CN117210785B - 一种翼板支架表面镀覆系统及镀覆方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种翼板支架表面镀覆系统及镀覆方法，属于金属表面镀覆技术领域，系统，包括：料池、热处理炉、挂具、输送系统及转移装置。料池用于盛放镀覆浆料，料池的两侧均设有升降装置。挂具包括沿水平方向阵列设置的多块挂板，挂板下端的两侧均用于悬挂翼板支架。输送系统包括输送轨道以及设于输送轨道的吊具，挂具可拆卸地设于吊具，输送轨道设于料池上方。转移装置用于在输送轨道与热处理炉之间转移挂具。一种镀覆方法，利用镀覆系统实现，包括步骤：S1：清洗烘干；S2：挂浆；S3：脱水；S4：加热；S5：清理。本方案能有效提高翼板支架表面的渗硼厚度及密度，具有良好的渗硼效果。

Description

一种翼板支架表面镀覆系统及镀覆方法

技术领域

本发明属于金属表面镀覆技术领域，尤其涉及一种翼板支架表面镀覆系统及镀覆方法。

背景技术

由于铝合金具有较高的强度以及较轻的质量，被广泛应用于制作各类航空零部件，如图2所示的飞机的翼板支架。翼板支架通常利用铝合金原料板经机械加工形成，为进一步提高翼板支架的表面硬度以及对翼板支架的金属表面起到防护作用，在翼板支架完成加工之后，通常会对其表面进行镀覆处理，常见的镀覆处理包括渗硼、渗氮等。目前常用的渗硼工艺有盐浴渗硼和粉末渗硼，但是上述两种方式的渗硼厚度较薄且渗硼密度较低，对翼板支架表面的硬度提升及防护并不能达到较好的效果。

发明内容

为解决现有技术不足，本发明提供一种翼板支架表面镀覆系统及镀覆方法，能有效提高翼板支架表面的渗硼厚度及密度，具有良好的渗硼效果。

为了实现本发明的目的，拟采用以下方案：

一种翼板支架表面镀覆系统，包括：料池、热处理炉、挂具、输送系统及转移装置。

料池用于盛放镀覆浆料，料池的两侧均设有升降装置。

挂具包括沿水平方向阵列设置的多块挂板，挂板下端的两侧均用于悬挂翼板支架。

输送系统包括输送轨道以及设于输送轨道的吊具，挂具可拆卸地设于吊具，输送轨道设于料池上方，升降装置用于控制移动至料池上方的挂具升降。

转移装置移动设于输送轨道与热处理炉之间，转移装置包括一对举升装置，转移装置用于在输送轨道与热处理炉之间转移挂具。

一种镀覆方法，利用上述的翼板支架表面镀覆系统实现，包括步骤：

S1：清洗烘干；

S2：挂浆，将翼板支架挂接在挂具上，并利用输送系统将挂具转移至料池上方，利用升降装置将挂具从吊具取下，并将挂具下降至预定高度，使翼板支架没入料池内的镀覆浆料里，过程中多次升降挂具；

S3：脱水，利用自然风、热风或加热烘烤的方式对翼板支架表面的浆料进行干燥脱水；

S4：加热，利用转移装置将脱水后的翼板支架与挂具一同转移至热处理炉内，并利用热处理炉进行加热，加热温度为1000℃-1200℃，并保持5-8小时；

S5：清理，待翼板支架及包裹的浆料自然冷却之后，去除固化的包裹层，并对翼板支架进行清洗及烘干。

本发明的有益效果在于：

1、本方案通过将硼混合在镀覆浆料内，并采用包裹的方式在翼板支架表面形成完整的包裹层，从而保证翼板支架的外部各处具有充足的硼元素储备，以此来提高翼板支架表面的渗硼厚度以及密度，继而提高翼板支架的表面质量。

2、翼板支架的表面被镀覆浆料包裹，从而在翼板支架的表面形成了一层隔绝空气的防护结构，有效避免在转移过程中以及热处理初期翼板支架的表面形成氧化层，继而影响渗硼效果。

