本發(fā)明涉及表面熱處理裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種機(jī)械能助滲裝置。

背景技術(shù)：

機(jī)械能助滲金屬表面改性技術(shù)是一種新的表面熱處理技術(shù)，上世紀(jì)90年代由我國(guó)首先研制并開(kāi)發(fā)應(yīng)用，并在機(jī)械能助滲鋅、鋁、硅、錳、銅的工藝和機(jī)制方面進(jìn)行了有益的探索。機(jī)械能助滲處理是提高鋼鐵材料耐蝕性和抗高溫氧化性的有效途徑，已在化工、冶金、電力、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域得到眾多的應(yīng)用。由于該技術(shù)將轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng)、摩擦等機(jī)械能與熱能相結(jié)合，因而使所滲金屬助滲溫度降低、保溫時(shí)間縮短，具有顯著的節(jié)能效果。機(jī)械能助滲所用設(shè)備具有簡(jiǎn)單、操作方便、節(jié)省原料、滲層深度容易控制、成本低等優(yōu)點(diǎn)，因而其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。

傳統(tǒng)的機(jī)械助滲裝置是由加熱箱體、密封滾筒、機(jī)械能裝置組成。實(shí)現(xiàn)過(guò)程是密封滾筒通過(guò)凸緣與機(jī)械能裝置相連，在滾筒內(nèi)裝入滲劑、待處理工件，然后將滾筒密封，通過(guò)加熱箱體加熱。在此過(guò)程中，滾筒在外部機(jī)械能裝置的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，滾筒內(nèi)部的滲劑同試樣一起在滾筒內(nèi)做瀉落式運(yùn)動(dòng)，滲劑與工件之間主要的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是相互摩擦、沖擊，這種摩擦、沖擊能夠除去試樣表面的氧化膜，從而凈化表面，使活性滲劑原子與試樣表面之間發(fā)生反應(yīng)，滲劑中的金屬原子擴(kuò)散到試樣形成滲層。

但是傳統(tǒng)的機(jī)械能助滲工藝存在著的問(wèn)題：工件表面形成的滲層厚度小，助滲效果達(dá)不到要求。這主要是由于機(jī)械能助滲設(shè)備存在一定的缺陷:設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，滾筒內(nèi)填充的滲劑、工件與滾筒內(nèi)壁之間的摩擦力不足，因而在滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾筒內(nèi)的滲劑與工件不能在滾筒內(nèi)壁的摩擦力以及滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)提供的離心力的帶動(dòng)下達(dá)到足夠的高度，導(dǎo)致滲劑與工件獲得的勢(shì)能小，沒(méi)有足夠的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，滲劑與工件的之間沖擊力小，滲劑中的金屬原子擴(kuò)散到工件表面的數(shù)量少，最終造成了工件表面的滲層厚度小，助滲效果不明顯。特別是當(dāng)滾筒轉(zhuǎn)速小時(shí)，滾筒提供給滲劑與工件的離心力小，滲劑與工件在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中集中在滾筒的下半部分，沒(méi)有足夠的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，導(dǎo)致滲層厚度小的情況尤為明顯。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：現(xiàn)有技術(shù)中實(shí)驗(yàn)裝置不完善，機(jī)械能助滲過(guò)程中待處理工件、滲劑獲得的勢(shì)能小，沒(méi)有足夠的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，導(dǎo)致滲劑、工件之間的摩擦、沖擊力度不夠，沒(méi)有足夠的活性滲劑原子擴(kuò)散到工件表面，形成的滲層厚度小。本發(fā)明提供的機(jī)械能助滲裝置能夠使?jié)B劑、工件在滾筒內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中有足夠勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，更好的完成助滲過(guò)程，獲得理想厚度的滲層，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)機(jī)械能裝置的不足。本發(fā)明提供一種機(jī)械能助滲裝置，使工件在進(jìn)行機(jī)械能助滲過(guò)程中，獲得理想滲層厚度，更好的完成助滲工作，達(dá)到工藝要求。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種機(jī)械能助滲裝置，包括加熱箱體、滾筒和機(jī)架，滾筒和加熱箱體之間通過(guò)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述滾筒的兩端分別穿出加熱箱體的兩端，加熱箱體安裝在機(jī)架上，滾筒的一端連接有傳動(dòng)裝置，滾筒的另一端可拆卸的安裝有滾筒蓋，還包括隔板，所述隔板均布在滾筒內(nèi)壁上，隔板包括一體結(jié)構(gòu)的直板段和圓弧板段，直板段的一端和滾筒內(nèi)壁固定連接，直板段的另一端均向滾筒的中心延伸，圓弧板段的一端和直板段的另一端一體結(jié)構(gòu)，且直板段和圓弧板段相切，圓弧板段的另一端均不相互接觸，所述直板段的一端和滾筒內(nèi)壁傾斜設(shè)置，直板段的一端和滾筒內(nèi)壁之間的夾角小于90°的一側(cè)為α角，大于90°的一側(cè)為β角，α角均在直板段同一側(cè)，所述圓弧板段均向α角一側(cè)彎曲。

