CN110344051A - 一种食品加工设备的机械轴防腐蚀方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种一种食品加工设备的机械轴防腐蚀方法，其特征在于，包括：S1：确定机械轴的易腐蚀部位；S2：准备防腐合金粉末；S3：抛光所述易腐蚀部位；S4：清洗所述机械轴的表面；S5：干燥所述机械轴的表面；S6：在所述机械轴易腐蚀部位使用所述防腐合金粉末进行合金化处理形成熔覆层；S7：冷却所述机械轴；S8：再次抛光所述易腐蚀部位；S9：再次清洗所述机械轴表面。本发明的有益效果是：可以在不损害食品安全的基础上，实现较好的防腐蚀效果，并具有较低的生产安装成本和维护成本。

Description

一种食品加工设备的机械轴防腐蚀方法

技术领域

本发明涉及金属防腐蚀领域，特别涉及一种食品加工设备的机械轴防腐蚀方法。

背景技术

随着我国经济的发展，人民生活水平的提高，食品工业蓬勃发展，而随着食品工业的蓬勃发展，在食品流水线生产过程中，机械轴的使用越来越广泛，但由于机械轴长期处于食品生产的酸性环境下，腐蚀情况严重，导致机械轴的使用寿命较短，流水线生产的维护成本高，导致食品加工设备的机械轴防腐蚀越发成为一个不可回避的话题。

在传统的食品加工设备机械轴防腐蚀领域，常采用整合和统筹管控食品机械材料、机械表面处理或者机械结构优化设计进行防腐。在整合和统筹管控食品机械材料中，一般使用不锈钢，不锈钢一方面具有较强的导热性能、抗粘性能和较大的密度，控制其比热容和表面摩擦力，并且减少磁性，另一方面具备较强的金属离子稳定性以及抗氧化，不会与弱酸性液体发生反应，但由于其价格相对较高，对于小型流水线来说，会使用镍合金和锌合金替代；在机械表面处理中，一般使用环氧树脂和聚乙烯等塑料喷材料以减少相同化学性质的金属连接问题，化学电池的形成以及电解作用，从而起到防腐蚀的效果，但由于上述材料的耐磨性交较差，需要经常性的补充防腐蚀涂层，导致其维护成本居高不下，并且由于其不耐磨，可能会发生喷层掉入食品中的情况，可能会有损于食品安全；在机械结构优化设计中，虽然针对生产过程中的诸多特性进行相应的机械设计能够有效地提高设备的防腐蚀性，但由于其对于设计人员的需求较高，导致设计成本居高不下，并且可重复性较差，并不能作为一种可以大规模商业推广的解决方案。

故市场亟需一种可以在不损害食品安全的基础上，可以实现较好的防腐蚀效果，并具有较低的生产安装成本和维护成本的食品加工设备机械轴防腐蚀方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明中披露了一种食品加工设备的机械轴防腐蚀方法，本发明的技术方案是这样实施的：

一种食品加工设备的机械轴防腐蚀方法，包括：S1：确定机械轴的易腐蚀部位；S2：准备防腐合金粉末；S3：抛光所述易腐蚀部位；S4：清洗所述机械轴的表面；S5：干燥所述机械轴的表面；S6：在所述机械轴易腐蚀部位使用所述防腐合金粉末进行合金化处理形成熔覆层；S7：冷却所述机械轴；S8：再次抛光所述易腐蚀部位；S9：再次清洗所述机械轴表面。

优选地，所述防腐合金粉末的成分组成为C占0.12-0.20％，Cr占18-20％，MO占0.5-0.7％，Ni占2-3％，Ti占2-3％，Si占0.5-0.8％，其余为Fe。

优选地，在S4和S9中，使用乙醇溶液进行清洗；所述乙醇溶液的浓度为70-75％。

优选地，在S6中，采用激光熔覆进行合金化处理；所述激光熔覆使用半导体光纤激光器。

优选地，所述半导体光纤激光器的光斑直径为19mm；

优选地，所述熔覆层的厚度为1.0-1.2mm。

优选地，在S3和S8中，使用抛光轮进行抛光。

优选地，在S6中，使用氩气作为保护气体。

优选地，在S7中，使用保温箱中进行冷却过程，冷却速度不大于150℃/h。

实施本发明的技术方案可解决现有技术中食品安全、防腐效果、较低的生产安装成本与维护成本之间不能同时实现的技术问题；实施本发明的技术方案，可实现在不损害食品安全的基础上，实现较好的防腐蚀效果，并具有较低的生产安装成本和维护成本的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种食品加工设备的机械轴防腐蚀方法的一种具体的实施例的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在一种具体的实施例中，如图1所示，一种食品加工设备的机械轴防腐蚀方法，包括：S1：确定机械轴的易腐蚀部位；S2：准备防腐合金粉末；S3：抛光易腐蚀部位；S4：清洗机械轴的表面；S5：干燥机械轴的表面；S6：在机械轴易腐蚀部位使用防腐合金粉末进行合金化处理形成熔覆层；S7：冷却机械轴；S8：再次抛光易腐蚀部位；S9：再次清洗机械轴表面。