附图说明

本文描述的附图只是为了说明所选实施例，而不是所有可能的实施方案，更不是意图限制本发明的范围。

图1示出了本申请镀覆方法的工艺流程框图。

图2示出了本申请所涉及的翼板支架的结构示意图。

图3示出了本申请镀覆系统一种优选实施例的结构示意图。

图4示出了本申请挂具悬挂翼板支架时的状态示意图。

图5示出了本申请转移装置及热处理炉的结构示意图。

图6示出了本申请挂具的一种优选结构示意图。

图7示出了图6中A处的局部放大图。

图8示出了本申请吊具的一种优选结构示意图。

图9示出了在本申请一种优选实施例中挂具与吊具连接状态下的结构剖视图。

图10示出了在本申请一种优选实施例中挂具与吊具分离时的剖视图。

图11示出了在本申请一种优选实施例中挂具与吊具连接过程中的结构剖视图。

图12示出了在本申请一种优选实施例中挂板与翼板支架连接时的结构剖视图。

图中标记：料池-1、升降装置-11、热处理炉-2、挂具-3、挂板-31、挂杆-32、挡圈-33、拉板-34、销孔-341、横杆-35、吊杆-36、伸缩销-361、弹簧-37、延长杆-38、输送系统-4、输送轨道-41、转移装置-5、举升装置-51、吊具-6、连接板-61、U型槽-611、侧板-62、支撑板-63、滚轮-64、堵具-7、螺栓-71、圆形平板-72、圆形垫片-73。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明，但本发明所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1，如图3至图8所示，一种翼板支架表面镀覆系统，包括：料池1、热处理炉2、挂具3、输送系统4及转移装置5。

具体的，如图3所示，料池1用于盛放镀覆浆料，镀覆浆料硼、氮、碳等溶剂及水混合制备而成，料池1的两侧均设有升降装置11，作为一种优选结构，料池1的侧面设有接料槽，以便于承接回收挂浆初期滴落的镀覆浆料。

具体的，如图4及图6所示，挂具3包括沿水平方向阵列设置的多块挂板31，挂板31下端的两侧均用于悬挂翼板支架，且相邻翼板之间以及翼板支架与挂板31之间具有间隔，以避免翼板支架与挂板31贴合，而导致翼板支架局部无法挂浆，在悬挂时可利用螺栓或销轴穿过如图2所示的翼板支架上的安装孔，将其连接在挂板31上。

具体的，如图3所示，输送系统4包括输送轨道41以及设于输送轨道41的吊具6，挂具3可拆卸地设于吊具6，输送轨道41设于料池1上方，升降装置11用于控制移动至料池1上方的挂具3升降。

具体的，如图3及图5所示，转移装置5移动设于输送轨道41与热处理炉2之间，转移装置5包括一对举升装置51，用于控制挂具3升降，转移装置5用于在输送轨道41与热处理炉2之间转移挂具3。

生产时，将挂具3连接在吊具6上，并在挂板31上悬挂机械加工后经过清洗烘干的翼板支架，也可在独立的工位将翼板支架悬挂在挂板31之后，再将挂具3连接在吊具6上；通过输送轨道41将吊具6及挂具3转移至料池1的上方，通过升降装置11对挂具3进行支撑，并将其从吊具6上取下，然后将挂具3下降至预定高度，使翼板支架没入镀覆浆料中，利用镀覆浆料将翼板支架包裹；再利用升降装置11将挂具3向上升起，使挂具3再次与吊具6相连，输送轨道41通过吊具6及挂具3将包裹有镀覆浆料的翼板支架输送至转移装置5所在位置，转移装置5通过举升装置51将挂具3从吊具6上取下，然后将挂具3转移至热处理炉2内，利用热处理炉2进行加热，从而使得浆料内的硼元素渗入翼板支架的金属表面。升降装置11与举升装置51均可通过控制挂具3升降的方式使挂具3与吊具6分离或结合，作为常规的方案可对吊具6与挂具3均设置挂钩结构，在分离或者结合的时候利用升降装置11与举升装置51控制挂具3移动，并通过人工进行挂接或分离。

本方案通过将硼混合在镀覆浆料内，并采用包裹的方式在翼板支架表面形成完整的包裹层，从而保证翼板支架的外部各处具有充足的硼元素储备，以此来提高翼板支架表面的渗硼厚度以及密度，继而提高翼板支架的表面质量，并且因为翼板支架的表面被镀覆浆料包裹，从而在翼板支架的表面形成了一层隔绝空气的防护结构，有效避免在转移过程中以及热处理初期翼板支架的表面形成氧化层，继而影响渗硼效果；另一方面，现有的热处理炉2通常设有抽真空系统，在热处理时需要将热处理炉2内部抽为真空状态。

