CN112275565B - 铝合金自润滑表面的自动化处理装置及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种铝合金自润滑表面的自动化处理装置及处理方法，包括传输线顺次设置一次处理室、二次处理室及风干室，传输线的末端衔接加热炉，传输线顺次包括进料辊道、第一传送带、衔接辊道、第二传送带、风干辊道和出料辊道；第一处理室的一侧为第一进口，另一侧为第一出口，第一进口与第一出口上均设置第一升降密封门，第一处理室顶部设置第一高真空表，第一高真空表通过管路连通第一处理室内腔，第一处理室通过第一抽气管连接真空泵，第一抽气管上设置第一抽气阀，第一处理室内腔中位于第一传送带上方设置第一喷淋器，第一喷淋器通过第一供液管路连接供液罐；风干室内位于风干辊道的上方和下方均设置冷风机；加热炉内设置红外线电热管。
Description
技术领域
本发明属于材料加工技术领域，特别是一种铝合金自润滑表面的自动化处理装置及处理方法。
背景技术
为解决铝合金材料表面质软、耐磨性差、摩擦系数高等弱点，需进行铝及铝合金的摩擦学表面改性处理。首先，在铝合金表面进行硬质阳极氧化，随后在氧化铝膜表面及微孔内沉积各种润滑性物质，硬质氧化膜使铝材表面具有良好的耐磨性，沉积的润滑性物质使铝材表面具有良好的自润滑性。
氧化铝膜表面具有纳米多孔结构，对固体润滑颗粒具有吸附性，使得润滑颗粒能够沉积于氧化膜表面及纳米孔内部。然而由于阳极氧化膜的多孔结构为纳米级，润滑颗粒沉积于孔内的数量较少。将氧化铝膜浸入纳米润滑颗粒水分散液中，通过对液体进行加热提高润滑颗粒的活性，以增加其进入孔内的几率。但是在高温下，纳米颗粒很容易发生团聚长大，当粒径大于氧化铝多孔膜的孔径时即无法进入孔内，继续长大甚至会形成沉淀黏附于铝合金表面，造成润滑涂层的不均匀。
现有的工艺处理设备均采用人工进行操作控制，从而容易造成人工误差，且占用人力劳动。另外现有工艺处理设备采用漏斗添加溶液，容易在加入过程中带入空气导致密封腔内的真空状态失效，造成浸入失败或成膜厚度不均匀的问题。再者现有设备存在溶液过度浪费的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种通过全自动智能控制，采用分步真空浸入方式，实现更加均匀的自润滑表层的铝合金自润滑表面的自动化处理装置及处理方法。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种铝合金自润滑表面的自动化处理装置，包括控制器和传输线，所述传输线上由进料端向出料端方向顺次设置一次处理室、二次处理室及风干室，所述传输线的末端衔接加热炉的顶部进口，所述加热炉的底部设置出料口，所述顶部进口和出料口上均设置电动门，所述出料口下方衔接空冷箱，所述传输线顺次包括进料辊道、位于一次处理室内的第一传送带、衔接辊道、位于二次处理室内的第二传送带、位于风干室的风干辊道和出料辊道，所述出料辊道的末端位于所述加热炉顶部进口的上方；所述一次处理室的一侧为第一进口，另一侧为第一出口，所述第一进口与第一出口上均设置第一升降密封门，所述一次处理室顶部设置第一高真空表，所述第一高真空表通过管路连通所述一次处理室内腔，所述一次处理室通过第一抽气管连接真空泵，所述第一抽气管上设置第一抽气阀，所述一次处理室内腔中位于所述第一传送带上方设置第一喷淋器，所述第一喷淋器通过第一供液管路连接供液罐；所述二次处理室的一侧为第二进口，另一侧为第二出口，所述第二进口与第二出口上均设置第二升降密封门，所述二次处理室顶部设置第二高真空表，所述第二