CN204228682U - 锌铝液熔蚀动态模拟试验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了锌铝液熔蚀动态模拟试验机，包括盛放熔液的带加热装置的可密闭容器，可水平转动的提升机构和液压夹持装置；提升机构的提升臂的一端与旋转驱动装置连接，液压夹持装置的夹持臂前端的夹持部件伸入容器内。将试样固定在旋转驱动装置的输出轴下端，电机带动试样在熔融锌铝液中转动，试样转动的同时与夹持装置发生摩擦。上述装置按照工况，达到了温度的模拟，摩擦的模拟，压力的模拟，旋转运动的模拟，熔融锌铝液腐蚀的模拟，实现了连续热浸镀锌生产线沉没辊、稳定辊接近工况的动态模拟再现。根据在一定周期内观察试样涂层的变化，可以模拟出实际上机使用效果，有利于正确选择涂层，节省研发时间，减少研发涂层直接上机的成本和风险。

Description

锌铝液熔蚀动态模拟试验机

技术领域

本实用新型涉及锌铝液熔蚀动态模拟试验机，特别是表面材料工程及钢铁行业可模拟在接近镀锌铝工况条件下观察研究连续热浸镀锌生产线(CGL)稳定辊、沉没辊涂层的锌铝液熔蚀动态模拟试验机。

背景技术

钢铁工业生产汽车专用板材、电工、家电板材主要采用热浸锌和冷轧板生产线(CGL/CAL)。CGL/CAL的关键部件为热浸锌辊、稳定辊和轴承。热浸锌辊、稳定辊不但承受高温、高摩擦，而且还需承受锌铝液的的严重腐蚀。国内外均采用沉没辊、稳定辊表面热喷涂一层抗高温磨损、耐锌铝液(特别是高铝锌)腐蚀的涂层。沉没辊、稳定辊属于寿命短、批量大、要求高(耐磨、耐锌液熔蚀、耐腐蚀)的工件。

沉没辊、稳定辊的涂层也提出不同要求在研发符合熔锌/铝恶劣工况条件的各种粉末、涂层中，除常规的理化检测(如粉末成分、粒度分布、粉末形态、WC尺寸、涂层结合强度、孔隙率、相结构、金相组织形态)外，最直接最客观莫过于上机试验，但CGL生产线沉没辊、稳定辊上线试验风险高、周期长、成本昂贵，对比性差(多种其他因素不易排除)。为在接近工况条件下观察研究随着沉浸在熔融锌槽中时间的增长，热喷涂层中发生由于Co和Zn相互扩散导致表面下扩散层的增长，η相对Zn扩散的阻碍作用，观察铝对扩散的阻碍作用，以及Fe₂Al熔渣的作用，进而探讨涂层设计、扩散层厚度、浸没周期间的关系和使用寿命，国外主要粉末生产公司和研发机构，乃至钢铁公司均采用自行研制的沉没辊/稳定辊锌铝液熔蚀模拟试验机来检测粉末，高效低成本地筛选粉末，以研发更符合实际工况条件的优良粉末。

1、静态试验机，把试样放在密闭、加热的熔融纯锌液内观察其熔蚀情况。

2、动态半模拟试验机，试样在旋转装置的驱动下，在密闭、加热的熔融锌铝合金液内，观察其熔蚀情况。

3、加载半模拟试验机。

但上述的模拟试验机都无法完全模拟试样的工况条件，导致模拟效果和实际上机使用效果的对应关系不甚理想，影响了涂层的选择。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种用于在接近工况条件下观察研究连续热浸镀锌生产线(CGL)沉没辊、稳定辊涂层的表现，根据在一定周期内其涂层的变化，进而探讨涂层设计。从而选择正确的涂层，节省研发时间，减少研发涂层直接上机的成本和风险。

本实用新型锌铝液熔蚀动态模拟试验机包括盛放熔液的带加热装置的可密闭容器，可水平转动的提升机构和液压夹持装置；提升机构的提升臂的一端与旋转驱动装置连接，液压夹持装置的夹持臂前端的夹持部件伸入容器内。

采用上述结构的锌铝液熔蚀动态模拟试验机，将试样固定在输出轴的下端，提升机构牵引旋转驱动装置的输出轴离开或进入容器；提升臂下降，试样进入容器内，夹持部件施压将试样夹持，密闭容器。锌铝金属在容器内被加温到设定温度，获得熔融的锌铝液体，启动旋转驱动装置，带动试样在夹持部件内转动，试样与夹持部件内壁发生摩擦。上述装置按照工况，达到了温度的模拟，摩擦的模拟，压力的模拟，旋转运动的模拟，熔融锌铝液腐蚀的模拟，实现了连续热浸镀锌生产线(CGL)沉没辊、稳定辊接近工况的动态模拟再现。根据在一定周期内观察试样涂层的变化，可以模拟出实际上机使用效果，有利于正确选择涂层。

