Ⅰ 什么是机械镀
机械镀原理
据估计,全世界每年因腐蚀而报废的金属材料和设备的量约为金属年产量的四分之一到三分之一。可见,研究金属的腐蚀与防护是一项非常重要的工作。其中应用较为广泛的是电镀与热镀工艺。但这两种工艺在应用中存在着能耗较大,污染严重等缺陷。尤其是对高强度工件的镀覆,效果不理想。因为电镀中的氢脆,对工件机械强度影响极大:而热镀中,因温度过高(≥450℃)钢材产生高温退火不良影响。这些问题的存在,促使人们不断探讨新的防腐工艺。
机械镀工艺,就是欧美及日本等发达国家近二三十年来开始进入工业应用的一种新兴的表面防护技术。锌层、锡层、镉层、铝层和这些金属的混合层,都能通过机械镀获得。在混合层中,能沉积各种比例的锌和镉、锌和铝、锌和锡、镉和铝,从而提供优越的耐腐蚀防护,每种金属沉积层都有许 多耐蚀优点。其它软的延展性的金属粉末,例如:铜、黄铜、铟、金、银和铅也能被机械沉积。这高性能的镀层能在野外、工业和海洋环境中提供牺牲阳极保护,可防护10—30年或更长。近几年,机械镀以其在室温下进行、能耗小、成本低、工艺简单、配方多样、操作方便、生产效率高、无氢脆现象、环境污染少等待点,越来越受到金属零部件行业的关注,应用前景十分广阔。作者在机械镀技术工艺方面潜心研究近十年,在涂层表面光亮度、复合涂层选择、耐受中性盐雾试验时间延长等方面取得了较好进展。
1 机械镀工艺过程
机械镀工艺是将活化剂、金属粉末、冲击介质和一定量的水混合为浆料,与工件一起放人滚筒中、借助干滚筒转动产生的机械能的作用,在活化剂及冲击介质机械碰撞的共同作用下,在铁基表面逐渐形成锌镀层的过程。显然,这一过程原理既不同于热浸镀,也不同于电镀。在室温下进行,不存在高温下的冶金反应,也不存在热镀所形成的树枝状结晶组织和金属化合物,从而避免了高温退火引起的对工件强度性能的影响。该过程中没有电场直接作用在工件表面上,所以更不存在电镀过程中的还原反应,同时从根本上避免了氢脆的产生及危害。
典型的机械镀工艺大至可归纳为四个阶段:(1)表面预处理:该阶段主要是去除工件表面上的油污及氧化物使工件裸露出金属基体,以利镀覆。(2)闪镀:为防止铁基的氧化,促进镀层与基体的紧密结合,在镀覆之前,往往要在经预处理的工件表面上形成一层较薄的金属层,一般为铜层,而此过程仅需30一90s,习惯上称为“闪铜”。(3)镀覆:闪镀后即进入镀覆阶段。镀覆过程所需金属粉末和活化剂的数量,主要取决于工件表面积及镀层厚度。如在总表面积为1m2工件上,镀25µm的锌层,大约需200g锌粉。 (4)后处理:镀覆后的分离--漂洗--干燥--钝化—密封等均属此阶段。镀后工件与介质等分离、通常借助于振动筛与磁分离器进行。分离出的介质可返回滚筒重复使用,而工件则经漂洗、干燥后装箱。如需要,工件可进一步钝化或有机物封膜,以提高耐蚀性。
机械镀锌工艺按照工艺顺序可分为:脱脂→漂洗→酸洗(或喷丸)→漂洗→闪镀→机械镀覆→分离→漂洗→干燥→钝化等操作过程。
2 机械镀设备及原料