优选的，如图6、图7及图12所示，挂板31的下端穿设有呈水平状态的挂杆32，挂杆32的两端分别凸出于挂板31的两侧，挂杆32的端面均设有可拆卸的挡圈33，悬挂时，挂杆32穿设于翼板支架的安装孔，挡圈33用于压紧翼板支架，挡圈33采用螺钉锁紧或是利用弹簧压紧，作为一种优选的方案，每块挂板31的下端均设有两根相互平行的挂杆32，利用两根挂杆32同时对翼板支架进行悬挂，以提高翼板支架悬挂时的稳定性，防止翼板支架绕挂杆32摆动。

优选的，如图4、图6及图8所示，吊具6包括连接板61，其下端的两侧具有两块竖直向下延伸的侧板62，两块侧板62与连接板61的底面之间形成有U型槽611，两块侧板62的下端均铰接有支撑板63，当支撑板63处于原位时，其后端的顶面与侧板62的底面接触，此结构可防止支撑板63处于原位时，其后端向上摆动，因此当支撑板63处于原位时，其前端仅能绕着铰接轴向上摆动，此时支撑板63呈水平状态，且两块支撑板63的前端于U型槽611内对齐。

如图4、图6所示，挂具3的顶部具有两块竖直向上延伸的拉板34，两块拉板34的中段通过一横杆35相连，横杆35的上方平行设有一根吊杆36，横杆35的截面宽度大于吊杆36的截面宽度，当吊杆36为圆形时，横杆35的宽度大于吊杆36的直径，吊杆36的两端沿竖直方向滑动设于两侧的拉板34，且吊杆36的两端均设有弹簧37，当弹簧37呈自然状态时，吊杆36处于拉板34的上端，此时吊杆36与横杆35之间具有最大距离，以方便向吊具6挂接挂具3时，支撑板63顺利插入吊杆36之间，吊杆36的端部设有伸缩销361，拉板34的中段设有销孔341，当吊杆36与横杆35接触时，伸缩销361插设于销孔341内，以防止吊杆36在弹簧37的作用下自动上升。如图9所示，当挂具3与吊具6相连时，两块支撑板63均处于原位，吊杆36支撑于支撑板63的顶面。

采用以上结构设计，可通过沿竖直方向移动挂具3的方式便可实现挂具3与吊具6之间的自动挂接及分离。

具体的分离过程如下，如图10所示，在挂具3与吊具6相连状态时向上移动挂具3，移动一段距离后，吊杆36将与U型槽611的底面接触，吊杆36将停止继续向上移动，而横杆35将继续向上移动，在此过程中，弹簧37将被压缩，当横杆35移动到预定位置之后将推动两块支撑板63的前端向上摆动，以使支撑板63的前端向两侧张开，当横杆35的顶面与吊杆36的底面接触时，支撑板63的前端位于吊杆36的两侧，此时因为伸缩销361插设于销孔341内，所以当向下移动挂具3时，横杆35将带动吊杆36一同向下移动，从而使吊杆36从两块支撑板63之间通过，以实现挂具3与吊具6分离的过程，分离之后，支撑板63将在其前端的重力作用下自动下落至原位。

挂接过程如下，挂接前先将伸缩销361与销孔341分离，吊杆36将在弹簧37的作用下向上移动至拉板34的上端，开始挂接时将挂具3移动至吊具6的下方，使吊杆36平行设于两块支撑板63前端间隙的下方，然后向上移动挂具3，如图11所示，过程中将通过吊杆36推动支撑板63的前端向上摆动，以使支撑板63避让吊杆36，当吊杆36向上越过支撑板63之后，支撑板63将在其前端重量的作用下自动恢复原位，最后下降挂具3便可将吊杆36支撑于支撑板63的顶面，以完成挂接过程。

进一步优选的，如图8、图9所示，支撑板63的前端顶面均为斜面结构，当支撑板63均处于原位时，两块支撑板63前端的斜面则构成V型槽结构，用于设置吊杆36，以防止吊杆36在支撑板63上移动，提高对挂具3连接的稳定性。

进一步优选的，如图3、图8所示，连接板61上端设有滚轮64，用于连接输送轨道41，输送轨道41内铺设有链条，连接板61的顶部通过插销与链条相连，通过驱动链条移动便可带动挂具3一同移动，作为另一种方案，每一个吊具6可设置单独的电机对滚轮64进行驱动。