高真空表通过管路连通所述二次处理室内腔，所述二次处理室通过第二抽气管连接真空泵，所述第二抽气管上设置第二抽气阀，所述二次处理室内腔中位于所述第二传送带上方设置第二喷淋器，所述第二喷淋器通过第二供液管路连接供液罐；所述风干室内位于所述风干辊道的上方和下方均设置冷风机，所述冷风机的出风口对准所述风干辊道；所述加热炉内设置红外线电热管；所述空冷箱的顶口为接料口，所述空冷箱的周壁为金属网板；所述控制器电控连接进料辊道、第一传送带、衔接辊道、第二传送带、风干辊道、出料辊道、第一升降密封门、第二升降密封门、电动门、第一喷淋器、第二喷淋器、第一抽气阀、第二抽气阀、真空泵、冷风机和红外线电热管。
在上述的铝合金自润滑表面的自动化处理装置中，所述第一升降密封门的顶部通过第一升降气缸驱动连接，所述第一升降气缸由控制器电控连接；所述第二升降密封门的顶部通过第二升降气缸驱动连接，所述第二升降气缸由所述控制器电控连接。
在上述的铝合金自润滑表面的自动化处理装置中，所述第一进口与第一出口的周边均设置第一导滑轨道，所述第一导滑轨道内填设第一密封条，所述第一升降密封门沿所述第一导滑轨道移动并压紧所述第一密封条形成密封；所述第二进口与第二出口的周边均设置第二导滑轨道，所述第二导滑轨道内填设第二密封条，所述第二升降密封门沿所述第二导滑轨道移动并压紧所述第二密封条形成密封。
在上述的铝合金自润滑表面的自动化处理装置中，所述第一供液管路上设置第一供液阀，所述第二供液管路上设置第二供液阀，所述第一供液阀和第二供液阀均由所述控制器电控连接。
在上述的铝合金自润滑表面的自动化处理装置中，所述一次处理室底部连接第一排液管，所述第一排液管上设置第一排液阀；所述二次处理室底部连接第二排液管，所述第二排液管上设置第二排液阀；所述第一排液阀和第二排液阀均由所述控制器电控连接。
在上述的铝合金自润滑表面的自动化处理装置中，所述进料辊道、衔接辊道、风干辊道及出料辊道均包括机架和辊道电机，所述机架上铰接若干相平行的辊轴，所述辊道电机与若干辊轴之间通过齿轮组件传动连接，所述辊道电机由所述控制器电控连接。
在上述的铝合金自润滑表面的自动化处理装置中，所述第一传送带和第二传送带均包括皮带、传动轴和皮带电机，所述皮带套接在所述传动轴外周，所述皮带电机驱动连接所述传动轴，所述皮带的中间低于两边形成积液凹槽，所述皮带电机由所述控制器电控连接。
铝合金自润滑表面的自动化处理装置的处理方法，包括以下步骤：
1)、将铝合金板放置在进料辊道上，控制器开启第一升降密封门并启动进料辊道将铝合金板送至位于一次处理室内的第一传送带上；
2)、控制器关闭第一升降密封门将一次处理室内形成密封空间，控制器开启真空泵与第一抽气阀，对一次处理室内腔进行抽真空，当第一高真空表显示的真空值达到第一真空值时，控制器停止真空泵，开启第一喷淋器将供液罐内第一浓度的纳米润滑颗粒水分散液向铝合金板表面均匀喷洒，使纳米润滑颗粒水分散液汇集在第一传送带上将铝合金板浸渍第一时长；
3)、完成第一处理工艺后，控制器开启第一升降密封门并启动第一传送带将铝合金板输送至衔接辊道，控制器开启第二升降密封门并启动衔接辊道将铝合金板输送至位于二次处理室内的第二传送带上；当第一传送带转动后，将其上积存的积液抛洒至一次处理室底部；
4)、控制器关闭第二升降密封门将二次处理室内形成密封空间，控制器开启真空泵与第二抽气阀，对二次处理室内腔进行抽真空，当第二高真空表显示的真空值达到第二真空值时，控制器停止真空泵，开启第二喷淋器将供液罐内第二浓度的纳米润滑颗粒水分散液向铝合金板表面均匀喷洒，使纳米润滑颗粒水分散液汇集在第二传送带上将铝合金板浸渍第二时长；
