一种金属工件真空热浸镀铝或铝合金的方法及其装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103243286A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103243286103243286A(43)申请公布日2013.08.14(21)申请号201310136647.2(22)申请日2013.04.18(71)申请人辽宁科技大学地址114044辽宁省鞍山市高新区千山路185号(72)发明人井玉安覃毅臧晓明李英红宋华(74)专利代理机构鞍山嘉讯科技专利事务所21224代理人张群(51)Int.Cl.C23C2/02(2006.01)C23C2/12(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书4页说明书4页附图2页附图2页(54)发明名称一种金属工件真空热浸镀铝或铝合金的方法及其装置(57)摘要本发明公开了一种金属工件真空热浸镀铝或铝合金的方法及其装置，能够有效提高金属工件的使用寿命。该方法步骤包括：上料、抽真空扫炉、金属工件还原、熔化铝液、热浸镀铝或铝合金、冷却金属工件和取出金属工件；该装置包括：真空泵、换向阀、还原炉排气管、冷却炉排气管、进气阀、冷却水出口、连接螺栓、卷扬电机、钢丝绳、上料机构、料盘、上排气阀、冷却炉、冷却壁、冷却水进口、密封阀盖、主动转轴、还原炉、加热元件、还原炉保温层、下排气阀、熔融铝液、熔铝炉、加热器和熔铝炉保温层。采用本发明可以消除漏镀缺陷，提高浸镀速度；浸镀过程中可通过真空对镀液进行防氧化和除气处理，消除针孔、结瘤等缺陷，提高浸镀质量。CN103243286ACN1032486ACN103243286A权利要求书1/2页1.一种金属工件真空热浸镀铝或铝合金的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：a.上料：将金属工件表面的油污、泥渍等用中性洗涤剂和净水清洗干净后烘干，然后悬挂在上料机构上，将金属工件与上料机构一起吊装在冷却炉体上方，然后使用连接螺栓将上料机构与冷却炉体紧固密封，将工业铝锭或铝合金锭加入到熔铝炉中，加入量为熔铝炉高度的70%～80%，然后采用螺栓将熔铝炉与还原炉密封连接；b.抽真空扫炉：关闭进气阀、上排气阀和下排气阀，通过旋转主动转轴打开密封阀盖，同时打开换向阀，使冷却炉排气管和还原炉排气管均呈开启状态，启动真空泵，对整个炉膛抽真空，当真空度达到5Pa～1×10-2Pa时，对还原炉进行升温加热；c.金属工件还原：启动卷扬电机，将料盘及金属工件下降到还原炉中央位置，对金属工件进行加热，然后先关闭换向阀，使冷却炉排气管和还原炉排气管均呈关闭状态，再打开进气阀和下排气阀，向整个炉膛内通入还原性气体，对金属工件表面氧化层进行还原，还原反应后的气体由下排气阀排出炉膛；d.熔化铝液：关闭进气阀和下排气阀，打开换向阀，使冷却炉排气管和还原炉排气管均呈开启状态，对整个炉膛再次抽真空，当真空度达到5Pa～1×10-2Pa时，利用加热器对熔铝炉进行升温加热，将熔铝炉中的铝锭或铝合金锭加热熔化，控制熔融液体温度达到650℃～780℃时保温待镀；e.热浸镀铝或铝合金：当金属工件表面氧化层还原完毕后，再次启动卷扬电机，使料盘及还原后的金属工件缓慢下降，直到金属工件浸入铝液或铝合金液中为止，对金属工件表面进行热浸镀铝或铝合金；f.冷却金属工件：待金属工件浸镀完成后，反向启动卷扬电机，将金属工件提升至冷却炉中央，依靠冷却壁内部的冷却水对金属工件进行辐射冷却，同时转动主动转轴，关闭密封阀盖，切换换向阀，使冷却炉排气管呈关闭状态，使还原炉排气管均呈开启状态，然后打开进气阀和上排气阀，向冷却炉中充入氮气，加强金属工件的冷却，换热后的气体由上排气阀排出冷却炉；g.取出金属工件：当金属工件温度冷却到120℃以下时，打开上料机构与冷却炉之间的连接螺栓，然后将上料机构和金属工件提升至炉膛外，再卸下金属工件，可得到表面镀层完好的金属工件，重复步骤a～g可连续对金属工件进行热浸镀铝或铝合金。2.根据权利要求1所述的一种金属工件真空热浸镀铝或铝合金的方法，其特征在于步骤c中所述的还原炉为圆形密封性炉体，炉体采用耐热钢制成，炉体长度为1～18米，炉体外部采用电阻加热或煤气加热；所述的还原性气体为氢气，或氨分解产生的氮气和氢气的混合气体，或一氧化碳气体和氢气的混合气体；所述的还原工艺是指工件表面的氧化铁皮在还原性气氛中被还原成金属铁的过程，还原温度在550℃～950℃范围，还原时间控制在1min～20min范围；步骤d中所述的熔铝炉为圆形密封性炉体，炉体采用普碳钢制成，炉体长度为1～16米，炉体外部采用电阻加热或采用煤气加热；步骤e中所述的热浸镀铝或铝合金是指工件浸入熔融铝液或铝合金液至工件被提出的过程，浸镀时间可以控制在1秒～5分钟时间，浸镀温度可以控制在650℃～780℃范围；步骤f中所述的冷却炉为圆形密封性炉体，炉体采用不锈钢制成，炉体长度为1～18米，