CN113059015B - 冷挤坯料润滑涂敷的环保智能加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种冷挤坯料润滑涂敷的环保智能加工工艺，所属材料表面处理技术领域，包括如下操作步骤：第一步：将坯料倒入上料组件下部的送料框内，由链条电机驱动链条，使得送料框沿导向轨道送至上料斗处。第二步：通过送料抖动槽架将坯料表面附着的毛刺及粘附的砂子清除掉。第三步：通过水洗滚筒的正向旋转直至清洗干净。第四步：水洗过程完成后，通过涂敷滚筒的正向旋转，让复合溶液充分均匀的涂敷在坯料的表面。第五步：涂敷过程完成后，通过风干滚筒的正向旋转烘干，最后由风干滚筒反转完成坯料外排的过程。具有结构简单、操作方便、加工周期短、溶剂循环回用和环保节能的特点。解决了在冷挤压试验过程中会出现拉痕、折叠、裂纹等缺陷的问题。
Description
技术领域
本发明涉及材料表面处理技术领域，具体涉及一种冷挤坯料润滑涂敷的环保智能加工工艺。
背景技术
目前，随着工业制造的高速发展，国内外的冷挤压工艺有了较大发展，这对于冷挤压坯料的润滑性能及生产过程的节能环保智能化提出了新的要求。在冷挤压前需要确保坯料的塑性、变形能力以及易于流动的能力，在挤压时不出现裂纹、折叠、拉伤的缺陷；在热处理后，芯部和表面的硬度也需要得到保证。
为了提高模具寿命和改善材料的挤压性能，国内外冷挤压坯料大多是进行完全退火或球化退火。在退火处理后为进一步改善坯料的塑性和延长模具寿命必须对其进行表面的光整和润滑处理。
传统的冷挤坯料表面润滑处理通常采用磷皂化等方法，工序十分繁琐、周期长、使用的化学溶剂较多，需定期对磷化残液进行排放处理，不符合环保的要求，而且润滑效果差。在后续冷挤压加工过程中会出现润滑不到位而造成的工件拉痕、折叠等情况，采用磷皂化的表面润滑方法会使工艺周期变长，而且会出现表面磷化膜薄，容易造成模具工作面拉伤、模具寿命短等缺陷，使工艺制造成本上升，另外对磷化物残渣、磷酸盐废液处理不当还会污染环境。在加工过程和后续工艺过程中会严重影响周围的工作环境和工人的身体健康。
发明内容
本发明主要解决现有技术中存在工序繁琐、加工周期长、使用的化学溶剂多和磷化残液排放污染的不足，提供了一种冷挤坯料润滑涂敷的环保智能加工工艺，其具有结构简单、操作方便、加工周期短、溶剂循环回用和环保节能的特点。解决了在冷挤压试验过程中会出现拉痕、折叠、裂纹等缺陷的问题。加快了工件的流转和产出，缩短了生产周期。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种冷挤坯料润滑涂敷的环保加工工艺，包括如下操作步骤：
第一步：将经过退火软化抛丸处理后的坯料倒入上料组件下部的送料框内，由链条电机驱动链条，使得送料框沿上料架内壁的导向轨道送至上料斗处。
第二步：通过上料斗将坯料倒入送料抖动槽架，通过送料抖动槽架将坯料表面附着的毛刺及粘附的砂子清除掉。
第三步：送料抖动槽架将坯料送至水洗滚筒组件上带通孔的水洗滚筒内，通过水洗滚筒的正向旋转，让坯料与加热水箱机架内的水充分接触并使坯料不断的在滚筒内翻转实现工件表面带水摩擦滚光和清洗干净。
第四步：水洗过程完成后，水洗滚筒反转并通过送料斗将坯料送至涂敷滚筒组件上带通孔的涂敷滚筒内，通过涂敷滚筒的正向旋转，让坯料与复合溶液机架内的复合溶液充分均匀的涂敷在坯料的表面。