典型的机械镀设备工作主机为一端开口或半开口的多棱形滚桶,主要功能是提供机械碰撞力,并使金属粉末、活化剂与滚筒中的水能迅速形成均匀的混合浆料,以保证镀件在桶内翻转、自旋,在冲击介质作用下,镀覆上所需镀层。镀桶多为八棱形,直径和轴向长度之比不超过1:3;工作位置与水平位置呈20--30°。镀覆过程中所用冲击介质不仅要提供冲击能量,还要起到缓冲作用,以减少较重工件间的相互撞击及锋利的碎片或棱角对镀层的损害。所以除要求具有一定强度,耐磨性好外,表面还应光滑无棱角。目前最常用的是玻璃微珠,其大小介于0.5—4mm之间,由多种规格混合而成。混合比例取决于工件形状、尺寸、重量及镀层材料。一股粒径大的介质过多,镀层表面不平整,且缝隙、凹处不易形成镀层;而粒径小的介质过多,冲击力不够,镀层附着力下降。
机械镀工艺中加入的各种化学添加剂总称为活化刑。其主要作用是帮助金属粉末在水中分散,稳定镀液pH值,改善镀层表现质量。为此,活化剂通常由多种化学物质组成。为保证镀层质量,提高镀层均匀性及厚度,上述金属粉末与相应的活化剂,一般采用分批加料的方式加入、每批间隔3—5min。加料完毕,再强化冲击5—10min,以使镀层结构更加均匀致密,最终形成所需镀层。活化剂配比取决于耐盐雾时间要求、度层厚度、工件结构、表面性能等。目前,机械镀工艺的改进与发展方向主要是金属粉末合金化、寻找高效分散剂、提高致密性、光亮度和镀覆效率,降低成本,根本是延长耐腐蚀性时间。
3 镀层性能特点
机械镀层是一种由均匀的扁平状金属颗粒组成的镀层,如图2所示。按镀层厚度可分为两类:一类厚度为25.4—88.9µm,称为MG(Mechanical galvanizing),可代替热镀产品;另一类厚度小于25.4µm,称为MP(Mechanical plating),可代替电镀产品。这两类镀层,除厚度及用选上有所区别外,其它性能基本相同。机械镀层特点是:镀层外观为均匀的银白色,但色泽不如电镀,并有微小的凹凸点;镀层的均匀性、附着力、涂覆能力均较好。这一点对一些具有深洞、沟槽、螺纹的工件尤为重要;镀层耐蚀性能良好,通常用中性盐雾试验来衡量耐蚀性好坏。图2是传统的采用325目的电炉锌粉制备的机械镀锌镀层I表面形貌图,镀层中少数锌粉颗粒由原来的球形变成椭球形,并且尺寸较大的锌粉颗粒发生塑性变形的倾向更大;而尺寸较小的颗粒填充在大颗粒之间的间隙,或夹塞在变形颗粒之间。图3是作者用片状锌粉制备的机械镀锌镀层II表面形貌图。发现用片状锌粉活性明显增强,镀覆效率提高。镀层表面平整度明显改善,片状锌粉层层叠加,形成排列密集的镀层。光亮度也明显提高,钝化效果也好于镀层I。用去离子水配制5%氯化钠溶液,在35℃下进行中性盐雾试验,镀层II达到1000小时无红锈,接近达克罗涂层,这是国内文献报道中关于机械镀锌镀层耐腐蚀性较长的。
两图中显示颗粒之间有细毛状连接,这便是惰性金属的粘结作用,它与锌粉颗粒发生焊合,或者和其他夹杂物混合在一起填充间隙,形成机械镀层。因为在机械镀锌中加入比金属锌电位更正的金属的离子M2+,它在酸性镀液环境中发生化学反应:M2++Fe→Fe2+十M,产生的M以细毛刷状出现在锌粉颗粒的表面,M的产生会导致锌粉颗粒表面和镀层表面上电荷的变化,促进它们之间的相互吸附,另外M作为一新相易于依附在锌粉颗粒上形核长大,这些都会促进锌粉颗粒的聚团、吸附和沉积。
图2机械镀锌表面SEM(2000×)形貌I 图3 机械镀锌表面SEM(2000×)形貌II
4 机械镀技术的发展、现状与动态