5)、完成第二处理工艺后，控制器开启第二升降密封门并启动第二传送带将铝合金板输送至位于风干室的风干辊道上；当第二传送带转动后，将其上积存的积液抛洒至二次处理室底部；
6)、控制器开启冷风机将铝合金板表面残留液体进行冷风吹干；控制器开启加热炉顶部进口的电动门并启动风干辊道将铝合金板投入加热炉，控制器关闭电动门并启动红外线电热管对铝合金板进行加热保温至一段时间；
7)、最终控制器开启加热炉出料口的电动门，将铝合金板投放至空冷箱内空冷至常温。
在上述的铝合金自润滑表面的自动化处理装置的处理方法中，第二真空值小于第一真空值，第二浓度大于第一浓度，第二时长大于第一时长。
在上述的铝合金自润滑表面的自动化处理装置的处理方法中，当一次处理室或二次处理室底部的积液达到一定量时，控制器开启第一排液阀或第二排液阀将积液排出，排液完毕后控制器关闭第一排液阀或第二排液阀。
与现有技术相比，本铝合金自润滑表面的自动化处理装置及处理方法具有以下优点：
从进料端至出料端均采用自动化机械精准控制，避免人为误差，且省去人工劳力，提高工作效率，降低成本。采用多步渐进式真空浸入方式，以实现纳米润滑颗粒水分散液分阶段浸入铝合金表层，以加强自润滑层的浸入深度，同时优化自润滑层的均匀性，有效提高氧化膜纳米孔内润滑颗粒的填充率，保证铝合金表面沉积的润滑物与氧化铝膜具有更强的结合力，同时使铝合金表面具备优异的自润滑性能，寿命更长。再者喷洒式浸入溶液避免了对溶液的大量浪费，且避免对溶液造成污染。
附图说明
图1是本铝合金自润滑表面的自动化处理装置的结构示意图。
图中，1、进料辊道；2、一次处理室；3、第一升降密封门；4、第一高真空表；5、第一喷淋器；6、第一传送带；7、衔接辊道；8、二次处理室；9、第二升降密封门；10、第二高真空表；11、第二喷淋器；12、第二传送带；13、风干室；14、冷风机；15、风干辊道；16、出料辊道；17、加热炉；18、空冷箱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明：
如图1所示，本铝合金自润滑表面的自动化处理装置，包括控制器和传输线，传输线上由进料端向出料端方向顺次设置一次处理室2、二次处理室8及风干室13，传输线的末端衔接加热炉17的顶部进口，加热炉17的底部设置出料口，顶部进口和出料口上均设置电动门，出料口下方衔接空冷箱18，传输线顺次包括进料辊道1、位于一次处理室2内的第一传送带6、衔接辊道7、位于二次处理室8内的第二传送带12、位于风干室13的风干辊道15和出料辊道16，出料辊道16的末端位于加热炉17顶部进口的上方；一次处理室2的一侧为第一进口，另一侧为第一出口，第一进口与第一出口上均设置第一升降密封门3，一次处理室2顶部设置第一高真空表4，第一高真空表4通过管路连通一次处理室2内腔，一次处理室2通过第一抽气管连接真空泵，第一抽气管上设置第一抽气阀，一次处理室2内腔中位于第一传送带6上方设置第一喷淋器5，第一喷淋器5通过第一供液管路连接供液罐；二次处理室8的一侧为第二进口，另一侧为第二出口，第二进口与第二出口上均设置第二升降密封门9，二次处理室8顶部设置第二高真空表10，第二高真空表10通过管路连通二次处理室内腔，二次处理室8通过第二抽气管连接真空泵，第二抽气管上设置第二抽气阀，二次处理室8内腔中位于第二传送带12上方设置第二喷淋器11，第二喷淋器11通过第二供液管路连接供液罐；风干室13内位于风干辊道15的上方和下方均设置冷风机14，冷风机14的出风口对准风干辊道15；加热炉17内设置红外线电热管；空冷箱18的顶口为接料口，空冷箱18的周壁为金属网板；控制器电控连接进料辊道1、第一传送带6、衔接辊道7、第二传送带12、风干辊道15、出料辊道16、第一升降密封门3、第二升降密封门9、电动门、第一喷淋器5、第二喷淋器11、第一抽气阀、第二抽气阀、真空泵、冷风机14和红外线电热管。