第五步：涂敷过程完成后，涂敷滚筒反转并通过滚筒内壁的螺旋形送料板的推动将坯料送至风干滚筒组件上带通孔的风干滚筒内，通过风干滚筒的正向旋转，让坯料表面充分与风干芯筒出来的冷风接触，多余的溶液滴入至集液机架内，同时达到水分脱离的过程，最后由风干滚筒反转完成坯料外排的过程。
作为优选，风干滚筒、涂敷滚筒、水洗滚筒均通过齿轮电机驱动齿轮盘实现正反转的过程，同时风干滚筒、涂敷滚筒、水洗滚筒采用导向环沿滚轮架上的滚轮进行运行。
作为优选，涂敷滚筒、水洗滚筒由翻料板、上料板和挡板组成的螺旋板，在正转时进行充分搅动，在反转时进行出料。
作为优选，当涂敷滚筒对坯料进行正转搅动时，复合溶液机架侧边的摆线针轮减速机通过皮带轮和皮带驱动轴承座上的传动齿轮轴，采用传动齿轮轴带动搅拌叶片对复合溶液机架内的溶液进行搅拌，同时通过在复合溶液机架内的四个压缩空气喷头提高均匀度，防止发汀影响表面处理效果。
作为优选，风干过程通过风干滚筒与风干芯筒间的风干翻料板、风干出料板协同完成正转搅动和反转出料的过程，同时通过风干翻料板与风干出料板间与风干滚筒内壁呈一体化焊接的弧形风干搅料杆实现翻料及导向送料的作用。
作为优选，由风机通过送风管将空气加速送入风干滚筒内，风干滚筒为多孔管结构。
作为优选，震动送料架将附着在坯料表面的复合溶液收集导入至回液箱内，使得回液箱内的复合溶液循环进入复合溶液机架。
作为优选，复合溶液由石墨粉、甲基纤维素、亚甲基双钠硫磺钠、硅酸钠及表面活性剂组成。
作为优选，工件在涂敷过程中根据规格、重量因素选用合适的水洗温度、水洗时间，合适的涂敷温度、涂敷时间，合适的风干时间来调整涂敷层的厚度，以达到最佳涂敷效果，工件的规格、重量与涂敷层厚度的调整采用以下的方式来实现：
当工件直径为大于等于φ18至小于φ30，重量为0.1～0.5kg，工艺参数调整为：①水洗温度65～85℃，水洗时间8～12分钟；②复合溶液的涂敷温度为60～70℃，涂敷时间为8～15分钟；③风干时间为5～8分钟，其加工的出来的工件为最佳涂敷状态，对应的涂层厚度为0.02mm。
当工件直径为大于等于φ30至小于等于φ50，重量为0.5～1.5kg，工艺参数调整为：①水洗温度70～90℃，水洗时间8～15分钟；②复合溶液的涂敷温度为60～70℃，涂敷时间为8～15分钟；③风干时间为8～12分钟，其加工的出来的工件为最佳涂敷状态，对应的涂层厚度为0.03mm。
当工件直径为大于φ50，重量为1.5～5kg，工艺参数调整为：①水洗温度75～100℃，水洗时间12～18分钟；②复合溶液的涂敷温度为65～75℃，涂敷时间为15～20分钟；③风干时间为10～15分钟，其加工的出来的工件为最佳涂敷状态，对应的涂层厚度为0.04mm。
以上涂层厚度通过电涡流涂层测厚仪进行测量。
本发明能够达到如下效果：
本发明提供了一种冷挤坯料润滑涂敷的环保智能加工工艺，与现有技术相比较，具有结构简单、操作方便、加工周期短、溶剂循环回用和环保节能的特点。解决了在冷挤压试验过程中会出现拉痕、折叠、裂纹等缺陷的问题。加快了工件的流转和产出，缩短了生产周期。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的风干滚筒组件的侧视结构示意图。
图3是本发明的风干滚筒组件的正视结构示意图。
图4是本发明的涂敷滚筒组件的侧视结构示意图。
图5是本发明的涂敷滚筒组件的正视结构示意图。
图6是本发明的水洗滚筒组件的侧视结构示意图。
图7是本发明的水洗滚筒组件的正视结构示意图。
图8是本发明的滚筒传动结构的示意图。
图9是本发明的上料组件的结构示意图。