在助滲過(guò)程中將滲劑與待處理工件裝入滾筒內(nèi)，滾筒內(nèi)能在加熱層的作用下進(jìn)行加熱，同時(shí)在傳動(dòng)裝置在作用下與電機(jī)的實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng),電機(jī)能夠控制旋轉(zhuǎn)方向，調(diào)速器能夠控制轉(zhuǎn)速大小，在此過(guò)程中滾筒內(nèi)的滲劑與工件得到了熱能與機(jī)械能的結(jié)合。本發(fā)明的特點(diǎn)在于所述的滾筒在內(nèi)上帶有隔板，隔板是由直板段與圓弧段兩部分組成，直板段與圓弧段相切組成整個(gè)隔板，滾筒中的隔板與滾筒壁之間有一定的傾斜角，與滾筒壁的夾角小于90°的一側(cè)為α角，大于90°的一側(cè)為β角，所設(shè)的隔板能夠?qū)B劑與工件起到傳送到滾筒最高處的作用，使?jié)B劑、工件獲得足夠的勢(shì)能，并且勢(shì)能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能，增加了滲劑與工件表面的相互摩擦沖擊，促進(jìn)了助滲工作。所設(shè)隔板還能針對(duì)高低速時(shí)，具有不同的旋轉(zhuǎn)方向。當(dāng)調(diào)速器設(shè)置速度為高速時(shí)，此時(shí)滲劑、工件在離心力的作用下能達(dá)到滾筒內(nèi)足夠高度落下，不需要在隔板的β角一側(cè)圓弧段的帶動(dòng)下就能落下，滾筒高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，將電機(jī)調(diào)節(jié)為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向；當(dāng)調(diào)速器設(shè)置速度為低速時(shí)，滾筒低速旋轉(zhuǎn)，此時(shí)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)提供的離心力小，通過(guò)調(diào)速器將旋轉(zhuǎn)方向調(diào)為逆時(shí)針。保證了滲劑、工件在小于90°夾角的α角一側(cè)，滲劑、工件落在隔板上，隔板能夠?qū)B劑、工件傳送到滾筒的最高處后再落下，增大了機(jī)械能，解決了因?yàn)榈退贂r(shí)產(chǎn)生的離心力與滾筒內(nèi)壁之間摩擦力小，滲劑、工件到達(dá)不了筒壁最高處便落下。通過(guò)滾筒高速和低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向不同保證了無(wú)論高速還是低速都能獲得最大的勢(shì)能，從而使得滲劑與工件表面的沖擊強(qiáng)度最大，在微觀上保證了動(dòng)能傳遞給表面點(diǎn)陣原子的激活能，增加了激活脫位的空位，空位濃度增多，工件表面的原子稀疏區(qū)增多，有了更多的擴(kuò)散通道，使得金屬原子能夠更好的擴(kuò)散到工件表面，達(dá)到理想的滲層厚度。

所述加熱箱體為雙層結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在外的保溫層和設(shè)置在保溫層內(nèi)層的加熱層。加熱層為電阻絲加熱，保溫層材料為防火保溫砂漿。

所述傳動(dòng)裝置包括傳動(dòng)軸、鏈條和電機(jī)，所述傳動(dòng)軸的一端和滾筒的一端固定連接，傳動(dòng)軸的另一端和電機(jī)輸出軸通過(guò)鏈條傳動(dòng)連接。