第一升降密封门3的顶部通过第一升降气缸驱动连接，第一升降气缸由控制器电控连接；第二升降密封门9的顶部通过第二升降气缸驱动连接，第二升降气缸由控制器电控连接。
第一进口与第一出口的周边均设置第一导滑轨道，第一导滑轨道内填设第一密封条，第一升降密封门3沿第一导滑轨道移动并压紧第一密封条形成密封；第二进口与第二出口的周边均设置第二导滑轨道，第二导滑轨道内填设第二密封条，第二升降密封门9沿第二导滑轨道移动并压紧第二密封条形成密封。
第一供液管路上设置第一供液阀，第二供液管路上设置第二供液阀，第一供液阀和第二供液阀均由控制器电控连接。
一次处理室2底部连接第一排液管，第一排液管上设置第一排液阀；二次处理室8底部连接第二排液管，第二排液管上设置第二排液阀；第一排液阀和第二排液阀均由控制器电控连接。
进料辊道1、衔接辊道7、风干辊道15及出料辊道16均包括机架和辊道电机，机架上铰接若干相平行的辊轴，辊道电机与若干辊轴之间通过齿轮组件传动连接，辊道电机由控制器电控连接。
第一传送带6和第二传送带12均包括皮带、传动轴和皮带电机，皮带套接在传动轴外周，皮带电机驱动连接传动轴，皮带的中间低于两边形成积液凹槽，皮带电机由控制器电控连接。
铝合金自润滑表面的自动化处理装置的处理方法，包括以下步骤：
1)、将铝合金板放置在进料辊道1上，控制器开启第一升降密封门3并启动进料辊道1将铝合金板送至位于一次处理室2内的第一传送带6上；
2)、控制器关闭第一升降密封门3将一次处理室2内形成密封空间，控制器开启真空泵与第一抽气阀，对一次处理室2内腔进行抽真空，当第一高真空表4显示的真空值达到第一真空值时，控制器停止真空泵，开启第一喷淋器5将供液罐内第一浓度的纳米润滑颗粒水分散液向铝合金板表面均匀喷洒，使纳米润滑颗粒水分散液汇集在第一传送带6上将铝合金板浸渍第一时长；
3)、完成第一处理工艺后，控制器开启第一升降密封门3并启动第一传送带6将铝合金板输送至衔接辊道7，控制器开启第二升降密封门9并启动衔接辊道7将铝合金板输送至位于二次处理室8内的第二传送带12上；当第一传送带6转动后，将其上积存的积液抛洒至一次处理室2底部；
4)、控制器关闭第二升降密封门9将二次处理室8内形成密封空间，控制器开启真空泵与第二抽气阀，对二次处理室8内腔进行抽真空，当第二高真空表10显示的真空值达到第二真空值时，控制器停止真空泵，开启第二喷淋器11将供液罐内第二浓度的纳米润滑颗粒水分散液向铝合金板表面均匀喷洒，使纳米润滑颗粒水分散液汇集在第二传送带12上将铝合金板浸渍第二时长；
5)、完成第二处理工艺后，控制器开启第二升降密封门9并启动第二传送带12将铝合金板输送至位于风干室13的风干辊道15上；当第二传送带12转动后，将其上积存的积液抛洒至二次处理室8底部；
6)、控制器开启冷风机14将铝合金板表面残留液体进行冷风吹干；控制器开启加热炉17顶部进口的电动门并启动风干辊道15将铝合金板投入加热炉17，控制器关闭电动门并启动红外线电热管对铝合金板进行加热保温至一段时间；
7)、最终控制器开启加热炉17出料口的电动门，将铝合金板投放至空冷箱18内空冷至常温。
第二真空值小于第一真空值，第二浓度大于第一浓度，第二时长大于第一时长。
当一次处理室2或二次处理室8底部的积液达到一定量时，控制器开启第一排液阀或第二排液阀将积液排出，排液完毕后控制器关闭第一排液阀或第二排液阀。