优选的，如图3至图6所示，挂具3的两端均设有延长杆38，用于连接升降装置11及举升装置51，升降装置11及举升装置51用于连接延长杆38的部位均具有朝上设置的卡槽，以防止延长杆38滑落。

优选的，如图3所示，输送轨道41为环形结构，其设有多组吊具6，输送轨道41的下方间隔设有至少两处料池1，以便于同时对多组挂具3进行输送及挂浆，以提高挂浆工作的效率，同时还可使挂具3绕着输送轨道41移动一圈的过程中进行至少两次挂浆处理，以提高挂浆厚度，从而进一步增加翼板支架外部浆料的硼含量；作为一种优选的实施方案，在料池1之间设有干燥工位，以便于使前一道挂浆工序所包裹的镀覆浆料快速固化，从而方便后一道挂浆工序挂浆，干燥工位还用风力干燥或烘烤干燥。

实施例2，一种镀覆方法，利用实施例1记载的翼板支架表面镀覆系统实现，如图1所示包括以下步骤：

S1：清洗烘干，以去除翼板支架表面的切屑及油污，并使其表面干燥，以防止脱浆。

S2：挂浆，将翼板支架挂接在挂具3上，并利用输送系统4将挂具3转移至料池1上方，利用升降装置11将挂具3从吊具6取下，并将挂具3下降至预定高度，使翼板支架没入料池1内的镀覆浆料里，过程中多次升降挂具3，以消除气泡，包括翼板支架表面的气泡以及翼板支架安装孔内的气泡。

S3：脱水，利用自然风、热风或加热烘烤的方式对翼板支架表面的浆料进行干燥脱水。使浆料在进入热处理炉2之前便在翼板支架的表面形成固定的包裹形态。脱水过程可在输送系统4上完成，也可利用转移装置5将挂具3取下之后转移至单独的脱水工位完成。

S4：加热，利用转移装置5将脱水后的翼板支架与挂具3一同转移至热处理炉2内，并利用热处理炉2进行加热，加热温度为1000℃-1200℃，并保持5-8小时，通常选择加热温度为1050℃、1100℃或1150℃，即使温度有所波动，也能保持在1000℃-1200℃的范围内，并保温6小时或7小时，加热过程中硼元素将从包裹的浆料逐渐向翼板支架的表面扩散，从而在翼板支架的表面形成渗硼层，由于浆料将翼板支架整体包裹并且使其与空气隔绝，不仅能有效提高镀覆效果，而且能防止镀覆过程中翼板支架表面发生氧化。

S5：清理，待翼板支架及包裹的浆料自然冷却之后，去除固化的包裹层，并对翼板支架进行清洗及烘干。

优选的，步骤S2包括至少两次挂浆，以提高最终的浆料包裹厚度，增加翼板支架外部的硼含量，且每次挂浆之后均会进行脱水处理，以提高挂浆的可靠性。

进一步优选的，在步骤S2挂浆之前对翼板支架的安装孔设置堵具7。如图12所示，堵具7包括螺栓71及具有螺孔的圆形平板72，螺栓71头部的底面具有一体式结构的圆形垫片73，封堵时，螺栓71穿设于安装孔内，圆形平板72与圆形垫片73分别与翼板支架的两面贴合，通过设置堵具7可避免在安装孔内形成固化的浆料，防止在步骤S5清理时难以去除，并且还能避免安装孔内的浆料形成连接筋结构，而导致固化的包裹层难以去除，而挂杆32与挡圈33也具有相同作用，并且拆除堵具7时，可利用圆形垫片73与圆形平板72将包裹层顶破，以使包裹层形成裂纹，从而方便采用振动或敲击的方式快速去除包裹层，作为一种优选方案，在步骤S2挂浆之后，利用工具去除螺栓71头部的浆料之后再进行加热处理，以便于后续拆除螺栓71。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不表示是唯一的或是限制本发明。本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的范围情况下，对本发明进行的各种改变或同等替换，均属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种翼板支架表面镀覆系统，其特征在于，包括：

料池（1），用于盛放镀覆浆料，料池（1）的两侧均设有升降装置（11）；

挂具（3），包括沿水平方向阵列设置的多块挂板（31），挂板（31）下端的两侧均用于悬挂翼板支架；

输送系统（4），包括输送轨道（41）以及设于输送轨道（41）的吊具（6），挂具（3）可拆卸地设于吊具（6），输送轨道（41）设于料池（1）上方，升降装置（11）用于控制移动至料池（1）上方的挂具（3）升降；