图10是本发明的上料组件的结构剖视图。
图11是本发明的复合溶液机架的结构剖视图。
图中：风干滚筒组件1，回液箱2，震动送料架3，涂敷滚筒组件4，送料斗5，水洗滚筒组件6，上料组件7，风干滚筒8，集液机架9，风机10，送风管11，齿轮电机12，弧形风干搅料杆13，风干翻料板14，风干出料板15，风干芯筒16，涂敷滚筒17，复合溶液机架18，翻料板19，上料板20，挡板21，水洗滚筒22，加热水箱机架23，导向环24，通孔25，齿轮盘26，滚轮27，滚轮架28，链条电机29，上料架30，上料斗31，送料抖动槽架32，链条33，送料框34，导向轨道35，传动齿轮轴36，搅拌叶片37，摆线针轮减速机38，皮带轮39，皮带40，轴承座41，压缩空气喷头42。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：如图1-11所示，一种冷挤坯料润滑涂敷的环保智能加工工艺，包括如下操作步骤：
第一步：将经过退火软化抛丸处理后的坯料倒入上料组件7下部的送料框34内，由链条电机29驱动链条33，使得送料框34沿上料架30内壁的导向轨道35送至上料斗31处。
第二步：通过上料斗31将坯料倒入送料抖动槽架32，通过送料抖动槽架32将坯料表面附着的毛刺及粘附的砂子清除掉。
第三步：送料抖动槽架32将坯料送至水洗滚筒组件6上带通孔25的水洗滚筒22内，通过水洗滚筒22的正向旋转，让坯料与加热水箱机架23内的水充分接触并使坯料不断的在滚筒内翻转直至清洗干净。
在水洗滚筒22对坯料进行正转搅动时，加热水箱机架23内的水温保持在85度，正转搅动时间保持在11分钟。
第四步：水洗过程完成后，水洗滚筒22反转并通过送料斗5将坯料送至涂敷滚筒组件4上带通孔25的涂敷滚筒17内，通过涂敷滚筒17的正向旋转，让坯料与复合溶液机架18内的复合溶液充分均匀的涂敷在坯料的表面。复合溶液由石墨粉、甲基纤维素、亚甲基双钠硫磺钠、硅酸钠及表面活性剂组成。在涂敷滚筒17对坯料进行正转搅动时，复合溶液机架18内的复合溶液温度保持在65度，正转搅动时间保持在11分钟。
工件在涂敷过程中根据规格、重量因素选用合适的水洗温度、水洗时间，合适的涂敷温度、涂敷时间，合适的风干时间来调整涂敷层的厚度，以达到最佳涂敷效果，工件的规格、重量与涂敷层厚度的调整采用以下的方式来实现：
当工件直径为大于等于φ18至小于φ30，重量为0.1～0.5kg，工艺参数调整为：①水洗温度65～85℃，水洗时间8～12分钟；②复合溶液的涂敷温度为60～70℃，涂敷时间为8～15分钟；③风干时间为5～8分钟，其加工的出来的工件为最佳涂敷状态，对应的涂层厚度为0.02mm。
当工件直径为大于等于φ30至小于等于φ50，重量为0.5～1.5kg，工艺参数调整为：①水洗温度70～90℃，水洗时间8～15分钟；②复合溶液的涂敷温度为60～70℃，涂敷时间为8～15分钟；③风干时间为8～12分钟，其加工的出来的工件为最佳涂敷状态，对应的涂层厚度为0.03mm。
在生产过程中，通过流转卡上工件的规格来选用相应的加工模式，工件直径为φ45，重量为1.2Kg，这样可使工件达到最佳的涂敷层厚0.03左右，在加工完成后用电涡流涂层测厚仪测量涂敷层的厚度来对加工模式进行质量验证。同时在加工过程中水洗机架和涂敷机架内的感应器可通过智能感应来判断工件是否处于最佳的涂敷状态，然后将信息反馈到控制系统，系统可自动调节出适合本批次加工工件的温度、时间等工艺参数以达到最佳的涂敷效果。
