[發明專利]工況模擬導電輥材料損傷失效的實驗裝置

有效

• 申請號: 201210187231.9
• 申請日: 2012-06-08
• 公開（公告）號: CN102706729A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 鐘澄;胡文彬;劉磊;沈彬
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及一種實驗裝置，具體涉及一種工況模擬導電輥材料損傷失效的實驗裝置。

背景技術

導電輥是連續電鍍生產線上的關鍵部件，用以傳送帶鋼并且在電鍍過程中傳導強大的陰極電流。由于導電輥的使用工況惡劣，如一方面導電輥會接觸含有諸如氫離子、硫酸根離子、氯離子、鐵離子等腐蝕性介質的電鍍液，另一方面導電輥表面與帶鋼之間不斷摩擦而引起磨損。因此，在實際使用過程中，導電輥在不長甚至很短的時間內（2周~2個月），其表面質量就會發生惡化（如輥面出現網紋、大量深淺不一的麻坑等），進而嚴重影響了電鍍產品的質量，需要停機對導電輥進行修復或者更換。導電輥的頻繁修復與更換，極大增加了生產成本并顯著影響了電鍍生產線的產量。所以延長導電輥的使用壽命是保障連續電鍍大生產進程的關鍵。

為延長導電輥的使用壽命，首先需要了解導電輥材料在實際工況條件下的失效行為及其機理。目前，關于導電輥材料的失效研究主要基于各種腐蝕評價手段和摩擦磨損研究。其中腐蝕測試方法包括浸泡實驗（張普強，吳繼勛，孟惠民，盧燕平，任群，原金釗，電鍍鋅生產線導電輥腐蝕失效原因與機理，北京科技大學學報，1994，16(S1)：22）和電化學腐蝕實驗（張峰山，顏永根，楊王玥，導電輥用鎳基合金在硫酸鋅溶液中的腐蝕及磨損行為，材料熱處理學報，2006，27(6)：70；H.E.Townsend，R.N.Steinbicker，Y.H.Yau，Corrosion?of?Stainless?Steel?Conductor?Rolls?in?a?Continuous?Sheet?Electrogalvanizing?Line，Corrosion，1990，46(5)：418）。摩擦磨損實驗則包括含電鍍液環境中的摩擦磨損測試（楊麗萍，姚書典，孫力，導電輥材料在模擬電鍍工況條件下的磨損試驗研究，冶金設備，2002，136：26）。但以上方法所涉及的實驗條件并不能真實反映導電輥材料在實際工況下的失效行為。如浸泡實驗和電化學腐蝕實驗忽略了導電輥與帶鋼不斷滾動接觸對材料失效的影響。摩擦磨損實驗則未考慮導電輥表面的電化學狀態對其失效的影響。此外，在實際工作中，導電輥表面實質是流經一陰極電流的。而現有的實驗條件和結果分析也無法考察與陰極電流相伴隨的析氫過程和電鍍液中的金屬離子在導電輥材料表面沉積和溶解過程對材料失效的影響。由于現有測試條件與導電輥工況差距較大，限制了對導電輥材料失效行為的認識，也不能有效的評價不同導電輥材料的優劣等，一定程度上也影響了導電輥材料的開發。

因此，發明一種能夠盡可能真實模擬導電輥材料實際工況，從而實現在實驗室進行實驗研究或材料性能評估的實驗裝置，對于理解導電輥材料在工況條件下的失效行為及導電輥材料的開發具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種工況模擬導電輥材料損傷失效的實驗裝置，以解決現有導電輥材料損傷失效實驗條件不能真實反映導電輥材料在實際工況下的失效行為的技術問題。

為達到上述目的，本發明（的目的在于）所提供的一種工況模擬導電輥材料損傷失效的實驗裝置，包括：鍍液槽、上輥筒、下輥筒、主傳動調速電機、聯軸器、上、下傳動齒輪、若干滾動軸承、集電環、水冷卻旋轉接頭、可逆電機、滾珠絲桿、上輥打磨塊、陽極板、導電碳刷、預熱補給槽、液泵、軸承支架和載荷調節器；軸承支架設置在鍍液槽兩側，上輥筒和下輥筒設置在鍍液槽內且兩側分別與軸承支架連接；主傳動調速電機通過聯軸器連接至下輥筒的一端，上輥筒與下輥筒通過上、下傳動齒輪連接，滾動軸承設置在軸承支架內分別與上輥筒和下輥筒連接；集電環設置在鍍液槽和軸承支架之間與上輥筒連接；導電碳刷與集電環連接；水冷卻旋轉接頭連接至上輥筒兩端；滾珠絲桿分別與可逆電機和上輥打磨塊連接，上輥打磨塊與上輥筒連接；陽極板設置在鍍液槽內；預熱補給槽設置在鍍液槽一側，液泵分別與預熱補給槽和鍍液槽連接；載荷調節器與軸承支架連接。

依照本發明較佳實施例所述的工況模擬導電輥材料損傷失效的實驗裝置，其還包括：環形帶鋼、前導向輥、后導向輥、帶鋼拖動電機和牽引輥。前導向輥、后導向輥、帶鋼拖動電機以及牽引輥均與環形帶鋼連接，環形帶鋼設置在上輥筒和下輥筒之間及帶鋼拖動電機和牽引輥之間。

依照本發明較佳實施例所述的工況模擬導電輥材料損傷失效的實驗裝置，該上輥筒兩端連接的水冷卻旋轉接頭中，其中一個水冷卻旋轉接頭上設置有冷水進水口，另一個水冷卻旋轉接頭上設置有冷水出水口。

依照本發明較佳實施例所述的工況模擬導電輥材料損傷失效的實驗裝置，其還包括一液位開關，液位開關設置在鍍液槽內。