机械镀的研究,始于50年代。1953年美国的Peen Plate Inc.取得了第一项专利技术。60年代机械镀开始应用于工业生产。不过当时仅限于垫圈、垫片、弹簧等小工件的镀锌上,而且镀覆时间长,效率低,锌粉利用率仅有20%—30%。70年代后期至80年代,随着工艺的改进;活化剂性能的提高,机械镀被广泛用于各类金属零散件,如螺栓、螺母、钉子、水泥钉及可锻铸铁管路连接件的镀锌。同时镀覆时间缩短,效率显著提高。现代的机械镀工艺,镀覆时间进一步缩短,金属粉末利用率可达90--95%,通常在30--4min内即可完成全过程,而厚度可在10一100μm之间任意调节。国外还专门制订了有关机械镀的相应标准,如美国的ASTM B635一钢铁表面机械沉积镉、锡合金镀层标准;B695一钢铁表面机械沉积锌镀层标准;B696一钢铁表面机械沉积镉镀层标准等。当前,国外的机械镀工艺,己由单纯的机械镀锌,发展到镀镉、锡、铜、银、铅、铋、铟等金属以及黄铜、镉一锡、锡一锌、锌一镉的合金。从而使镀层的性能得到进一步改善,应用范围更加广泛。
我国对机械镀的研究,始于80年代中后期。但主要还局限于机械镀锌方面,应用范围很小,同国外相比,差距较大。究其原因,主要在于对机械镀所形成的非光亮型镀层,缺乏认同,没有正确认识其优异的无电镀引起的氢脆和热镀锌引起的高温退火现象。尽管我国1999年颁布了《钢铁制件的机械镀锌》部颁标准,用机械镀锌工艺在我国机械零部件加工企业中仍是凤毛麟角,主要分布在浙江、山东、福建、上海、江苏等沿海出口加工企业,并且镀层仅仅是单成分的镀锌层,加工镀层厚度通常在20-60微米之内。对10微米以内镀层厚度的超薄镀层以及60-110微米镀层超厚镀层的组成、表面平整性、钝化、及耐蚀性能,是今后重点研究的内容。相信随着我国机械加工业的日益国际化、我国基础建设的需求以及环境保护意识的加强,机械镀产品会逐渐替代部分电镀、热镀锌产品。机械镀锌具有污染少,能耗低,镀层均匀.厚度易控制,无量脆影响,工艺简单,操作方便,镀件具有良好的机械性能和耐蚀性等特点,因而具有广阔的发展前景。
Ⅱ 矿筛网分类及详细介绍
矿筛网是什么呢,想必这么专业的名词,大家也很少听说吧,其实说直白些,它就是一种类似金属结构的元件,主要用于过滤、筛分、脱水、脱泥等作业。外形大部分一般为梯形,上窄下宽的结构。当然不同的矿筛网,它们的特点、材质、用途也都有所不同。下面小兔为大家详细介绍一下,矿筛网主要有哪些分类,以及他们各自的特点又都有哪些呢?
一、分类
不锈钢焊接式矿筛网、筛板筛篮、震动筛网、条缝筛片、圆筒网、弧形筛异型丝网、高强度筛网、聚酯矿筛网等。
二、介绍
筛篮
筛篮:是丝网行业新开发产品。
其特点:易渗漏、耐磨、耐腐蚀。网丝断面为梯形。缝隙上窄下宽。
材料:不锈钢,铁丝孔型方型板厚0.2-8.0(mm)。
用途:广泛应用于矿山、煤炭、石油、化肥慎老、粮食、环保等行业条缝筛网,石油滤网,盐业用网。
弧形筛
弧形筛主要用于选煤厂及选矿厂对物料进行预先脱水、脱泥、脱介作业、分级煤泥回收。也可与水旋器配置使用,使细粒物进行有效的分级、脱水、脱泥、脱介。
其特点:该筛机是由包角45度,60度曲率半径wi2030mm筛相构成。弧形宽困升筛面、筛框采用枢轴专向结构,能旋转180度,延长筛面使用寿命。
轧花网矿筛网
材质:不锈钢丝,镀锌丝,黑铁丝,低碳钢丝。
特点:耐高温,耐酸,耐碱,耐腐蚀,耐磨损。
编制方法:采用先预弯后成型的编织方法。分为紧锁形编织、双向平纹编织、单向波纹编织、双向平面编织、双向波纹编织、长方孔编织