当工件直径为大于φ50，重量为1.5～5kg，工艺参数调整为：①水洗温度75～100℃，水洗时间12～18分钟；②复合溶液的涂敷温度为65～75℃，涂敷时间为15～20分钟；③风干时间为10～15分钟，其加工的出来的工件为最佳涂敷状态，对应的涂层厚度为0.04mm。
以上涂层厚度通过电涡流涂层测厚仪进行测量。
当涂敷滚筒17对坯料进行正转搅动时，复合溶液机架18侧边的摆线针轮减速机38通过皮带轮39和皮带40驱动轴承座41上的传动齿轮轴36，采用传动齿轮轴36带动搅拌叶片37对复合溶液机架18内的溶液进行搅拌，同时通过在复合溶液机架18内的四个压缩空气喷头42提高均匀度，防止发汀影响表面处理效果。
第五步：涂敷过程完成后，涂敷滚筒17反转并通过震动送料架3将坯料送至风干滚筒组件1上带通孔25的风干滚筒8内，震动送料架3将附着在坯料表面的复合溶液收集导入至回液箱2内，使得回液箱2内的复合溶液循环进入复合溶液机架18。
通过风干滚筒8的正向旋转，让坯料表面充分与风干芯筒16出来的冷风接触，由风机10通过送风管11将空气加速送入风干滚筒8内，风干滚筒8为多孔管结构。风干过程通过风干滚筒8与风干芯筒16间的风干翻料板14、风干出料板15协同完成正转搅动和反转出料的过程，同时通过风干翻料板14与风干出料板15间与风干滚筒8内壁呈一体化焊接的弧形风干搅料杆13实现翻料及导向送料的作用。多余的溶液滴入至集液机架9内，同时达到水分脱离的过程，最后由风干滚筒8反转完成坯料外排的过程。
风干滚筒8、涂敷滚筒17、水洗滚筒22均通过齿轮电机12驱动齿轮盘26实现正反转的过程，同时风干滚筒8、涂敷滚筒17、水洗滚筒22采用导向环24沿滚轮架28上的滚轮27进行运行。涂敷滚筒17、水洗滚筒22由翻料板19、上料板20和挡板21组成的螺旋板，在正转时进行充分搅动，在反转时进行出料。
综上所述，该冷挤坯料润滑涂敷的环保智能加工工艺，具有结构简单、操作方便、加工周期短、溶剂循环回用和环保节能的特点。解决了在冷挤压试验过程中会出现拉痕、折叠、裂纹等缺陷的问题。加快了工件的流转和产出，缩短了生产周期。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。
Claims (5)
1.一种冷挤坯料润滑涂敷的环保智能加工工艺，其特征在于包括如下操作步骤：
第一步：将经过退火软化抛丸处理后的坯料倒入上料组件（7）下部的送料框（34）内，由链条电机（29）驱动链条（33），使得送料框（34）沿上料架（30）内壁的导向轨道（35）送至上料斗（31）处；
第二步：通过上料斗（31）将坯料倒入送料抖动槽架（32），通过送料抖动槽架（32）将坯料表面附着的毛刺及粘附的砂子清除掉；
第三步：送料抖动槽架（32）将坯料送至水洗滚筒组件（6）上带通孔（25）的水洗滚筒（22）内，通过水洗滚筒（22）的正向旋转，让坯料与加热水箱机架（23）内的水充分接触并使坯料不断的在滚筒内翻转直至清洗干净；
第四步：水洗过程完成后，水洗滚筒（22）反转并通过送料斗（5）将坯料送至涂敷滚筒组件（4）上带通孔（25）的涂敷滚筒（17）内，通过涂敷滚筒（17）的正向旋转，让坯料与复合溶液机架（18）内的复合溶液充分均匀的涂敷在坯料的表面；复合溶液由石墨粉、甲基纤维素、亚甲基双钠硫磺钠、硅酸钠及表面活性剂组成；