所述傳動(dòng)裝置還包括用于調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速大小的調(diào)速器，調(diào)速器安裝在機(jī)架上，位于傳動(dòng)軸和電機(jī)之間。調(diào)速器能夠調(diào)節(jié)輸出轉(zhuǎn)速為0～200r/min。

所述滾筒蓋上開(kāi)設(shè)有與滾筒內(nèi)部相連通的真空管道，所述滾筒蓋上還設(shè)置有用于控制真空管道是否與滾筒外部相連通的真空閥。真空閥在工藝需要真空狀態(tài)時(shí)開(kāi)啟，能外接機(jī)械泵將滾筒內(nèi)抽至真空，關(guān)閉真空閥能夠保證滾筒內(nèi)的真空環(huán)境。

所述α角為80°-85°。β角與α角互補(bǔ)，滾筒的直徑為200mm-500mm，滾筒內(nèi)隔板的個(gè)數(shù)為4個(gè)，隔板對(duì)稱分布。滾筒內(nèi)隔板的厚度為5mm-10mm，隔板直線段長(zhǎng)度為70mm-200mm。滲劑、工件填充體積占滾筒體積的65％-90％。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的機(jī)械能助滲裝置，通過(guò)在滾筒內(nèi)加入隔板彌補(bǔ)了傳統(tǒng)機(jī)械能助滲裝置在助滲過(guò)程中滲劑、工件無(wú)法獲得足夠的勢(shì)能的缺陷，從而不能獲得理想的滲層的情況。加入了隔板的滾筒在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，滲劑、工件有足夠的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，滲劑、工件之間摩擦和沖擊加大，從而能夠產(chǎn)生更多的活性金屬原子，增加了滲層的厚度，使得熱能與機(jī)械能能夠更好的結(jié)合。并且本發(fā)明能在滲鋅、鋁、硅、錳、銅等工藝中能廣泛應(yīng)用，極大的提高了工藝水平。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明最優(yōu)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的側(cè)視圖。

圖3是圖1的a-a剖視圖。

圖中：1、加熱箱體，2、滾筒，3、電機(jī)，4、調(diào)速器，5、傳動(dòng)裝置，6、隔板，61、直板段，62、圓弧板段，7、加熱層，8、保溫層，9、滾筒蓋，91、真空管道，10、真空閥，11、機(jī)架，12、軸承。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

如圖1-3所示，是本發(fā)明最優(yōu)實(shí)施例，一種機(jī)械能助滲裝置，包括加熱箱體1、滾筒2和機(jī)架11，滾筒2和加熱箱體1之間通過(guò)軸承12轉(zhuǎn)動(dòng)連接，滾筒2的兩端分別穿出加熱箱體1的兩端，加熱箱體1安裝在機(jī)架11上，滾筒2的一端連接有傳動(dòng)裝置5，滾筒2的另一端可拆卸的安裝有滾筒蓋9，還包括隔板6，隔板6均布在滾筒2內(nèi)壁上，隔板6包括一體結(jié)構(gòu)的直板段61和圓弧板段62，直板段61的一端和滾筒2內(nèi)壁固定連接，直板段61的另一端均向滾筒2的中心延伸，圓弧板段62的一端和直板段61的另一端一體結(jié)構(gòu)，且直板段61和圓弧板段62相切，圓弧板段62的另一端均不相互接觸，直板段61的一端和滾筒2內(nèi)壁傾斜設(shè)置，直板段61的一端和滾筒2內(nèi)壁之間的夾角小于90°的一側(cè)為α角，大于90°的一側(cè)為β角，α角均在直板段61同一側(cè)(即每當(dāng)隔板6轉(zhuǎn)到滾筒2的最低處時(shí)，α角均在直板段61同一側(cè))，圓弧板段62均向α角一側(cè)彎曲。α角為80°-85°。隔板6有4個(gè)對(duì)稱分布于滾筒2內(nèi)，與滾筒內(nèi)壁的夾角α為85°。能夠帶動(dòng)裝入的滲劑、工件在滾筒內(nèi)達(dá)到足夠的高度，要有充足的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。

