锌铝复合线材的生产设备及其生产方法与流程

本发明具体涉及一种锌铝复合线材的生产设备及其生产方法。

背景技术：

钢铁材料因其优异的性能，被广泛应用于各行各业。然而，金属材料会与周围介质发生化学反应和电化学反应而遭受腐蚀，特别是在海洋性气候环境下腐蚀更为严重。金属腐蚀已成为大型钢结构建筑的最大危害，严重影响其使用安全和寿命。常用的防腐蚀方法主要为物理屏蔽法和电化学防护法。物理屏蔽法主要是指将被防护构件与腐蚀介质完全隔离，如无机或有机漆等涂层组成的防腐蚀涂层；电化学防护法指用电位更负的金属或采用外加电源的方法，使得被保护的构建在腐蚀介质环境中处于阴极而被保护。如热浸镀锌、铝及其合金，热喷涂锌、铝及其合金。用于防腐目的的热喷涂金属涂层，目前市场上常用的金属涂层材料为锌及锌合金丝，其按化学成分不同分为：纯锌丝、锌铝合金丝ZnAl5、纯铝丝等，它们被广泛用在煤矿、港口码头、民用大型钢结构建筑、桥梁、高速铁路、大型船舶以及其他大型工业化项目（如石化、电力、海洋）上已普及应用，取得了优异的社会及经济效益。其中，纯锌丝因生产方法简单而广为应用。热喷涂纯锌涂层具有良好的电化学保护特性，尤其适用于内陆大气、淡水环境中，然而在海洋性环境和化工环境性中，耐腐蚀性能不足，且热喷涂纯锌涂层硬度低，耐磨性差。近年来，人们研究发现锌铝合金涂层具有比纯锌和纯铝更为优越的防腐蚀性能，兼具有锌涂层的阴极保护效果和铝涂层的腐蚀速率低的优点。在实际工程中获得了越来越广泛的应用。

CN100376711C公开了一种热喷涂锌铝合金线材成分及其制备方法，按重量百分比计，其组份为：Al：10％-20％,0.006％≤M≤1.5％,总量小于1％的杂质,余量为Zn,其中M为RE、Mg、Ti或B中的任一种或其组合；其制备方法为：先将锌锭、铝锭加入合金熔炼炉中加热熔化，在精炼后加入中间合金，搅拌至熔清、静置、扒渣后进行水平连续铸造,水平连铸获得的锌铝合金毛坯粗线，再均匀化退火处理、经拉拔、减径成锌铝合金丝产品。CN102816952A公开了一种高性能锌铝合金丝，包含有以下重量百分比的组分：铝10-45％，总量不超过0.03％的杂质，余量为锌；制造工艺包括如下步骤：（1）选料，（2）在熔融状态的锌液中加入铝块进行充分混合熔炼后，再进行铸锻，铸锻时连铸炉的温度为500-600℃，（3）挤压，（4）时效，（5）拉伸：退火炉温200-400℃，时间2-4小时，拉伸速度为800-2000mm/s，（6）时效，（7）成品包装。由于上述两种锌铝复合线材的加工方法均需经过加热熔化和铸造，因此生产过程不环保，且均需经过热处理并需进行拉伸，才能制成锌铝复合线材，因此生产工艺复杂，生产效率低，制造成本高。

技术实现要素：

本发明的第一目的是提供一种生产工艺简单、生产效率高、制造成本低和生产过程环保且可用于热喷涂的锌铝复合线材的生产设备。

实现上述第一目的的技术方案是：一种锌铝复合线材的生产设备，其改进在于：具有安装在机架上的缩径模、铝料处理机构、模具机构、冷却机构和多楔带式牵引机；

a、所述铝料处理机构包括压紧轮和由电机驱动的挤压轮，所述挤压轮上具有料槽，所述压紧轮滚动连接在挤压轮的外周上；

b、所述模具机构包括模体、加热板、模芯、模套和模具固定螺栓，所述加热板装配连接在模体上，所述模芯和模套同轴装配连接在模体的内腔中且由模具固定螺栓轴向限位，所述模芯的轴头插入到模套的孔口中且轴头的外直径小于孔口的内直径。

在上述技术方案中，所述冷却机构4为冷水槽或冷水喷头。

在上述技术方案中，还具有速度检测轮6，所述速度检测轮6上安装有位移传感器。

在上述技术方案中，所述模具机构的模体的下部具有挡液凸起，所述挡液凸起位于料槽中。

本发明的第二目的是提供一种生产工艺简单、生产效率高、制造成本低和生产过程环保且可用于热喷涂的锌铝复合线材的生产方法。

实现上述第二目的的技术方案是：一种锌铝复合线材的生产方法，其改进在于：采用上述制备锌铝复合线材的设备进行加工，包括如下步骤：

a、用加热板将模体预热1-2小时，并使模体的温度达到350～500℃；

b、将原料铝杆置于铝料处理机构的挤压轮的料槽中，由压紧轮压紧原料铝杆，由电机驱动挤压轮转动从而在摩擦力的作用下带动原料铝杆至模具机构的模体的内腔中，原料铝杆在预热后的模体的内腔中受热变为半流体状态的铝液，铝液流经模芯的轴头与模套的孔口之间的间隙后形成铝管；

c、人工牵引铝管使其经过冷却机构冷却后与多楔带式牵引机的钢丝绳的牵引端连接，并经缩径模挤压后使铝管与钢丝绳的牵引端固定连接成一体，由多楔带式牵引机牵引铝管前进并使其绕置在多楔带式牵引机的绕线盘上；

d、将原料锌线塞入模芯的内孔后，再插入到铝管的内孔中，在多楔带式牵引机的作用下使原料锌线与铝管一同移动，先经过冷却机构冷却再经过缩径模挤压而使铝管与原料锌线压紧成一体，从而制成锌铝复合线材，制成的锌铝复合线材在多楔带式牵引机的作用下绕置在多楔带式牵引机的绕线盘上。