工件在涂敷过程中根据规格、重量因素选用合适的水洗温度、水洗时间，合适的涂敷温度、涂敷时间，合适的风干时间来调整涂敷层的厚度，以达到最佳涂敷效果，工件的规格、重量与涂敷层厚度的调整采用以下的方式来实现：
当工件直径为大于等于φ18至小于φ30，重量为0.1～0.5kg，工艺参数调整为：①水洗温度65～85℃，水洗时间8～12分钟；②复合溶液的涂敷温度为60～70℃，涂敷时间为8～15分钟；③风干时间为5～8分钟，其加工的出来的工件为最佳涂敷状态，对应的涂层厚度为0.02mm；
当工件直径为大于等于φ30至小于等于φ50，重量为0.5～1.5kg，工艺参数调整为：①水洗温度70～90℃，水洗时间8～15分钟；②复合溶液的涂敷温度为60～70℃，涂敷时间为8～15分钟；③风干时间为8～12分钟，其加工的出来的工件为最佳涂敷状态，对应的涂层厚度为0.03mm；
当工件直径为大于φ50，重量为1.5～5kg，工艺参数调整为：①水洗温度75～100℃，水洗时间12～18分钟；②复合溶液的涂敷温度为65～75℃，涂敷时间为15～20分钟；③风干时间为10～15分钟，其加工的出来的工件为最佳涂敷状态，对应的涂层厚度为0.04mm；
以上涂层厚度通过电涡流涂层测厚仪进行测量；
第五步：涂敷过程完成后，涂敷滚筒（17）反转并通过震动送料架（3）将坯料送至风干滚筒组件（1）上带通孔（25）的风干滚筒（8）内，震动送料架（3）将附着在坯料表面的复合溶液收集导入至回液箱（2）内，使得回液箱（2）内的复合溶液循环进入复合溶液机架（18）；
通过风干滚筒（8）的正向旋转，让坯料表面充分与风干芯筒（16）出来的冷风接触，多余的溶液滴入至集液机架（9）内，同时达到水分脱离的过程，最后由风干滚筒（8）反转完成坯料外排的过程；风干过程通过风干滚筒（8）与风干芯筒（16）间的风干翻料板（14）、风干出料板（15）协同完成正转搅动和反转出料的过程，风干翻料板（14）与风干出料板（15）的区别在于风干翻料板（14）上具有多个通孔结构，同时通过风干翻料板（14）与风干出料板（15）间与风干滚筒（8）内壁呈一体化焊接的弧形风干搅料杆（13）实现翻料及导向送料的作用。
2.根据权利要求1所述的冷挤坯料润滑涂敷的环保智能加工工艺，其特征在于：风干滚筒（8）、涂敷滚筒（17）、水洗滚筒（22）均通过齿轮电机（12）驱动齿轮盘（26）实现正反转的过程，同时风干滚筒（8）、涂敷滚筒（17）、水洗滚筒（22）采用导向环（24）沿滚轮架（28）上的滚轮（27）进行运行。
3.根据权利要求2所述的冷挤坯料润滑涂敷的环保智能加工工艺，其特征在于：涂敷滚筒（17）、水洗滚筒（22）由翻料板（19）、上料板（20）和挡板（21）组成的螺旋板，在正转时进行充分搅动，在反转时进行出料。
4.根据权利要求1所述的冷挤坯料润滑涂敷的环保智能加工工艺，其特征在于：当涂敷滚筒（17）对坯料进行正转搅动时，复合溶液机架（18）侧边的摆线针轮减速机（38）通过皮带轮（39）和皮带（40）驱动轴承座（41）上的传动齿轮轴（36），采用传动齿轮轴（36）带动搅拌叶片（37）对复合溶液机架（18）内的溶液进行搅拌，同时通过在复合溶液机架（18）内的四个压缩空气喷头（42）提高均匀度，防止发汀影响表面处理效果。
5.根据权利要求1所述的冷挤坯料润滑涂敷的环保智能加工工艺，其特征在于：由风机（10）通过送风管（11）将空气加速送入风干滚筒（8）内，风干滚筒（8）为多孔管结构。
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