与现有技术相比，本铝合金自润滑表面的自动化处理装置及处理方法具有以下优点：
从进料端至出料端均采用自动化机械精准控制，避免人为误差，且省去人工劳力，提高工作效率，降低成本。采用多步渐进式真空浸入方式，以实现纳米润滑颗粒水分散液分阶段浸入铝合金表层，以加强自润滑层的浸入深度，同时优化自润滑层的均匀性，有效提高氧化膜纳米孔内润滑颗粒的填充率，保证铝合金表面沉积的润滑物与氧化铝膜具有更强的结合力，同时使铝合金表面具备优异的自润滑性能，寿命更长。再者喷洒式浸入溶液避免了对溶液的大量浪费，且避免对溶液造成污染。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
尽管本文较多地使用了进料辊道1；一次处理室2；第一升降密封门3；第一高真空表4；第一喷淋器5；第一传送带6；衔接辊道7；二次处理室8；第二升降密封门9；第二高真空表10；第二喷淋器11；第二传送带12；风干室13；冷风机14；风干辊道15；出料辊道16；加热炉17；空冷箱18等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质。
Claims (8)
1.一种铝合金自润滑表面的自动化处理装置的处理方法，包括控制器和传输线，所述传输线上由进料端向出料端方向顺次设置一次处理室、二次处理室及风干室，所述传输线的末端衔接加热炉的顶部进口，所述加热炉的底部设置出料口，所述顶部进口和出料口上均设置电动门，所述出料口下方衔接空冷箱，所述传输线顺次包括进料辊道、位于一次处理室内的第一传送带、衔接辊道、位于二次处理室内的第二传送带、位于风干室的风干辊道和出料辊道，所述出料辊道的末端位于所述加热炉顶部进口的上方；所述一次处理室的一侧为第一进口，另一侧为第一出口，所述第一进口与第一出口上均设置第一升降密封门，所述一次处理室顶部设置第一高真空表，所述第一高真空表通过管路连通所述一次处理室内腔，所述一次处理室通过第一抽气管连接真空泵，所述第一抽气管上设置第一抽气阀，所述一次处理室内腔中位于所述第一传送带上方设置第一喷淋器，所述第一喷淋器通过第一供液管路连接供液罐；所述二次处理室的一侧为第二进口，另一侧为第二出口，所述第二进口与第二出口上均设置第二升降密封门，所述二次处理室顶部设置第二高真空表，所述第二高真空表通过管路连通所述二次处理室内腔，所述二次处理室通过第二抽气管连接真空泵，所述第二抽气管上设置第二抽气阀，所述二次处理室内腔中位于所述第二传送带上方设置第二喷淋器，所述第二喷淋器通过第二供液管路连接供液罐；所述风干室内位于所述风干辊道的上方和下方均设置冷风机，所述冷风机的出风口对准所述风干辊道；所述加热炉内设置红外线电热管；所述空冷箱的顶口为接料口，所述空冷箱的周壁为金属网板；所述控制器电控连接进料辊道、第一传送带、衔接辊道、第二传送带、风干辊道、出料辊道、第一升降密封门、第二升降密封门、电动门、第一喷淋器、第二喷淋器、第一抽气阀、第二抽气阀、真空泵、冷风机和红外线电热管，所述第一传送带和第二传送带均包括皮带、传动轴和皮带电机，所述皮带套接在所述传动轴外周，所述皮带电机驱动连接所述传动轴，所述皮带的中间低于两边形成积液凹槽，所述皮带电机由所述控制器电控连接；其特征在于，处理方法包括以下步骤：
1)、将铝合金板放置在进料辊道上，控制器开启第一升降密封门并启动进料辊道将铝合金板送至位于一次处理室内的第一传送带上；
