CN115283214A - 工作液无排放美加力表面处理工艺 - Google Patents

工作液无排放美加力表面处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种工作液无排放美加力表面处理工艺，其特征是设置底部通过工作液连通阀连通的工作罐和储液罐，工作罐内设有做离心运动的工作篮，并具有抽真空设施；储液罐内设有储液仓和真空仓，并具有控制真空仓压力设施。实现对孔隙沟槽等异形零件表面全面渗透，整个浸涂过程各参数可精准控制，涂层物化性能更稳定，工作液在工作罐和储液罐之间无接触转移，工作液零排放无浪费，外观均匀美观，工作场所清洁，真空环境下脱水效率以及整个作业过程工作效率更高。

Description

工作液无排放美加力表面处理工艺
技术领域
本发明涉及表面处理技术，特别是一种工作液无排放美加力表面处理工艺。
背景技术
美加力防腐涂层，具有优越的密着性、高防腐、耐酸碱、润滑、不怕刮伤、防静电、绝缘、耐冲击等特点，已经广泛使用在汽车零配件、地铁配件、建筑五金等领域。防腐效果可达5-50年左右。传统的美加力表面处理施工工艺，均是把工件放入工作液浸渍后经自然沥干，再进入涂层固化工序。由于工件在工作液中的反应时间控制不理想，涂层性能及外观不稳定；而如管状或有孔隙的零件等，因沟槽等部位渗透不够，涂层覆盖率及均匀性影响较大；施工现场工作液有跑冒滴漏时有发生，造成材料浪费和环境污染；作业速度慢，涂覆效率低；设备易腐蚀，维护成本高。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种工作液无排放美加力表面处理工艺，它自控反应时间，具有离心式甩干与缝隙回补反应一体化，工作液只添加无排放，处理过程快捷、稳定、环保等特点。
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：一种工作液无排放美加力表面处理工艺，其特征包括以下内容：
(一)设置两个罐体，工作罐和储液罐，工作罐和储液罐底部通过工作液连通阀连通。
(二)工作罐内设有做离心运动的工作篮，并具有抽真空设施；储液罐内由设有储液罐连通阀的密封隔板把所述储液罐内腔分为储液仓和真空仓，并具有控制真空仓压力设施。
(三)在工作罐和储液罐均为常压下，将待处理的零件放入工作篮中。
(四)在关闭工作液连通阀状态下，对工作罐内腔进行抽真空。
(五)开启工作液连通阀，使储液罐中的工作液通过工作液连通阀进入工作罐中，当工作液进入工作罐将全部待处理零件浸没时，工作液连通阀关闭。
(六)在工作罐中待处理零件与工作液进行浸涂处理，开始计时。
(七)充分进行浸涂处理之后，工作液连通阀开启，并使工作罐内处于常压，储液罐内抽真空，工作液从工作罐流到储液罐。
(八)当工作液从工作罐流回储液罐结束，工作液连通阀关闭，并使储液罐内处于常压，待用。
(九)工作罐开始抽真空，工作篮做离心运动，对待处理零件进行甩干。
(十)甩干结束，使工作罐内处于常压，取出处理零件。
前述的工作液无排放美加力表面处理工艺中，作为优选，所述工作篮做离心运动，对待处理零件进行甩干，正转、反转各若干次，旋转速度呈阶梯速段。
前述的工作液无排放美加力表面处理工艺中，作为优选，所述工作罐顶部设有密封盖。
前述的工作液无排放美加力表面处理工艺中，作为优选，所述工作篮与工作罐之间为可拆卸式结构，工作篮通过离心机构定位在工作罐内。
前述的工作液无排放美加力表面处理工艺中，作为优选，所述工作罐、储液罐上均设有真空度表，工作罐上设有上液位计和下液位计。
前述的工作液无排放美加力表面处理工艺中，作为优选，在所述工作篮底部与工作罐底面之间设有工作液刮板。
前述的工作液无排放美加力表面处理工艺中，作为优选，步骤(四)中，当工作罐处于准真空状态时，停止抽真空作业。
前述的工作液无排放美加力表面处理工艺中，作为优选，步骤(五)中，在关闭工作液连通阀之后，随时对储液罐抽真空待用。
前述的工作液无排放美加力表面处理工艺中，作为优选，步骤(七)中，当储液罐处于准真空状态下，停止抽真空作业；在工作液从工作罐流到储液罐的整个过程中，工作篮做缓慢旋转运动。
前述的工作液无排放美加力表面处理工艺中，作为优选，在工作篮做离心运动的正、反转若干次以及旋转速度呈阶梯速段中，首次旋转速度最小，二次旋转速度是大；首次旋转时间最长，尾次旋转时间最短。
