CN111334843A - 一种金属管内壁冶金结合涂层的制备装置 - Google Patents

一种金属管内壁冶金结合涂层的制备装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种金属管内壁冶金结合涂层的制备装置，包括底座、第一密封阀门、第二密封阀门、电镀电源和电解液循环组件，底座上端水平开设有通槽，底座上沿通槽轴向方向间隔缠绕有若干感应加热线圈，第一密封阀门和第二密封阀门沿通槽轴向方向分别设置于通槽两端，第一密封阀门和第二密封阀门分别在第一驱动组件和第二驱动组件的作动下可分别移动至金属管两端端面以密封金属管的两端开口，使得金属管内部形成密闭腔体。通过在金属管与第一密封阀门和第二密封阀门组成的密闭空腔内进行电镀反应，在金属管内壁镀上一层沉淀金属，再利用若干感应加热线圈进行感应加热，对沉淀金属进行进一步的扩渗处理，进一步提高金属管内壁的综合性能。

Description

一种金属管内壁冶金结合涂层的制备装置
技术领域
本发明属于金属表面工程技术领域，尤其涉及一种金属管内壁冶金结合涂层的制备装置。
背景技术
金属管作为一种金属材料，具有强度高、韧性好、密封性好、承载能力高、壁厚较薄节约材料的特点，广泛应用于建筑、桥梁、航空、航天、工业输送、军工、机械等领域，然而随着时代的发展，各种特殊工况条件对金属管的质量提出了越来越高的要求，如提高金属管内壁的强度、硬度、耐磨性和耐蚀性，而表面强化技术是目前提高金属综合性能的主要技术方向。
按照层膜的形成过程分类，目前所用的表面强化技术有：表面冶金强化、气相沉积、化学溶液沉积、化学粘结（胶结）涂层、搪瓷和上釉、表面固态相变强化、表面化学热处理、表面形变强化、离子注入和冲击硬化等，其中，电镀是化学溶液沉积技术中的一种，指通过电流流经电解液，在作为阴极的镀件上形成沉积金属的过程，且电镀后形成的金属层薄且均匀，可以提高材料的耐蚀性、耐磨性和其他物理性能。扩渗是表面化学热处理技术中的一种，通过将材料放在含有渗入元素的介质中加热，使渗入元素的原子扩入材料表层改变其化学成分和机构组织，形成硬化层，这一技术对材料的几何尺寸和外观形状影响很小，可进一步提高材料的综合性能，电镀和扩渗技术常应用于金属管内壁，可用于提高金属管内壁的综合性能，但现有的金属管内壁在进行电镀和扩渗时，常是通过不同的设备进行的，鲜有将两种工艺结合起来的装置。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种能够将电镀和扩渗结合起来的一体式的金属管内壁冶金结合涂层的制备装置，能够对金属管内表面进行电镀处理，并对镀层金属进行扩渗处理，使得金属管内壁涂层具有更强的综合性能。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
一种金属管内壁冶金结合涂层的制备装置，包括底座、第一密封阀门、第二密封阀门、电镀电源和电解液循环组件，所述底座上端水平开设有通槽，所述底座上沿通槽轴向方向间隔缠绕有若干感应加热线圈，待加工的金属管同轴放置在通槽中并位于若干感应加热线圈缠绕形成的空心圆内，所述第一密封阀门和第二密封阀门沿通槽轴向方向分别设置于通槽两端，第一密封阀门和第二密封阀门分别在第一驱动组件和第二驱动组件的作动下可分别移动至金属管两端端面以密封金属管的两端开口，使得金属管内部形成密闭腔体，所述电镀电源的正负极分别通过导线连接电镀阳极和电镀阴极，所述电镀阳极设置在第一密封阀门内侧，当第一密封阀门和第二密封阀门分别密封金属管两端开口时，电镀阳极位于金属管内部且不与金属管内壁接触，电镀阴极通过第二密封阀门与金属管端面相接，所述第一密封阀门和\或第二密封阀门上设置有进液通道，所述电解液循环组件包括电解液储存箱和循环泵，所述电解液储存箱中盛装有电解液，所述循环泵连接电解液储存箱并通过进液通道将电解液注入到金属管内部。