2)、控制器关闭第一升降密封门将一次处理室内形成密封空间，控制器开启真空泵与第一抽气阀，对一次处理室内腔进行抽真空，当第一高真空表显示的真空值达到第一真空值时，控制器停止真空泵，开启第一喷淋器将供液罐内第一浓度的纳米润滑颗粒水分散液向铝合金板表面均匀喷洒，使纳米润滑颗粒水分散液汇集在第一传送带上将铝合金板浸渍第一时长；
3)、完成第一处理工艺后，控制器开启第一升降密封门并启动第一传送带将铝合金板输送至衔接辊道，控制器开启第二升降密封门并启动衔接辊道将铝合金板输送至位于二次处理室内的第二传送带上；当第一传送带转动后，将其上积存的积液抛洒至一次处理室底部；
4)、控制器关闭第二升降密封门将二次处理室内形成密封空间，控制器开启真空泵与第二抽气阀，对二次处理室内腔进行抽真空，当第二高真空表显示的真空值达到第二真空值时，控制器停止真空泵，开启第二喷淋器将供液罐内第二浓度的纳米润滑颗粒水分散液向铝合金板表面均匀喷洒，使纳米润滑颗粒水分散液汇集在第二传送带上将铝合金板浸渍第二时长；
5)、完成第二处理工艺后，控制器开启第二升降密封门并启动第二传送带将铝合金板输送至位于风干室的风干辊道上；当第二传送带转动后，将其上积存的积液抛洒至二次处理室底部；
6)、控制器开启冷风机将铝合金板表面残留液体进行冷风吹干；控制器开启加热炉顶部进口的电动门并启动风干辊道将铝合金板投入加热炉，控制器关闭电动门并启动红外线电热管对铝合金板进行加热保温至一段时间；
7)、最终控制器开启加热炉出料口的电动门，将铝合金板投放至空冷箱内空冷至常温。
2.如权利要求1所述的铝合金自润滑表面的自动化处理装置的处理方法，其特征在于，所述第一升降密封门的顶部通过第一升降气缸驱动连接，所述第一升降气缸由控制器电控连接；所述第二升降密封门的顶部通过第二升降气缸驱动连接，所述第二升降气缸由所述控制器电控连接。
3.如权利要求1所述的铝合金自润滑表面的自动化处理装置的处理方法，其特征在于，所述第一进口与第一出口的周边均设置第一导滑轨道，所述第一导滑轨道内填设第一密封条，所述第一升降密封门沿所述第一导滑轨道移动并压紧所述第一密封条形成密封；所述第二进口与第二出口的周边均设置第二导滑轨道，所述第二导滑轨道内填设第二密封条，所述第二升降密封门沿所述第二导滑轨道移动并压紧所述第二密封条形成密封。
4.如权利要求1所述的铝合金自润滑表面的自动化处理装置的处理方法，其特征在于，所述第一供液管路上设置第一供液阀，所述第二供液管路上设置第二供液阀，所述第一供液阀和第二供液阀均由所述控制器电控连接。
5.如权利要求1所述的铝合金自润滑表面的自动化处理装置的处理方法，其特征在于，所述一次处理室底部连接第一排液管，所述第一排液管上设置第一排液阀；所述二次处理室底部连接第二排液管，所述第二排液管上设置第二排液阀；所述第一排液阀和第二排液阀均由所述控制器电控连接。
6.如权利要求1所述的铝合金自润滑表面的自动化处理装置的处理方法，其特征在于，所述进料辊道、衔接辊道、风干辊道及出料辊道均包括机架和辊道电机，所述机架上铰接若干相平行的辊轴，所述辊道电机与若干辊轴之间通过齿轮组件传动连接，所述辊道电机由所述控制器电控连接。
7.如权利要求1所述的铝合金自润滑表面的自动化处理装置的处理方法，其特征在于，第二真空值小于第一真空值，第二浓度大于第一浓度，第二时长大于第一时长。
8.如权利要求1所述的铝合金自润滑表面的自动化处理装置的处理方法，其特征在于，当一次处理室或二次处理室底部的积液达到一定量时，控制器开启第一排液阀或第二排液阀将积液排出，排液完毕后控制器关闭第一排液阀或第二排液阀。
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