本美加力表面处理工艺的工作液零排放实现方案，基本装备在于两个压力可控罐体，即工作罐和储液罐，两个罐体通过底部的工作液连通阀贯通起来，并配备真空、常压控制***，通过压力差形成工作液在工作罐和储液罐之间无接触转移。
工作罐是反应罐，内设做离心运动的工作篮用来存放和流转待处理零件。储液罐内分成上下两个仓——储液仓和真空仓，分隔两仓的密封隔板上设有储液罐连通阀。由于储液罐里面有可能存有工作液余量，因此在储液罐抽真空时，关闭储液罐连通阀使真空仓形成真空环境，也不会影响储液仓；而当需要将工作液转移到储液罐中，打开储液罐连通阀使储液罐处于真空状态即可。同理，当将储液罐中的工作液转移到工作罐中时，储液罐的储液仓需处于常压状态，储液罐连通阀开启即可。
真空仓的容积大于储液仓，以保证工作液完全转移。
储液仓的容积大于等于工作罐实际浸涂的容积，以保证工作液能完全浸到工件。
本工艺中，离心旋转既是一个脱水的过程，更是一种辅助涂覆的过程。由于被处理工件表面存在非光面、折缝、凹槽、缝隙等内陷结构，在浸涂过程中会含积部分工作液，在低速旋转的过程中，工作液会不断向缝隙渗透补充涂覆，而局部“堆积”的部分在低速旋转时会缓慢扩散分离，从而使涂层更为均匀。这也是本工艺美加力表面处理与其它浸涂工艺的区别。另外，旋转过程不会造成涂膜破坏；正转、反转多次不同速段作业，保证了处理件表面最终的密着性、美观度等效果。
特别是本工艺在真空环境使工件在工作篮中做离心甩干作业，它可以促进了湿膜里面水分的快速蒸发，并使低速旋转表面未完全沉积的涂液继续流动，填充到涂层相对较薄的凹坑或工件缝隙，进一步促进了涂层的渗透，显著提升了涂层的流平性能，从而提高了涂层的表面质量。
本装置工作罐顶部是可打开的密封盖，在保证工作罐在作业过程中完全密封的前提下方便提放工作篮和工件。工作篮与工作罐之间为可拆卸式结构，工作篮由离心机主轴进行固定。当工作罐涂覆完成后，工作液连通阀和储液罐连通阀依次打开，此时通过离心机保持缓慢转动工作篮，利用工作篮下方的工作液刮板清理工作罐内的残留工作液。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：实现对孔隙沟槽等异形零件表面全面渗透，整个浸涂过程各参数可精准控制，涂层物化性能更稳定，工作液在工作罐和储液罐之间无接触转移，工作液零排放无浪费，外观均匀美观，工作场所清洁，真空环境下脱水效率以及整个作业过程工作效率更高。
附图说明
图1是本发明的一种工艺流程总线框图。
图2是图1中工作液转移过程工艺的X线框图。
图3是图1中工作液转移过程工艺的Y线框图。
图4是图1中涂覆脱水工艺Z线框图。
图5是本发明的一种装备结构示意图。
图6是本发明的一种工作罐结构示意图。
图7是本发明的一种储液罐结构示意图。
图中：1.工作罐底座，2.离心驱动机构，3.工作罐，301.工作罐体，302.下液位计，303.工作罐空气阀，304.密封盖，305.工作罐真空度表，306.工作罐真空泵阀，307.上液位计，4.储液罐，401.储液罐体，402.加液口，403.储液罐真空泵阀，404.储液罐真空度表，405.储液罐空气阀，406.密封隔板，407.储液罐连通阀，5.工作篮，501.工作液刮板，6.工作液连通阀。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
本实施例一种工作液无排放美加力表面处理工艺，其装备除了流水线上现有的、常规的前、后处理装置以及工作篮吊装设备之外，主要由两个罐体、真空***及其控制***组成，其中真空***主要由真空泵及其管道构成，控制***主要通过控制阀、液位真空等信息采集、可编程控制器及其扩展模块等组成，均为常规技术。如***基于PLC构建一个工艺设备的控制***来保证零件与反应液发生作用，由泵阀协同交互动作，来控制两罐中的真空度，通过工作液连通阀控制反应液流向，由离心驱动机构2提供动力甩干零件表面残留的反应液。控制***中设置触摸屏装置，以此来实时修改和显示各硬件的相关参数。
本实施例自动化流程是以各传感器的输入信号和延时信号作为流程的转换条件，主要通过阀、泵、电机等相互作用来实现自动化控制，通过常规技术就能实现。本实施例不再赘述。