加熱箱體1為雙層結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在外的保溫層8和設(shè)置在保溫層8內(nèi)層的加熱層7。加熱層7的加熱方式是通過(guò)電阻絲加熱，保溫層8所用的保溫材料是防火保溫砂漿。加熱箱體1內(nèi)的加熱層7能夠給滾筒2加熱，保溫層8能夠保證加熱層7加熱時(shí)，熱量不散失。傳動(dòng)裝置5包括傳動(dòng)軸、鏈條和電機(jī)3，所述傳動(dòng)軸的一端和滾筒2的一端固定連接，傳動(dòng)軸的另一端和電機(jī)3輸出軸通過(guò)鏈條傳動(dòng)連接。傳動(dòng)裝置5還包括用于調(diào)節(jié)電機(jī)3轉(zhuǎn)速大小的調(diào)速器4，調(diào)速器4安裝在機(jī)架11上，位于傳動(dòng)軸和電機(jī)3之間。電機(jī)3能夠?qū)崿F(xiàn)正反轉(zhuǎn)，調(diào)速器4來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)3轉(zhuǎn)速大小。

滾筒蓋9上開(kāi)設(shè)有與滾筒2內(nèi)部相連通的真空管道91，滾筒蓋9上還設(shè)置有用于控制真空管道91是否與滾筒2外部相連通的真空閥10。真空閥10能夠在工藝需要時(shí)，開(kāi)啟外接機(jī)械泵將滾筒2內(nèi)抽至真空狀態(tài)，真空閥10在抽真空后關(guān)閉，保持真空狀態(tài)。

工作時(shí)：滾筒蓋9開(kāi)啟，滲劑與工件放入滾筒2內(nèi)，再將滾筒蓋9蓋緊并用機(jī)械泵將滾筒2內(nèi)抽置真空后，關(guān)閉真空閥10；加熱箱體1加熱溫度設(shè)置為工藝所需溫度，通過(guò)加熱層傳遞給滾筒2熱量，保證了熱量傳遞；當(dāng)工藝要求為低轉(zhuǎn)速時(shí)，通過(guò)調(diào)速器4設(shè)置所需的速度大小，此時(shí)調(diào)節(jié)電機(jī)3將滾筒2旋轉(zhuǎn)方向設(shè)置為逆時(shí)針(圖3中結(jié)構(gòu)和視角為例)，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中滲劑與工件始終在α角的一側(cè)，此時(shí)滲劑與試樣在隔板6的帶動(dòng)下在滾筒2內(nèi)達(dá)到足夠的高度，獲得充足的勢(shì)能，以圖3中最底下的隔板6為例，滲劑與工件在隔板的右側(cè)，當(dāng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°后，隔板6到達(dá)滾筒2內(nèi)右側(cè)的水平位置，此時(shí)滲劑與工件仍然能夠被隔板6托住向上轉(zhuǎn)動(dòng)，再逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°后，原先最底下的隔板6達(dá)到最高處，滲劑與工件才從最高處緩慢落下(由于直板段61的向上傾斜，圓弧板段62的彎曲方向向上均具有一定托力，有助于滲劑與工件到達(dá)最高處再緩慢落下)，保證了滲劑與工件有足夠勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，有助于滲劑充分的在試樣表面擴(kuò)散；當(dāng)工藝要求為高轉(zhuǎn)速時(shí)，通過(guò)調(diào)速器4設(shè)置所需的速度大小，此時(shí)調(diào)節(jié)滾筒2旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針(圖3中結(jié)構(gòu)和視角為例)，由于速度高時(shí)，離心力較大，滲劑與工件有時(shí)候達(dá)到滾筒2內(nèi)高處時(shí)，由于離心力較大落不下來(lái)，此時(shí)直板段61的向左傾斜，圓弧板段62的彎曲方向向左，均能夠有助于滲劑與工件下滑完成助滲過(guò)程；在隔板6的作用下，使得滲劑與試樣在滾筒2內(nèi)做瀉落式運(yùn)動(dòng)，增加了滲劑、工件的勢(shì)能，有助于獲得理想的滲層，而且保證了不論低轉(zhuǎn)速還是高轉(zhuǎn)速情況下都能獲得理想的滲層，滿足了工藝要求。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書(shū)上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。