这样的，通过在底座上开设通槽，用于放置待处理的金属管，并在金属管两端开口处分别设置第一密封阀门和第二密封阀门，在处理时和金属管内壁形成密闭空腔，作为反应腔室，并在反应前通过电解液循环组件向其中注入电解液，而电镀电源通过导线连接电镀阳极和电镀阴极，电镀阳极设置在第一密封阀门内侧，反应时，电镀阳极伸入金属管内部，电镀阴极通过第二密封阀门与金属管端面相接，使得金属管内壁通电形成新的电镀阴极，打开电镀电源，在金属管与第一密封阀门和第二密封阀门组成的密闭空腔内进行电镀反应，在金属管内壁镀上一层沉淀金属，电镀完成后通过循环泵抽出电解液，再利用沿通槽轴向缠绕的若干感应加热线圈进行感应加热，对沉淀金属进行进一步的扩渗处理，进一步提高金属管内壁的综合性能，在一台装置上就能够对金属管内壁进行电镀处理，并对镀层金属进行简单的扩渗处理，有机的结合了电镀和扩渗技术，使得金属管内壁涂层具有更强的综合性能，同时可以通过调整电解液成分和更换电镀阳极，电镀不同的金属，利用感应加热线圈，使得扩渗时工件迅速加热，节约工时。
作为优化，沿通槽轴向方向两端还分别设有第一传送带和第二传送带，所述第二驱动组件包括设置在第二传送带外侧的第二推进装置，第二推进装置设有第二推杆，所述第二推杆连接推板，第二推杆带动推板作伸缩运动的方向与通槽轴向一致以通过推板将待加工的金属管从第二传送带上推入通槽及第一传送带中。
这样的，通过在通槽轴向方向两端分别设置第一传送带和第二传送带，并在第二传送带外侧设置第二推进装置，使得放置金属管的时候，利用第二推进装置的推板将从第二传送带传送过来的金属管推入通槽中，在电镀反应处理完成后，再利用第二推进装置将金属管推入第一传送带上运输走，完成一个金属管的自动化处理过程，全程不需要人工操作，可用于流水线式作业，提高金属管的处理效率。
作为优化，所述第一驱动组件包括设置在第一传送带外侧的第一推进装置，所述第一推进装置设有第一推杆，第一推杆连接第一密封阀门，第一推杆带动第一密封阀门作伸缩运动的方向与通槽轴向一致以使得第一密封阀门移动至与金属管端面相接。
这样的，第一驱动组件包括第一推进装置，通过第一推进装置的第一推杆连接第一密封阀门，第一推杆做伸缩运动从而可以带动第一密封阀门与金属管端面相接或分开，实现第一密封阀门与金属管一端开口的密封，并与第二密封阀门一同实现对金属管的密封。
作为优化，所述循环泵包括第一循环泵和第二循环泵，所述第一循环泵和第二循环泵的进液口均与电解液储存箱连接，第一循环泵和第二循环泵的出液口分别通过第一密封阀门和第二密封阀门上的进液通道可与金属管内部连通。
这样的，循环泵包括第一循环泵和第二循环泵，第一循环泵和第二循环泵的出液口分别通过第一密封阀门和第二密封阀门上设置的进液通道与金属管内部连通，实现对金属管内部电解液的注入与抽取，这样设置双向注入与抽取的循环泵，效率更高，注入更快和抽取更彻底，通过循环泵和电解液储存箱，将电解液循环使用，节约成本。
作为优化，所述通槽截面呈半圆形，通槽的长度略小于待加工的金属管长度，通槽的内径与金属管的外径相配合以使得金属管刚好可沿轴向放置在通槽中。通槽截面呈半圆形，与金属管形状相匹配，便于金属管被从第二传送带推入通槽中，而通槽长度略小于金属管长度，便于第一密封阀门和第二密封阀门将金属管夹紧形成密闭空腔。
作为优化，还包括摆动臂，所述摆动臂设置在一位于通槽上方的机架横梁上，摆动臂末端与第二密封阀门连接以带动第二密封阀门转动至与金属管端面相接。
这样的，在需要密封时，通过设置摆动臂带动第二密封阀门转动至与金属管端面相接，从而与第一密封阀门一同密封金属管，在反应完成后，摆动臂转动以带动第二密封阀门与金属管端面分离，进入下一步操作。
作为优化，所述底座、第一推进装置、第二推进装置、第一传送带、第二传送带和机架横梁设置在一工作台面上，所述第一循环泵、第二循环泵和电解液储存箱设置在工作台面下。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