两个罐体结构参见图5至图7，包括工作罐3和储液罐4，工作罐3和储液罐4底部通过工作液连通阀6连通。
工作篮5与工作罐3之间为可拆卸式结构，工作篮通过离心机构定位在工作罐内。工作罐3包括工作罐体301，工作罐体301底部中心部位设有工作罐底座1，工作罐底座1中布置有离心驱动机构2，离心驱动机构2具有向上延伸的电机轴，工作罐体301底部中心部位配合电机轴安装形成一个锥形体。工作篮5中间部位设有与锥形体配合的锥形空腔，以便工作篮5吊装快速定位以及旋转的稳定性。工作篮5顶部设有与电机轴顶端配合的通孔，当工作篮5定位时，通过固定螺母、锁紧螺母对工作篮5进行锁紧。工作罐体301底部的锥形体顶部高于工作篮5篮体的上沿，防止工作液外溢。工作篮5在工作罐3内可完成离心运动甩干美加力表面处理零件。
在工作篮5底部与工作罐3底面之间设有工作液刮板501。工作罐3底面与储液罐4之间的连通管管口处设有5°斜坡口，便于收集工作液。工作篮5顶部设有收口。工作篮5上沿还设有机械手抓取机构。
在工作罐3上，远离工件蓝5的工作罐体301两侧分别布置抽真空设施和常压设施。即一侧布置接真空泵管路，管路上设置工作罐真空度表305、工作罐真空泵阀306，其中工作罐真空度表305部位设有真空计，与控制***连接。另一侧设置接大气管，配置工作罐空气阀303。
工作罐3上设有还设有上液位计307和下液位计302。
工作罐3顶部设有密封盖304，采用压力容器结构。密封盖304上设有吊环。
储液罐4包括储液罐体401，储液罐4内由密封隔板406把储液罐内腔分为上下布置的储液仓和真空仓，密封隔板406上设有储液罐连通阀407。
真空仓的容积大于储液仓，储液仓的容积大于工作罐3内工作篮5上沿以下的容积。
储液罐体401的真空仓顶部位置设有控制真空仓压力设施，即设有接真空泵管路，管路上设置储液罐真空度表404，储液罐真空度表404部位设有真空计，与控制***连接，还有储液罐真空泵阀403；另一路接大气管，配置储液罐空气阀405。
储液罐4的储液仓上设有加液口402，整个涂覆过程是一个工作液固体份会不断损失的过程，涂层厚度是耐蚀性能的唯一因素，该厚度与工作液的固体份含量成正比，与浸涂时间有关系但不显著，原始工作液的固体份含量大约82％，因此需要根据处理的工件面积来定量补充工作液。
本实施例一种工作液无排放美加力表面处理工艺包括以下步骤(注：待加工零件前期处理如清洗脱脂、抛丸等，及后期处理如烧结固化等不在此列述)：参见图1。
(一)工件装篮并吊装进入工作篮3，在工作罐3和储液罐4均为常压下，将待处理的零件放入工作篮3中。
(二)合上密封盖304将工作罐3封装。
(三)工作液转移至工作罐进行X工艺线，如图2所示：
A.在关闭工作液连通阀状态下，打开工作罐真空泵阀306和其所配置的真空泵，对工作罐3内腔进行抽真空。
B.当工作罐3中真空度达到200Pa时，停止抽真空作业，同时关闭工作罐真空泵阀306和所对应的真空泵。
C.开启工作液连通阀6，打开储液罐4中的储液罐空气阀405和储液罐连通阀407，使储液罐4中的工作液通过工作液连通阀6进入工作罐3中，当工作液进入工作罐3的液位达到上液位计307时，即将全部待处理零件浸没后，关闭工作液连通阀6；同时关闭储液罐4中的储液罐空气阀405和储液罐连通阀407。
D.在工作罐3中待处理零件与工作液进行浸涂处理中，关闭储液罐4中的储液罐空气阀405和储液罐连通阀407；打开储液罐真空泵阀403及其配套的真空泵。
E.当储液罐4真空度达到200Pa时，关闭储液罐真空泵阀403及其配套的真空泵，停止抽真空作业，待用。
(四)在工作罐3中待处理零件与工作液进行浸涂处理，并开始计时。
(五)在待处理零件充分进行浸涂处理之后，工作液从工作罐3转移到储液罐4，执行Y工艺线，如图3所示：
A.储液罐4内抽真空。
B.开启工作液连通阀6，打开储液罐连通阀407，打开工作罐空气阀303，使工作罐3内处于常压，工作液进入储液罐4。在工作液从工作罐3转移到储液罐4的过程中，工作篮5做缓慢旋转运动。
C.当工作罐3液位到达下液位计302时，关闭工作液连通阀6。
D.当工作液从工作罐3流回储液罐4结束之后，工作液连通阀6关闭状态下，可随时使储液罐4处于常压待用。