在上述技术方案中，在步骤b中使挤压轮的转速为2～3转/分钟。

在上述技术方案中，在步骤d中使挤压轮的转速提高至6～8转/分钟。

本发明的好处是： 采用本发明的锌铝复合线材的生产设备及其生产方法后，由于可先用加热板预热模体，使模体的温度达到350～500℃；再将原料铝杆置于铝料处理机构的挤压轮的料槽中，电机驱动挤压轮转动从而在摩擦力的作用下带动原料铝杆至模具机构的模体的内腔中，原料铝杆在预热后的模体的内腔中受热变为半流体状态的铝液，铝液流经模芯的轴头与模套的孔口之间的间隙后形成铝管，然后将原料锌线插入到铝管的内孔中，在多楔带式牵引机的作用下使原料锌线与铝管先经过冷却机构冷却再经过缩径模挤压而使铝管与原料锌线压紧成一体，即可制成可用于热喷涂的锌铝复合线材。因而生产工艺简单、生产效率高、制造成本低和生产过程环保。

附图说明

图1 是本发明的锌铝复合线材的生产设备的主视示意图；

图2是图1的局部放大示意图；

图3是图1的A-A剖视示意图；

图4是铝管与牵引端连接后穿过缩径模前的状态示意图；

图5是铝管与牵引端连接后穿过缩径模后的状态示意图；

图6是本发明制作出的锌铝复合线材的截面示意图。

具体实施方式

以下结合附图以及给出的实施例，对本发明作进一步的说明。

如图1、2、3所示，一种锌铝复合线材的生产设备，具有安装在机架上的缩径模1、铝料处理机构2、模具机构3、冷却机构4和多楔带式牵引机5，所述多楔带式牵引机5的型号为Type3200或Type4000。

所述铝料处理机构2包括压紧轮2-1和由电机驱动的挤压轮2-2，所述挤压轮2-2上具有料槽2-2-1，所述压紧轮2-1滚动连接在挤压轮2-2的外周上。压紧轮2-1用来压紧置于料槽2-2-1中的原料铝杆7-1。

所述模具机构3包括模体3-1、加热板3-2、模芯3-3、模套3-4和模具固定螺栓3-5，所述加热板3-2装配连接在模体3- 1上，所述模芯3-3和模套3-4同轴装配连接在模体3-1的内腔中且由模具固定螺栓3-5轴向限位，所述模芯3-3的轴头3-3-1插入到模套3-4的孔口3-4-1中且轴头3-3-1的外直径小于孔口3-4-1的内直径。

如图1所示，所述冷却机构4为冷水槽或冷水喷头，冷却机构4的设置不仅可以防工人烫伤，而且使线材易脱模。

还具有速度检测轮6，所述速度检测轮6上安装有位移传感器。

如图3所示，所述模具机构3的模体3-1的下部具有挡液凸起3-1-1，所述挡液凸起3-1-1位于料槽2-2-1中。挡液凸起3-1-1有效防止铝液7-2沿料槽2-2-1的一侧流出。

如图1、2所示，一种热喷涂用锌铝复合线材的生产方法，其改进在于：采用上述锌铝复合线材的生产设备进行加工，包括如下步骤：

a、用加热板3-2将模体3-1预热1-2小时，并使模体3-1的温度达到350-500℃；

b、将原料铝杆7-1置于铝料处理机构2的挤压轮2-2的料槽2-2-1中，由压紧轮2-1压紧原料铝杆7-1，电机驱动挤压轮2-2转动从而在摩擦力的作用下带动原料铝杆7-1至模具机构3的模体3-1的内腔中，原料铝杆7-1在预热后的模体3-1的内腔中受热变为半流体状态的铝液7-2，铝液7-2流经模芯3-3的轴头3-3-1与模套3-4的孔口3-4-1之间的间隙后形成铝管7-3；

c、人工牵引铝管7-3使其经过冷却机构4冷却后与多楔带式牵引机5的钢丝绳5-1的牵引端5-1-1连接，并经缩径模1挤压后使铝管7-3与钢丝绳5-1的牵引端5-1-1固定连接成一体，由多楔带式牵引机5牵引铝管7-3前进并使其绕置在多楔带式牵引机5的绕线盘上；

d、将原料锌线8塞入模芯3-3的内孔后，再插入到铝管7-3的内孔中，在多楔带式牵引机5的作用下使原料锌线8与铝管7-3一同移动，先经过冷却机构4冷却再经过缩径模1挤压而使铝管7-3与原料锌线8压紧成一体，从而制成锌铝复合线材9，制成的锌铝复合线材9在多楔带式牵引机5的作用下绕置在多楔带式牵引机5的绕线盘上。

在步骤b中使挤压轮2-2的转速为2～3转/分钟。由于此时铝管7-3的形状尚未成圆柱形,使挤压轮2-2的转速为2～3转/分钟可以节约原料铝杆7-1。

在步骤d中使挤压轮2-2的转速提高至6～8转/分钟。由于此时已塞入原料锌线8，可制成锌铝复合线材9，使挤压轮2-2的转速提高至6～8转/分钟可快速制成锌铝复合线材9。

用上述方法所制成的锌铝复合线材9产品可用于热喷涂。