进一步的改进是，夹持部件内设置有缸套，试样在缸套内均匀受力，且避免试样与夹持部件硬接触，损伤试样，而且当缸套磨损后，也方便更换。上述液压夹持装置具体可以由液压油缸和与油缸固连的摆动臂组成，摆动臂伸入容器内的前端设置有夹持部件。

进一步的改进是，输出轴外部设置有冷却水套。有利于改善输出轴高速旋转时恶劣的工作状况。

附图说明

本实用新型将通过实施例并参照附图的方式说明，其中：

图1是本实用新型实施例使用状态示意图。

图2是试验机使用结束后，旋转机构被提升后旋转90度的结构示意图。

图3是图2的左视图。

1.提升机构，2.冷却水套，3.主电机，4.输出轴，5.试样，6.缸套，7.摆动臂，8.液压油缸，9.井式坩埚炉，10.加热部件。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型包括可水平转动的提升机构1和旋转驱动装置，旋转驱动装置包括主电机3和输出轴4，输出轴外套接有冷却水套2，提升机构的提升臂的一端与冷却水套固连。提升机构带动旋转驱动装置的输出轴进入井式坩埚炉9内；液压油缸8和与油缸固连的摆动臂7组成的液压夹持装置，摆动臂前端的夹持部件伸入井式坩埚炉9内，夹持部件内设置有缸套，将固定在输出轴下端的试样5夹持在缸套6内。启动油缸，通过缸套向试样施加设定的压力，将试样夹紧。关上坩埚炉的炉盖，开启加热部件10，锌铝金属在坩埚内被加温到设定温度，获得熔融的锌铝液体。旋转驱动装置的主电机3是动态模拟试验机的核心，采用无极调速，转速1450r/min。在主电机的带动下试样5在井式坩埚炉9内的锌铝液中转动，试样转动的同时与缸套6发生摩擦。通过观察试样在上述装置中的腐蚀情况，可以完全模拟沉没辊的实际工作状况，对涂层的正确选择具有重要意义。如图2、3所示，在试验结束后，提升机构将主电机提升到一定合适位置至输出轴离开井式坩埚炉，并可水平旋开90°。

井式坩埚炉，功率0-40KW可任意调节。炉壳钢结构各种型钢和钢板焊接而成，炉体底板为Q235钢板并有3道工字钢加强，面板采用10mm钢板焊接制作，确保炉体整体强度，架体结构不扭曲、不变形，炉体外部按行业标准喷一遍底漆，两遍面漆。炉衬采用超轻型节能耐火砖及保温硅酸铝纤维棉，保温层总厚度约为300mm，升温快，保温好，省电省时间，同时减少电炉的热辐射及对流的损失，并可改善炉温的均匀性。坩埚选用石墨坩埚。炉胆用不锈钢板卷制焊接而成，炉胆做坩埚的外套，防护锌、铝液不外泄。加热装置的温控仪表是高精度PID调节温控仪表，有超温报警，功率限制等功能，设置好温度后，完全自动化工作；控制输出为固态继电器SSR控制输出，带有过热，过流等保护，配套HZ周波控制器4-20mA输出；在恒温的时候，电流缓升缓降，无大电流冲击波，对电网不受影响；同时配套温控表功能，可对功率从0—40KW任意调节，控制精度为±2℃。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.锌铝液熔蚀动态模拟试验机，其特征在于，包括盛放熔液的带加热装置的可密闭容器，可水平转动的提升机构和液压夹持装置；提升机构的提升臂的一端与旋转驱动装置连接，所述旋转驱动装置包括主电机和输出轴，；液压夹持装置的夹持臂前端的夹持部件伸入容器内。 

2.如权利要求1所述的锌铝液熔蚀动态模拟试验机，其特征在于：所述液压夹持装置包括液压油缸和与油缸固连的摆动臂，摆动臂伸入容器内的前端设置有夹持部件。 

3.如权利要求1或2所述的锌铝液熔蚀动态模拟试验机，其特征在于：所述夹持部件内设置有缸套。 

4.如权利要求1所述的锌铝液熔蚀动态模拟试验机，其特征在于：所述容器为坩埚炉。 

5.如权利要求1所述的锌铝液熔蚀动态模拟试验机，其特征在于：所述输出轴外部设置有冷却水套。