在该种具体的实施例中，在S1中，为了节约成本，减少用料，首先需要对机械轴的易腐蚀位置进行确认，一般而言，机械轴最易腐蚀的位置位于齿轮与机械轴的接口处，以长度为2176mm的机械轴为例，其最易腐蚀的位置位于距左侧482mm至928mm之间、距右侧252mm至698mm之间以及两个齿轮之间的位置，一般将此三处视为最易腐蚀的位置，在此处进行熔覆作业，其具体的作业位置可根据实际情况进行调整，以适应各种不同的需求；在S2中，根据实际需求以及作业面积准备适量的防腐合金粉末，作为激光熔覆作业的原料；在S3和S4中，在作业之前，对熔覆作业面进行一定程度的预处理，首先对易腐蚀表面进行抛光，一方面磨去在易腐蚀表面的锈迹，另一方面使得易腐蚀表面变得光滑，利于熔覆层的形成，然后对机械轴表面进行清洗，机械轴表面清洗一方面冲洗掉在抛光作业后残留在机械轴表面残留包括金属粉末、食品残渣和灰尘一类会影响到熔覆效果的物质，在清洗完成后，干燥机械轴表面，干燥方法既可以自然晾干，也可以采用风干或者烘干，待清洗液干燥之后，进行熔覆作业；在S5中，将防腐合金粉末置于机械轴表面，使用保护气填充机械轴表面，开始进行熔覆作业；在S6中，作业完毕后，冷却金属轴，等待熔覆层形成；冷却完成后，熔覆层形成，再次进行抛光，去除在熔覆后形成的毛刺，光滑熔覆层表面；抛光作业完成之后，再次使用清洗液对机械轴表面进行清洁作业，一方面清洗掉残留在机械轴表面残留包括金属粉末、食品残渣和灰尘，另一方面起到清洁作用；经过上述步骤，形成了防腐熔覆层，可以在不损害食品安全的基础上，可以实现较好的防腐蚀效果，并具有较低的生产安装成本和维护成本。

在一种优选的实施例中，如图1所示，防腐合金粉末的成分组成为C占0.12-0.20％，Cr占18-20％，MO占0.5-0.7％，Ni占2-3％，Ti占2-3％，Si占0.5-0.8％，其余为Fe。

在该种优选的实施方式中，防腐合金粉末用于在激光熔覆过程中提高机械轴的防腐蚀效果；在激光熔覆过程中，防腐合金粉末变为结晶晶粒细小的熔覆层，该类结晶属于隐针马氏体组织，比传统冶金化学反应的金属组织晶粒低一个数量级，起到了固溶强化的作用，强化了熔覆层的细晶强度，从而提高了熔覆层的整体结构强度，具有较好的防腐蚀效果。

在一种优选的实施例中，如图1所示，清洗使用乙醇溶液；乙醇溶液的浓度为70-75％。

在该种优选的实施例中，使用乙醇溶液对机械轴表面进行清洗，在清洗过程中对乙醇溶液施加高压，以用于冲洗掉残留在机械轴表面残留包括金属粉末、食品残渣和灰尘，另一方面脂类物质易溶于乙醇溶液，能够溶解掉残留在机械轴上的脂类物质；同时将乙醇的浓度控制在70％至75％之间，该种浓度的乙醇溶液具有良好的杀菌效果，若使用浓度低于70％的乙醇溶液，则因为乙醇浓度不足，无法起到较好的杀菌效果，若使用浓度高于75％的乙醇，则会因为细菌蛋白脱水过于迅速，使细菌表面蛋白首先凝固，形成一层包膜，从而影响杀菌效果，故一般使用70-75％浓度的乙醇溶液。