具体实施时：参见图1，一种金属管内壁冶金结合涂层的制备装置，包括底座1、第一密封阀门2、第二密封阀门3、电镀电源4和电解液循环组件，底座呈工字钢构型，所述底座1上端水平开设有通槽，所述底座上沿通槽轴向方向间隔缠绕有若干感应加热线圈5，待加工的金属管6同轴放置在通槽中并位于若干感应加热线圈5缠绕形成的空心圆内，所述第一密封阀门2和第二密封阀门3沿通槽轴向方向分别设置于通槽两端，第一密封阀门和第二密封阀门分别在第一驱动组件和第二驱动组件的作动下可分别移动至金属管两端端面以密封金属管的两端开口，使得金属管内部形成密闭腔体，所述电镀电源4的正负极分别通过导线连接电镀阳极8和电镀阴极，所述电镀阳极8设置在第一密封阀门内侧，当第一密封阀门和第二密封阀门分别密封金属管两端开口时，电镀阳极位于金属管内部且不与金属管内壁接触，电镀阴极通过第二密封阀门与金属管端面相接，所述第一密封阀门和\或第二密封阀门上设置有进液通道，所述电解液循环组件包括电解液储存箱9和循环泵，所述电解液储存箱中盛装有电解液，所述循环泵连接电解液储存箱并通过进液通道将电解液注入到金属管内部。
这样的，通过在底座上开设通槽，用于放置待处理的金属管，并在金属管两端开口处分别设置第一密封阀门和第二密封阀门，在处理时和金属管内壁形成密闭空腔，作为反应腔室，并在反应前通过电解液循环组件向其中注入电解液，而电镀电源通过导线连接电镀阳极和电镀阴极，电镀阳极设置在第一密封阀门内侧，反应时，电镀阳极伸入金属管内部，电镀阴极通过第二密封阀门与金属管端面相接，使得金属管内壁通电形成新的电镀阴极，打开电镀电源，在金属管与第一密封阀门和第二密封阀门组成的密闭空腔内进行电镀反应，在金属管内壁镀上一层沉淀金属，电镀完成后通过循环泵抽出电解液，再利用沿通槽轴向缠绕的若干感应加热线圈进行感应加热，对沉淀金属进行进一步的扩渗处理，进一步提高金属管内壁的综合性能，在一台装置上就能够对金属管内壁进行电镀处理，并对镀层金属进行简单的扩渗处理，有机的结合了电镀和扩渗技术，使得金属管内壁涂层具有更强的综合性能。
实施时，沿通槽轴向方向两端还分别设有第一传送带10和第二传送带11，所述第二驱动组件包括设置在第二传送带外侧的第二推进装置12，第二推进装置设有第二推杆，所述第二推杆连接推板13，第二推杆带动推板作伸缩运动的方向与通槽轴向一致以通过推板将待加工的金属管从第二传送带上推入通槽及第一传送带中。
这样的，通过在通槽轴向方向两端分别设置第一传送带和第二传送带，第一传送带和第二传送带的传送方向与通槽轴向方向垂直，并在第二传送带外侧设置第二推进装置，使得放置金属管的时候，利用第二推进装置的推板将从第二传送带传送过来的金属管推入通槽中，在电镀反应处理完成后，再利用第二推进装置将金属管推入第一传送带上运输走，完成一个金属管的自动化处理过程，全程不需要人工操作，可用于流水线式作业，提高金属管的处理效率。
实施时，所述第一驱动组件包括设置在第一传送带10外侧的第一推进装置14，所述第一推进装置设有第一推杆，第一推杆连接第一密封阀门，第一推杆带动第一密封阀门作伸缩运动的方向与通槽轴向一致以使得第一密封阀门移动至与金属管端面相接。
这样的，第一驱动组件包括第一推进装置，通过第一推进装置的第一推杆连接第一密封阀门，第一推杆做伸缩运动从而可以带动第一密封阀门与金属管端面相接或分开，实现第一密封阀门与金属管一端开口的密封，并与第二密封阀门一同实现对金属管的密封。
实施时，所述循环泵包括第一循环泵15和第二循环泵16，所述第一循环泵和第二循环泵的进液口均与电解液储存箱连接，第一循环泵和第二循环泵的出液口分别通过第一密封阀门和第二密封阀门上的进液通道可与金属管内部连通。
这样的，循环泵包括第一循环泵和第二循环泵，第一循环泵和第二循环泵的出液口分别通过第一密封阀门和第二密封阀门与金属管内部连通，实现对金属管内部电解液的注入与抽取，这样设置双向注入与抽取的循环泵，效率更高，注入更快和抽取更彻底，第一循环泵和第二循环泵的出液口均连接软管，软管穿过第一密封阀门和第二密封阀门伸入金属管内部，软管上还可均设置开关阀7，运行电解液循环组件时，也可以由第一循环泵通过第一密封阀门上的进液通道向金属管内注入电解液，在电镀完成后，由第二循环泵通过第二密封阀门上的进液通道从金属管内抽出电解液。
实施时，所述通槽截面呈半圆形，通槽的长度略小于待加工的金属管长度，通槽的内径与金属管的外径相配合以使得金属管刚好可沿轴向放置在通槽中。通槽截面呈半圆形，与金属管形状相匹配，便于金属管被从第二传送带推入通槽中，而通槽长度略小于金属管长度，便于第一密封阀门和第二密封阀门将金属管夹紧形成密闭空腔。
实施时，还包括摆动臂17，所述摆动臂设置在一位于通槽上方的机架横梁18上，摆动臂末端与第二密封阀门连接以带动第二密封阀门转动至与金属管端面相接。
