[實用新型]一種機械能輔助滲鋅設備

有效

• 申請號: 201720214960.7
• 申請日: 2017-03-07
• 公開（公告）號: CN206692711U
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 張松琦;張遠慶;姜海龍;姜蓓蓓;李明;陳肖越;金璐;魏金龍
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院;中國鐵道科學研究院鐵道建筑研究所;北京鐵科首鋼軌道技術股份有限公司;天津先知邦科技股份有限公司
• 主分類號: C23C10/30
• 分類號: C23C10/30
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙)11613
• 代理人: 齊勝杰

技術領域

本實用新型屬于金屬表面化學處理和金屬材料擴散處理技術領域，具體地說，本實用新型涉及一種機械能輔助滲鋅設備。

背景技術

滲鋅是用熱擴散方法在金屬工件表面獲得鋅鐵合金層的表面保護工藝，是將滲鋅劑與金屬工件等共置于滲鋅爐中，在預定工藝溫度下，鋅原子由金屬工件表面向內部滲透，同時鐵原子則由內向外擴散，借此，在金屬工件表層形成一層均勻的鋅-鐵化合物，即滲鋅層，通過滲鋅層對金屬工件實現陰極保護。

目前，對金屬工件表面的粉末滲鋅處理，主要是在密閉的真空環境下進行的，具體有如下兩種方式：

一是采用密封爐“靜態”滲鋅，即將金屬工件、鋅粉和各種助滲劑裝入密封爐內，令金屬工件埋于復合粉劑中，加熱到預定工藝溫度后，保溫一定時間，實現“靜態”下擴散式滲鋅，滲鋅結束之后，降溫到預定溫度后出爐。

該種滲鋅方式，由于在滲鋅前需要進行填爐密封操作，在處理后又需要開封出爐，因此，其處理工藝只能是逐爐處理的方式，加之每一爐均需要在處理前升溫，并在處理后降溫，每一爐的全程處理時間大約需要6～8小時，其滲鋅處理無效時間花費過長，造成工藝處理效率低下，升溫、降溫過程浪費了大量的時間、能源和勞動力。

二是采用旋轉式滲鋅爐“動態”滲鋅。旋轉式滲鋅爐主要由托輪、爐膛本體、加熱元件、密封旋轉式滲鋅罐、滾筒電機組成；操作時，將金屬工件、鋅粉、各種助劑、惰性沖擊介質一并裝入密封旋轉式滲鋅罐中，然后將密閉的滲鋅罐吊裝放入爐膛本體內，并架設于兩側托輪上，由滾筒電機帶動滲鋅罐旋轉，同時對滲鋅罐進行加熱，在預定溫度下處理預定時間后，關閉加熱元件，滲鋅罐隨爐冷卻到預定溫度，隨后關閉滾筒電機并吊出滲鋅罐，最后打開滲鋅罐取出處理后的工件。當金屬工件批量大時，也可將大量工件一次分裝至幾個滲鋅罐內，將幾個滲鋅罐同時吊裝至網帶傳輸式滲鋅爐內處理，并集中進行下罐取件。

該種滲鋅方式，借助滲鋅罐的滾動，使得鋅粉顆粒與金屬工件之間形成機械摩擦，以加快鋅原子與金屬工件表面原子的反應，達到機械助滲的效果，但是，受滲鋅罐滾動轉速所限制，獲得的動能能量小，不能有效地激發鋅原子的活化能，而且，由于在滲鋅前需要進行填爐密封操作，在處理后又需要開封出爐，因此，其處理工藝仍然只能是逐爐處理，加之每一爐均需要在處理前升溫，并在處理后降溫，每一爐零件的全程處理時間仍需要5～6小時，其通過機械旋轉助滲的方式以期提高滲鋅效率效果依然有限，很難滿足連續化、大規模生產的節拍要求。

另外，雖然旋轉式滲鋅爐通過將密封旋轉式滲鋅罐與爐膛分開的結構，可以借助滲鋅罐的滾動提高滲鋅效率，但是，由于密封旋轉式滲鋅罐的旋轉運動使得其不能實現內部加熱，而只能是通過設于爐膛與密封旋轉式滲鋅罐之間的加熱元件，先對密封旋轉式滲鋅罐從外部加熱，然后再由滲鋅罐將熱量傳輸給其內部的金屬工件，這就導致，加熱元件輻射的熱量會被爐膽消耗一部分，不能快速有效地傳導至金屬工件，延長了加熱金屬工件所需的時間(同時也延長了降溫時間)，降低了效率，使得每一罐的整體處理時間變長，同時，加熱和冷卻滲鋅罐又因額外增加了熱量的損耗而造成能源浪費，以及增加了對環境的熱污染。

由此可知，現有的滲鋅技術，滲鋅反應效率較低，且整體處理時間長，耗能高，還造成了能源浪費。

實用新型內容

(一)要解決的技術問題

為了解決現有技術的上述問題，本實用新型提供一種機械能輔助滲鋅設備，其能夠提高滲鋅反應的效率，不需要過高的工藝溫度，且可以降低能耗，避免能源浪費，縮短處理時間。

(二)技術方案

為了達到上述目的，本實用新型采用的主要技術方案包括：

一種機械能輔助滲鋅設備，其包括：

滲鋅室，其具有一個滲鋅空間，供金屬工件在其中進行滲鋅處理；

鋅粉施加裝置，其鋅粉輸出口連通滲鋅空間，用于向金屬工件表面施加鋅粉(既可以是純鋅粉，也可以是混合有助滲劑的鋅粉混合物)；

機械助滲裝置，其顆粒輸出口連通滲鋅空間，用于向工件表面施加顆粒，撞擊施加有鋅粉的工件表面，以提高滲鋅效率；以及

加熱裝置，其加熱元件對應滲鋅空間，用于使滲鋅室的滲鋅空間處于預定溫度。

本實用新型一個實施例的機械能輔助滲鋅設備，其中：機械助滲裝置包括若干拋丸器，拋丸器的各顆粒拋投出口交錯地設于滲鋅室的室壁。

進一步的，拋丸器包括若干個變頻調速拋丸器，各變頻調速拋丸器的相鄰拋投出口之間的水平距離不小于250mm。借此，提高拋投出的顆粒對金屬工件表面的撞擊效果，提高助滲效果。