转移装置（5），移动设于输送轨道（41）与热处理炉（2）之间，转移装置（5）包括一对举升装置（51），转移装置（5）用于在输送轨道（41）与热处理炉（2）之间转移挂具（3）；

吊具（6）包括连接板（61），其下端的两侧具有两块侧板（62），两块侧板（62）与连接板（61）的底面之间形成有U型槽（611），两块侧板（62）的下端均铰接有支撑板（63），当支撑板（63）处于原位时，其后端的顶面与侧板（62）的底面接触，支撑板（63）呈水平状态，且两块支撑板（63）的前端于U型槽（611）内对齐；

挂具（3）的顶部具有两块拉板（34），两块拉板（34）的中段通过一横杆（35）相连，横杆（35）的上方平行设有一根吊杆（36），横杆（35）的截面宽度大于吊杆（36）的截面宽度，吊杆（36）两端沿竖直方向滑动设于两侧的拉板（34），且吊杆（36）的两端均设有弹簧（37），当弹簧（37）呈自然状态时，吊杆（36）处于拉板（34）的上端，吊杆（36）的端部设有伸缩销（361），拉板（34）的中段设有销孔（341），当吊杆（36）与横杆（35）接触时，伸缩销（361）插设于销孔（341）内，当挂具（3）与吊具（6）相连时，支撑板（63）处于原位，吊杆（36）支撑于支撑板（63）的顶面。

2.根据权利要求1所述的一种翼板支架表面镀覆系统，其特征在于，挂板（31）的下端穿设有呈水平状态的挂杆（32），挂杆（32）的两端分别凸出于挂板（31）的两侧，挂杆（32）的端面均设有可拆卸的挡圈（33），挂板（31）悬挂翼板支架时，挂杆（32）穿设于翼板支架的安装孔，挡圈（33）用于压紧翼板支架。

3.根据权利要求1所述的一种翼板支架表面镀覆系统，其特征在于，支撑板（63）的前端顶面均为斜面结构，当支撑板（63）均处于原位时，两块支撑板（63）前端的斜面则构成V型槽结构，用于设置吊杆（36）。

4.根据权利要求1所述的一种翼板支架表面镀覆系统，其特征在于，连接板（61）上端设有滚轮（64），用于连接输送轨道（41）。

5.根据权利要求1所述的一种翼板支架表面镀覆系统，其特征在于，挂具（3）的两端均设有延长杆（38），用于连接升降装置（11）及举升装置（51），升降装置（11）及举升装置（51）用于连接延长杆（38）的部位均具有朝上设置的卡槽。

6.根据权利要求1所述的一种翼板支架表面镀覆系统，其特征在于，输送轨道（41）为环形结构，其设有多组吊具（6），输送轨道（41）的下方间隔设有至少两处料池（1）。

7.一种镀覆方法，其特征在于，利用权利要求1至6中任一项所述的翼板支架表面镀覆系统实现，包括步骤：

S1：将翼板支架清洗烘干；

S2：挂浆，将翼板支架挂接在挂具（3）上，并利用输送系统（4）将挂具（3）转移至料池（1）上方，利用升降装置（11）将挂具（3）从吊具（6）取下，并将挂具（3）下降至预定高度，使翼板支架没入料池（1）内的镀覆浆料里，过程中多次升降挂具（3）；

S3：脱水，利用自然风、热风或加热烘烤的方式对翼板支架表面的浆料进行干燥脱水；

S4：加热，利用转移装置（5）将脱水后的翼板支架与挂具（3）一同转移至热处理炉（2）内，并利用热处理炉（2）进行加热，加热温度为1000℃-1200℃，并保持5-8小时；

S5：清理，待翼板支架及包裹的浆料自然冷却之后，去除固化的包裹层，并对翼板支架进行清洗及烘干。

8.根据权利要求7所述的一种镀覆方法，其特征在于，步骤S2包括至少两次挂浆，且每次挂浆之后均会进行脱水处理。

9.根据权利要求7或8所述的一种镀覆方法，其特征在于，在步骤S2挂浆之前对翼板支架的安装孔设置堵具（7），堵具（7）包括螺栓（71）及具有螺孔的圆形平板（72），螺栓（71）头部的底面具有一体式结构的圆形垫片（73），封堵时，螺栓（71）穿设于安装孔内，圆形平板（72）与圆形垫片（73）分别与翼板支架的两面贴合。