这样的，在需要密封时，通过设置摆动臂带动第二密封阀门转动至与金属管端面相接，从而与第一密封阀门一同密封金属管，在反应完成后，摆动臂转动以带动第二密封阀门与金属管端面分离，进入下一步操作。
实施时，所述底座、第一推进装置、第二推进装置、第一传送带、第二传送带和机架横梁设置在一工作台面上，所述第一循环泵、第二循环泵和电解液储存箱设置在工作台面下。这样的，通过设置工作台，并将各部件分别设置在工作台上下面，利于整合装置的各个部件，提高一体性。
使用该装置时，可按以下步骤进行操作，首先通过第二推进装置将第二传送带上传输过过来的待处理的金属管推入底座上的通槽中，然后再转动摆动臂和启动第一推进装置，两者带动第二密封阀门和第一密封阀门夹紧金属管并形成密闭空腔，随后循环泵将电解液储存箱中的电解液通过第一密封阀门和第二密封阀门抽取至金属管中，启动电镀电源进行电镀处理，当电镀处理完成后，又通过循环泵将金属管内的电解液抽回电解液储存箱中，随后打开感应加热线圈对金属管进行感应加热，对金属管内壁上沉淀的金属层进行扩渗处理，扩渗完成后第一推进装置和摆动臂收回，第二推进装置将金属管从通槽中推入第一传送带上并输送离开，完成一件金属管的全部处理工序，重复上述步骤，可对多个金属管内壁进行电镀及扩渗处理，形成流水化处理过程。

Claims (6)

1.一种金属管内壁冶金结合涂层的制备装置，其特征在于：包括底座、第一密封阀门、第二密封阀门、电镀电源和电解液循环组件，所述底座上端水平开设有通槽，所述底座上沿通槽轴向方向间隔缠绕有若干感应加热线圈，待加工的金属管同轴放置在通槽中并位于若干感应加热线圈缠绕形成的空心圆内，所述第一密封阀门和第二密封阀门沿通槽轴向方向分别设置于通槽两端，第一密封阀门和第二密封阀门分别在第一驱动组件和第二驱动组件的作动下可分别移动至金属管两端端面以密封金属管的两端开口，使得金属管内部形成密闭腔体，所述电镀电源的正负极分别通过导线连接电镀阳极和电镀阴极，所述电镀阳极设置在第一密封阀门内侧，当第一密封阀门和第二密封阀门分别密封金属管两端开口时，电镀阳极位于金属管内部且不与金属管内壁接触，电镀阴极通过第二密封阀门与金属管端面相接，所述第一密封阀门和\或第二密封阀门上设置有进液通道，所述电解液循环组件包括电解液储存箱和循环泵，所述电解液储存箱中盛装有电解液，所述循环泵连接电解液储存箱并通过进液通道将电解液注入到金属管内部。
2.根据权利要求1所述的一种金属管内壁冶金结合涂层的制备装置，其特征在于：沿通槽轴向方向两端还分别设有第一传送带和第二传送带，第一传送带和第二传送带的传送方向与通槽轴向方向垂直，所述第二驱动组件包括设置在第二传送带外侧的第二推进装置，第二推进装置设有第二推杆，所述第二推杆连接推板，第二推杆带动推板作伸缩运动的方向与通槽轴向一致以通过推板将待加工的金属管从第二传送带上推入通槽及第一传送带中。
3.根据权利要求2所述的一种金属管内壁冶金结合涂层的制备装置，其特征在于：所述第一驱动组件包括设置在第一传送带外侧的第一推进装置，所述第一推进装置设有第一推杆，第一推杆连接第一密封阀门，第一推杆带动第一密封阀门作伸缩运动的方向与通槽轴向一致以使得第一密封阀门移动至与金属管端面相接。
4.根据权利要求3所述的一种金属管内壁冶金结合涂层的制备装置，其特征在于：所述循环泵包括第一循环泵和第二循环泵，所述第一循环泵和第二循环泵的进液口均与电解液储存箱连接，第一循环泵和第二循环泵的出液口分别通过第一密封阀门和第二密封阀门上的进液通道可与金属管内部连通。
5.根据权利要求4所述的一种金属管内壁冶金结合涂层的制备装置，其特征在于：还包括摆动臂，所述摆动臂设置在一位于通槽上方的机架横梁上，摆动臂末端与第二密封阀门连接以带动第二密封阀门转动至与金属管端面相接。
6.根据权利要求5所述的一种金属管内壁冶金结合涂层的制备装置，其特征在于：所述底座、第一推进装置、第二推进装置、第一传送带、第二传送带和机架横梁设置在一工作台面上，所述第一循环泵、第二循环泵和电解液储存箱设置在工作台面下。
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