮装置分为第一链轮组和第二链轮组，第一链轮组和第二链轮组均包括上下两个链轮和对应的链条，所述链轮通过链轮轴安装在位于承重板上的链轮轴承。优选的，所述载物架包括三边框结构和四边框结构两种结构，其中：所述三边框结构为U型边框结构，U型边框结构的内侧中部开设有安装槽，安装槽的内壁布置有夹持金属件用的弹性体；所述四边框结构为矩形边框结构，矩形边框结构的两侧边上通过转轴和扭簧分别安装有第一夹臂和第二夹臂，所述第一夹臂和第二夹臂的中部开设有夹物槽和弹性垫，矩形边框结构的外侧设置有限位边。优选的，所述驱动装置安装在承重板上、且包括伺服电机、联轴器、第一驱动轴、第一驱动轴承座、第一驱动涡轮、第一驱动蜗杆、第一传动涡轮、第一传动蜗杆、传动轴承座、第二传动涡轮、第二驱动轴、第二驱动轴承座、第二驱动涡轮和第二驱动蜗杆，其中：所述伺服电机通过联轴器连接第一驱动轴，所述第一驱动轴安装在第一驱动轴承座内，第一驱动涡轮套装在第一驱动轴的中部，第一传动涡轮套装在第一驱动轴的末端，第一驱动蜗杆与第一驱动涡轮配合工作且与一侧的顶部链轮轴同轴连接；所述第一传动蜗杆安装在传动轴承座内，第一传动蜗杆的一端与第一传动涡轮配合工作，第一传动蜗杆的另一端与第二传动涡轮配合工作；所述第二驱动轴的末端连接第二传动涡轮，第二驱动轴安装在第二驱动轴承座内，第二驱动涡轮安装在第二驱动轴的中部，第二驱动蜗杆与第二驱动涡轮配合工作且与另一侧的顶部链轮轴同轴连接。优选的，所述电喷枪包括枪体、等离子装置和电镀板，所述枪体同心设置在安装腔内，等离子装置安装在枪体远离密封室的一端，电镀板安装在枪体靠近密封室的另一端。优选的，所述电喷枪的中部还设置有用于产生加速磁场的螺线管，所述螺线管盘设在枪体中部的安装腔内，所述安装腔向内凸起形成安装等离子装置和电镀板的台阶。优选的，所述等离子装置包括可拆装的环形底座和环形盖，所述环形底座内环壁上对称开设有多个线槽，电极丝依次缠绕在线槽上形成等距分布，所述电极丝的两端通过环形底座上的固定柱紧固，电极丝与激发电源连接，所述环形底座和环形盖内部填充有绝缘材料。优选的，所述固定柱包括空心柱和螺丝，所述空心柱的顶部设置有安装螺丝用的螺纹孔，空心柱的侧壁对应螺纹孔的位置开设有通孔，螺纹孔的底部设置有固定台。优选的，所述激发电源包括MARX型高压脉冲发生器。优选的，所述电镀板为圆形金属板，所述圆形金属板为带孔金属板或平整金属板。本专利技术提出的金属板表面处理设备具有以下有益效果：（1）该设备整体采用罐式结构，结构紧凑、占用空间小、密封性强，通过两端的法兰盘设置有安装盖和密封盖，安装盖具有安装腔，能够方便的安置器材，密封盖的中心具有可拆装的盖体，方便内部材料的拆装与更换。（2）该设备中的运转装置和载物架采用新型设计，运转装置一方面能够带动载物架和金属件进行单面处理或双面处理，另一方面能够确保在运转过程中平稳可靠、不晃动；同时，载物架能够夹住不同尺寸的金属件，确保金属件在进行处理时，不掉落。（3）该设备中的驱动装置采用一个动力源结合多组蜗轮蜗杆的技术方案，该方案布局合理、设计巧妙，一方面充分利用了密封室与承重板之间的狭小空间，另一方面确保了第一链轮组和第二链轮组的同步旋转。（4）该设备中的真空装置能够利用稀有气体对密封室反复冲洗，去除其中的空气及其杂质，再利用真空泵对密封室抽真空，达到一定真空度时启动纯化泵进一步去除密封室内部的活性气体，快速实现满足要求的真空环境，个别情况下，该真空装置可以配合加热设备，在高温下抽真空效果更佳。（5）该设备采用的电喷枪结构紧凑，能够高效的产生高能电镀物粒子，利用电子束完成金属件表面镀层、表面合金。特别是电喷枪中等离子装置和螺线管的设计方案，能够有效解决等离子体发生极的端部漏电打火的问题，也能够解决电子束能效低的技术问题，高能电子束处理金属表面具备形变小、时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属板表面处理设备，其特征在于，包括密封室（1）、安装在密封室（1）侧面且用于激发电镀物粒子的电喷枪（2）、连通密封室（1）内部的真空装置（3）、安装在密封室（1）内部的运转装置（4）、设置在运转装置（4）上且用于固定金属件（7）的载物架（5）和用于带动运转装置（4）工作的驱动装置（6），其中：/n所述密封室（1）的一侧通过法兰盘安装有密封盖（101），密封室（1）的另一侧通过法兰盘设置有安装盖（102），所述安装盖（102）的中部设置有安装腔（1021），安装腔（1021）的一端连通密封室（1），安装腔（1021）的另一端安装有端盖（1022），所述安装腔（1021）接触端盖（1022）的位置设置有密封圈（1023）；/n所述真空装置（3）包括进气管（301）、纯化泵（302）、真空泵（303）和排气管（304），所述进气管（301）的一端连接外部稀有气体源，进气管（301）的另一端安装在密封室（1）的顶部，所述纯化泵（302）包括钛质升华泵和/或锆铝吸气泵，所述真空泵（303）包括涡旋泵、分子泵和/或离子泵，所述排气管（304）安装在在密封室（1）的底部；/n所述运转装置（4）包括承重板（401）、链轮装置（402）、连接件（403）和连接轴（404），两组承重板（401）对称固定在密封室（1）内部，每组承重板（401）上均安装有链轮装置（402），两组链轮装置（402）的相同位置上分别安装有连接件（403），两组连接件（403）通过连接轴（404）与载物架（5）的两侧连接；/n所述链轮装置（402）包括对称布置和高低布置两种布置方式：当两组链轮装置（402）采用对称布置时，左右两个连接轴（404）始终位于同一水平直线上；当两组链轮装置（402）采用高低布置时，左右两个连接轴（404）始终位于不同的水平直线上；/n所述连接轴（404）分为旋转连接和固定连接两种方式：当连接轴（404）为旋转连接时，载物架（5）能够围绕连接轴（404）旋转；当连接轴（404）为固定连接时，连接轴（404）将载物架（5）和连接件（403）固连在一起；/n所述密封室（1）的侧壁上还设置有观测窗（103），密封室（1）底部设置有电接口（104）和底座（105），所述密封盖（101）上通过螺纹安装有盖体（1011），所述盖体（1011）上设置把手（1012）。/n...