在一种优选的实施例中，如图1所示，合金化处理采用激光熔覆；激光熔覆使用半导体光纤激光器；半导体光纤激光器光斑直径为19mm。

在该优选的实施例中，激光熔覆与堆焊、喷涂、电镀和气相沉积等熔覆技术相比，激光熔覆具有稀释度小、组织致密、涂层与基体结合好、适合熔覆材料多、粒度及含量变化大，在合金化处理过程中，熔覆层宽度主要取决于激光束的光斑直径，光斑直径增加，熔覆层变宽，光斑尺寸不同会引起熔覆层表面能量分布变化，所获得的熔覆层形貌和组织性能有较大差别；半导体光纤激光器体积小、寿命长，并可采用简单的注入电流的方式来泵浦，其工作电压和电流与集成电路兼容，因而可与之单片集成，并且还可以用高达GHz的频率直接进行电流调制以获得高速调制的激光输出，可选用德国LaserlineLDF8000-60半导体光纤激光器，可实现良好的激光熔覆效果；一般来说，在小尺寸光斑下，熔覆层质量较好，随着光斑尺寸增大，熔覆层质量下降，但光斑直径过小，不利于获得大面积的熔覆层，在本类熔覆作业中，直径大小为19mm最为合适，半导体光纤激光器的数量为6个可以保证较高的效率。

在一种优选的实施例中，如图1所示，熔覆层的厚度为1.0-1.2mm。

在该优选的实施方式中，在该熔覆层的熔覆过程中，熔覆层的厚度不宜过薄，也不宜过厚，如果过薄，一般阈值为低于1mm，在激光熔覆过程中可能会因为修复层过薄导致修复层在冷却过程中无法成形，如果过厚，一般阈值为高于1.2mm，则会因为厚度过后而一方面导致资源的浪费，另一方面导致在打磨抛光过程中不易进行打磨，影响抛光工序的效率。

在一种优选的实施例中，如图1所示，抛光使用抛光轮。

在该种优选的实施方式中，抛光轮上可使用包括金刚砂纸、人造金刚砂纸、玻璃砂纸的一种或者多种，在该过程中，一般使用600砂纸，低于600目的砂纸过于粗糙，无法有效地进行打磨作业，如果高于600目，则成本过高，故一般使用600目的砂纸进行抛光作业。

在一种优选的实施例中，如图1所示，在S6中，使用氩气作为保护气体。

在该种优选的实施例中，氩气作为一种惰性气体，不易于与其他物质发生化学反应，并在普通大气压下无毒性，使用氩气作为保护气体，可保证熔覆作业的熔覆质量，并可保护作业人员的人身安全。

在一种优选的实施例中，如图1所示，冷却的过程在保温箱中进行，冷却速度不大于150℃/h。

在该种优选的实施方式中，冷却必须采用保温缓冷，防止熔覆过程中焊接应力把熔覆层和基体拉裂，若其冷却速度超过150℃/h，有可能导致焊接应力把熔覆层和基体拉裂，故激光的熔覆的冷却过程必须在保温箱中并且应当限制冷却速度在150℃/h以下。

需要指出的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种食品加工设备的机械轴防腐蚀方法，其特征在于，包括：

S1：确定机械轴易腐蚀部位；

S2：准备防腐合金粉末；

S3：抛光所述易腐蚀部位；

S4：清洗所述机械轴的表面；

S5：干燥所述机械轴的表面；

S6：在所述机械轴易腐蚀部位使用所述防腐合金粉末进行合金化处理形成熔覆层；

S7：冷却所述机械轴；

S8：再次抛光所述易腐蚀部位；

S9：再次清洗所述机械轴表面。

2.根据权利要求1所述的一种食品加工设备的机械轴防腐蚀方法，其特征在于，所述防腐合金粉末的成分组成为C占0.12-0.20％，Cr占18-20％，MO占0.5-0.7％，Ni占2-3％，Ti占2-3％，Si占0.5-0.8％，其余为Fe。

3.根据权利要求1所述的一种食品加工设备的机械轴防腐蚀方法，其特征在于，在S4和S9中，使用乙醇溶液进行清洗；所述乙醇溶液的浓度为70-75％。

4.根据权利要求1所述的一种食品加工设备的机械轴防腐蚀方法，其特征在于，在S6中，采用激光熔覆进行合金化处理；

所述激光熔覆使用半导体光纤激光器。

5.根据权利要求4所述的一种食品加工设备的机械轴防腐蚀方法，其特征在于，所述半导体光纤激光器的光斑直径为19mm。

6.根据权利要求1所述的一种食品加工设备的机械轴防腐蚀方法，其特征在于，所述熔覆层的厚度为1.0-1.2mm。

7.根据权利要求1所述的一种食品加工设备的机械轴防腐蚀方法，其特征在于，在S3和S8中，使用抛光轮进行抛光。

8.根据权利要求1所述的一种食品加工设备的机械轴防腐蚀方法，其特征在于，在S6中，使用氩气作为保护气体。

9.根据权利要求1所述的一种食品加工设备的机械轴防腐蚀方法，其特征在于，在S7中，使用保温箱中进行冷却过程，冷却速度不大于150℃/h。