(六)工作罐3开始抽真空，工作篮5做离心运动，对待处理零件进行甩干，执行Z工艺线，如图4所示：正转、反转各3次，旋转速度呈阶梯速段；且首次旋转速度最小，二次旋转速度是大；首次旋转时间最长，尾次旋转时间最短。
A.打开工作篮5电机(离心驱动机构2)，按顺时针方向旋转，转速r转/秒，时间a秒。
B.按逆时针方向旋转，转速x转/秒，时间b秒。
C.按顺时针方向旋转，转速s转/秒，时间c秒。
D.按逆时针方向旋转，转速y转/秒，时间d秒。
E.按顺时针方向旋转，转速t转/秒，时间e秒。
F.按逆时针方向旋转，转速z转/秒，时间f秒。
G.关闭工作篮5离心驱动机构2。
其中，转速(s＝y)＞(t＝z)＞(r＝s)；
时间(a＝b)＞(c＝d)＞(e＝f)
注：转速和时间根据具体处理零件的结构形状、重量等具体设置，一般转速取值范围高速≥60转/秒、中速30-60转/秒、低速≤30转/秒。
(七)甩干结束，使工作罐内处于常压，取出处理零件。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，如步骤(五)中，在关闭工作液连通阀6之后，可随时对储液罐4抽真空待用的一些非必要顺序逻辑细节，等等，任何对本发明的简单变换后的结构、方法、工艺等均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种工作液无排放美加力表面处理工艺，其特征包括以下内容：
(一)设置两个罐体，工作罐(3)和储液罐(4)，工作罐和储液罐底部通过工作液连通阀(6)连通；
(二)工作罐内设有做离心运动的工作篮(5)，并具有抽真空设施；储液罐内由设有储液罐连通阀(407)的密封隔板(406)把所述储液罐内腔分为储液仓和真空仓，并具有控制真空仓压力设施；
(三)在工作罐和储液罐均为常压下，将待处理的零件放入工作篮中；
(四)在关闭工作液连通阀状态下，对工作罐内腔进行抽真空；
(五)开启工作液连通阀，使储液罐(4)中的工作液通过工作液连通阀进入工作罐中，当工作液进入工作罐将全部待处理零件浸没时，工作液连通阀关闭；
(六)在工作罐中待处理零件与工作液进行浸涂处理，开始计时；
(七)充分进行浸涂处理之后，工作液连通阀开启，并使工作罐内处于常压，储液罐内抽真空，工作液从工作罐流到储液罐；
(八)当工作液从工作罐流回储液罐结束，工作液连通阀关闭，并使储液罐内处于常压，待用；
(九)工作罐开始抽真空，工作篮做离心运动，对待处理零件进行甩干；
(十)甩干结束，使工作罐内处于常压，取出处理零件。
2.根据权利要求1所述的工作液无排放美加力表面处理工艺，其特征是所述工作篮(5)做离心运动，对待处理零件进行甩干，正转、反转各若干次，旋转速度呈阶梯速段。
3.根据权利要求1所述的工作液无排放美加力表面处理工艺，其特征是，所述工作罐(3)顶部设有密封盖(304)。
4.根据权利要求1或3所述的工作液无排放美加力表面处理工艺，其特征在于，所述工作篮(5)与工作罐(3)之间为可拆卸式结构，工作篮通过离心机构定位在工作罐内。
5.根据权利要求1所述的工作液无排放美加力表面处理工艺，其特征是，所述工作罐(3)、储液罐(4)上均设有真空度表，工作罐上设有上液位计(307)和下液位计(302)。
6.根据权利要求1所述的工作液无排放美加力表面处理工艺，其特征是，在所述工作篮(5)底部与工作罐(3)底面之间设有工作液刮板(501)。
7.根据权利要求1所述的工作液无排放美加力表面处理工艺，其特征是，步骤(四)中，当工作罐(3)处于准真空状态时，停止抽真空作业。
8.根据权利要求1所述的工作液无排放美加力表面处理工艺，其特征是，步骤(五)中，在关闭工作液连通阀之后，随时对储液罐(4)抽真空待用。
9.根据权利要求1或6所述的工作液无排放美加力表面处理工艺，其特征是，步骤(七)中，当储液罐处于准真空状态下，停止抽真空作业；在工作液从工作罐流到储液罐的整个过程中，工作篮做缓慢旋转运动。
10.根据权利要求2所述的工作液无排放美加力表面处理工艺，其特征是，在工作篮(5)做离心运动的正、反转若干次以及旋转速度呈阶梯速段中，首次旋转速度最小，二次旋转速度是大；首次旋转时间最长，尾次旋转时间最短。
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