【技术特征摘要】
1.一种金属板表面处理设备，其特征在于，包括密封室（1）、安装在密封室（1）侧面且用于激发电镀物粒子的电喷枪（2）、连通密封室（1）内部的真空装置（3）、安装在密封室（1）内部的运转装置（4）、设置在运转装置（4）上且用于固定金属件（7）的载物架（5）和用于带动运转装置（4）工作的驱动装置（6），其中：
所述密封室（1）的一侧通过法兰盘安装有密封盖（101），密封室（1）的另一侧通过法兰盘设置有安装盖（102），所述安装盖（102）的中部设置有安装腔（1021），安装腔（1021）的一端连通密封室（1），安装腔（1021）的另一端安装有端盖（1022），所述安装腔（1021）接触端盖（1022）的位置设置有密封圈（1023）；
所述真空装置（3）包括进气管（301）、纯化泵（302）、真空泵（303）和排气管（304），所述进气管（301）的一端连接外部稀有气体源，进气管（301）的另一端安装在密封室（1）的顶部，所述纯化泵（302）包括钛质升华泵和/或锆铝吸气泵，所述真空泵（303）包括涡旋泵、分子泵和/或离子泵，所述排气管（304）安装在在密封室（1）的底部；
所述运转装置（4）包括承重板（401）、链轮装置（402）、连接件（403）和连接轴（404），两组承重板（401）对称固定在密封室（1）内部，每组承重板（401）上均安装有链轮装置（402），两组链轮装置（402）的相同位置上分别安装有连接件（403），两组连接件（403）通过连接轴（404）与载物架（5）的两侧连接；
所述链轮装置（402）包括对称布置和高低布置两种布置方式：当两组链轮装置（402）采用对称布置时，左右两个连接轴（404）始终位于同一水平直线上；当两组链轮装置（402）采用高低布置时，左右两个连接轴（404）始终位于不同的水平直线上；
所述连接轴（404）分为旋转连接和固定连接两种方式：当连接轴（404）为旋转连接时，载物架（5）能够围绕连接轴（404）旋转；当连接轴（404）为固定连接时，连接轴（404）将载物架（5）和连接件（403）固连在一起；
所述密封室（1）的侧壁上还设置有观测窗（103），密封室（1）底部设置有电接口（104）和底座（105），所述密封盖（101）上通过螺纹安装有盖体（1011），所述盖体（1011）上设置把手（1012）。


2.根据权利要求1所述的金属板表面处理设备，其特征在于，所述链轮装置（402）分为第一链轮组（4021）和第二链轮组（4022），第一链轮组（4021）和第二链轮组（4022）均包括上下两个链轮（4023）和对应的链条（4024），所述链轮（4023）通过链轮轴（4025）安装在位于承重板（401）上的链轮轴承（4026）。


3.根据权利要求1所述的金属板表面处理设备，其特征在于，所述载物架（5）包括三边框结构（501）和四边框结构（502）两种结构，其中：
所述三边框结构（501）为U型边框结构，U型边框结构的内侧中部开设有安装槽（5011），安装槽（5011）的内壁布置有夹持金属件（7）用的弹性体（5012）；
所述四边框结构（502）为矩形边框结构，矩形边框结构的两侧边上通过转轴和扭簧分别安装有第一夹臂（5021）和第二夹臂（5022），所述第一夹臂（5021）和第二夹臂（5022）的中部开设有夹物槽和弹性垫，矩形边框结构的外侧设置有限位边（5023）。


4...

【专利技术属性】
技术研发人员：温红，姚传峰，石进水，赵洪光，李彬，
申请(专利权)人：山东交通职业学院，
类型：发明
国别省市：山东;37