用途:广泛用于矿业、石油、化工、建筑、机械附件、防护用网、包装用网、烧烤网、烧烤炉用网、烧结炉用网、五金制品用网、工艺品用网、震动筛网、网篮用网、食品机械用网、炊具用网、墙体网、粮食、公路、铁路、基础设施用网、可作固体材料的分级筛选、液体和泥浆的过滤、民用等。
聚氨酯矿筛网
聚氨酯分级筛网、筛板广泛使用于冶金、矿山、煤炭、建材、水利、筑路等行业的筛分机上,是钢板冲孔筛网、钢丝编织网、不锈钢筛板及橡胶筛板的换代产品,具有重量轻、筛分效率高、不堵孔、抗摩擦、抗冲击、抗撕裂、寿命长(是不锈钢筛板的2-3倍)、噪声低、安装方便、综合效益高等优点。
按聚氨酯筛板结构形式分为四种:
1)镶嵌式
2)螺栓联接
3)压条联接
4)筛钩联接尺袭
聚氨酯筛网的优点
1、使用寿命长,承载能力大。由于聚氨酯弹性筛网使用钢丝绳为骨架材料,再加上聚氨酯本身具有非常高的弹性模量,高强度吸收冲击力、高耐磨,因而具有很高的拉伸强度,其承载能力是橡胶筛网的2.5倍以上。其使用寿命与普通金属筛网相比提高8-10倍,是不锈钢筛面的3倍,是天然橡胶的3.9倍,是目前世界上耐磨性能最佳的筛面材料。聚氨酯筛网的生产材料属高分子有机弹性体、具有极好的抗磨损性、耐屈挠性、承载能力大。聚氨酯筛网的生产原料经过了特殊处理,确保在长期交变载荷作用下永不脱层。
2、筛分效率高。筛面其内自洁性能,不堵孔、筛分效率高。因聚氨酯的渗水性强,筛孔锥角大(140°),故能够有效地防止潮湿细粒物粒的粘附,因此适合于潮湿细粒物料的筛分分级。我厂聚氨酯筛网采用进口原料,其弹性体及自身良好的驰张性能,在动态情况下有效避免堵孔现象。
3、适用范围广,专业适用性更强,适用任何型号的振动筛机并可量机制作。聚氨酯筛网专业应用于水电站、建材及其它金属选矿业。0.1mm—170mm范围内各种物料的筛分,无论干筛、湿筛都毫不影响筛分效率。对0.5m—3mm范围内的脱水、脱介筛、更加充分地显示了聚氨酯筛面的优越性。产品耐水、耐腐蚀、耐老化,更换维护方便。聚氨酯密度小(1.32kg/m3),重量轻于金属筛面,能降低生产单耗,因此能适应筛机大型化发展要求。
4、筛分精度高。聚氨酯筛网的生产工艺采用模具浇注成型工艺,孔径准确,筛分质量高,筛下物料的粒度能够很好地符合用户的要求。安装简捷,更换检修方便,该产品适合任何型式的筛分机,重量轻,为现场安装或是更换检修,大大减少了工作量。
5、工作噪音低,符合国家规格的环境噪声标准。根据实际测定,同样的筛机使用聚氨酯筛网比金属筛网可降低噪音5—20分贝,并大大减少粉尘飞扬,从而使生产现场有一个宁静清洁的工作环境。
6、显著的经济效益。虽然聚氨酯橡胶筛面的价格较金属筛网高,但如果综合考虑筛分效率、维修费用、使用寿命等因素,就会发现聚氨酯筛面的整体效益要大大优于普通金属筛面。据调查,每使用一吨聚氨酯橡胶筛板即可节约钢材45吨。节约维修费用4万余元。因此聚氨酯筛面替代钢制筛面将是今后绝大多数企业的必然选择。
随着现代新兴技术的不断发展与革新,产品也逐渐的被改良、被替代,而它们慢慢地更适应整个社会生态环境,我们也不断地将新技术运用到现代生活中。矿筛网的这几大分类,让我们非常全面的了解到每一类型的筛网都有其独有的材质、特点和用途,而聚氨酯矿筛网也渐渐替代了原有的矿筛网品种,它的优点是今后大多数企业的最佳选择。
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