一种清除金属表面氧化物的装置的制作方法

1.本发明属于表面加工技术领域，更具体地，涉及金属表面氧化物处理装置。


背景技术：

2.金属锆、钛等稀贵金属，由于具有优异的耐腐蚀性能，同时金属可塑性好，易于加工成板、丝、管等产品，因此在核工业和化工及金属镀膜领域得到广泛应用。
3.但锆、钛等稀有金属容易吸收氢、氮和氧气，对氧的亲和力很强，在加热时能大量地吸收氧、氢、氮等气体，尤其在高温条件下，极易在金属表面形成氧化物和氮化物等氧化物，而难以重新利用，大大增加了材料的使用成本。
4.在传统锆、钛金属加工利用中，金属表面的氧化物通常采用含氟的酸性溶液在一定温度条件下进行腐蚀清除，但由于对环境污染严重，越来越多的受到使用限制，而且清洗成本也越来越高。
5.开发锆、钛金属表面氧化物的新的清除方法或工具具有重要的应用价值。
6.本发明针对现有技术存在的问题，采用辊压变形的方法，开发了一种清除金属表面氧化物的装置，改善了行业表面处理的难题。


技术实现要素：

7.本发明旨在至少在一定程度上改善或解决上述技术问题之一或至少提供一种有价值的方案。
8.为此，本发明的一个目的在于提出一种清除金属表面氧化物的装置，用于金属锆、钛等稀有金属薄材或金属箔材表面氧化物的物理清除，达到净化材料的目的，避免了化学清洗造成的环境污染，本实用新型中所指的氧化物不仅包含氧化物物质，也包含氮化物、碳化物、氯化物等一切不同于金属基体的表面污染物；本实用新型特别适合于金属薄材或金属箔材。
9.本实用新型通过如下方案得以实现：
10.该装置由凸形轮状结构(1)和凹形轮状结构(2)及制动块(7)构成，并且凸形轮和凹形轮状结构可以做不同线速度的相互耦合旋转运动。
11.制动块(7)用于凹形轮或凸形轮的制动，制动方式优选摩擦制动，其中一个轮作为主动轮，具备主动旋转的能力，另一个轮作为从动轮，在进行金属薄材或金属箔材加工处理时做被动运动，而且从动轮在做旋转运动时在制动块(7)的制动作用下做限速运动，从而与主动轮的旋转运动产生线速度差，线速度差的大小根据制动块制动力的大小进行调整。
12.本实用新型采用凹凸的结构设计及不同线速度的相互耦合旋转运动，一方面，耦合旋转运动的方式将凸形结构压入凹形结构，以引导金属薄材或金属箔材进入该凹凸结构中，并反复进行辊压变形处理，可以使得表面的氧化物杂质和污染物由于反复变形而易于脱落，从而实现从金属基体表面剥离；另一方面，不同线速度的相互耦合旋转运动，通过相对运动的方式，产生了金属薄材或金属箔材表面与凹凸结构表面的摩擦运动，从而实现了
更好剥落表面氧化物的效果。线速度差异越大，薄材或金属箔材表面的氧化物摩擦清除的效果越好，但凸凹结构的表面磨损就越大，装置寿命就会缩短，而且产生的磨损物会污染材料；线速度差异越小，则薄材或金属箔材表面的氧化物摩擦清除的效果就会降低，同样装置的寿命就会延长。因此在实际操作过程中根据需要灵活调整线速度差。
13.本实用新型适用于0.5mm到5mm薄材或金属箔材或板材材质的表面氧化物的清除，因此本实用新型的凸凹形轮状结构的所采用的耦合间隙在0.5mm到5mm，太小则会产生辊压力太大而导致设备无法正常运转，太大则会达不到理想的辊压变形效果。
14.进一步的，在本实用新型较佳的实施例中，该装置由一组以上凸凹形轮状耦合结构组成，凸凹形轮状耦合结构越多，加工量越大，加工效率越高。
15.进一步的，在本实用新型较佳的实施例中，该装置中凸形结构和凹形结构的曲率半径大于2mm，小于200mm。曲率半径小于2mm的情况，凸形结构受力大，易于磨损变形，使用寿命低；曲率半径如若大于200mm，则导致金属薄材或金属箔材变形量过小，不利于表面氧化物的清除。
16.进一步的，在本实用新型较佳的实施例中，凸形结构和凹形结构表面再增加微型的凸形结构，微型凸形结构的曲率半径小于以上所述凸形和凹形结构的曲率半径，优选小于5mm。该设计结构，会更有效的增大金属薄材或金属箔材表面跟凸凹形耦合结构表面的摩擦，从而达到更有效的氧化物清除。微型凸形结构既可以分布在原有的凸形结构表面，也可以分布在凹起结构表面，也可以分布在两者结构表面。微型凸形结构可以为圆球型，也可以为圆柱型，也可以为线型或环形，也可以为混合型，只要相对于基体表面形成凸形结构即可。
17.本实用新型的有益效果是：
18.本实用新型通过上述设计得到的清除金属薄材或金属箔材表面氧化物的装置，使用时，将表面含有氧化物的金属薄材或金属箔材，放入装置中，进行反复的辊压变形，从而达到物理清除表面氧化物的效果，而且材料收得率高，克服了目前行业中采用化学清除氧化物造成环境污染的弊端，而且避免了传统的化学腐蚀易于造成腐蚀过度而导致的额外材料损失。同时，本装置具有结构简单，处理效率高，寿命长的特征，具有良好的应用前景。
附图说明
19.图1为一种用于清除金属表面氧化物装置示意图
20.图2为微型凸形结构放大示意图
具体实施方式
21.为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。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，并不用于限制本实用新型。
22.结合附图1，对本实用新型详细说明如下，附图1为本实用新型的一种用于清除金属薄材或金属箔材表面氧化物装置示意图，其中序号1为本实用新型的凹形轮状结构，作为从动轮，具体为具有6个环形凹槽(如序号4所示)的金属圆柱体，凹槽的截面为半圆形，其曲率半径在本实用新型中即为半圆的半径，半径为5mm，凹形轮状结构整体采用zgmn13—1高
锰钢加工制备而成；序号2为本实用新型的凸形轮状结构，作为主动轮，具体为具有6个环形半圆凸形(如序号3所示)的金属圆柱体，凸形的横截面为半圆形，其曲率半径在本实用新型中即为半圆的半径，半径为5mm，凸形轮状结构整体也采用zgmn13—1高锰钢加工制备而成；主动轮在处理物料介质的参与下，带动从动轮做旋转运动。序号7为制动摩擦块，紧靠序号1凹形轮状结构，产生摩擦制动，采用q235钢加工制备而成，摩擦力的大小可以通过调整靠紧力的大小来调整，从而可以控制凹形轮状结构的旋转线速度。
23.3和4互为凸凹，相互耦合在一起，形成6组凸凹结构，耦合间隙如图中序号6所示，本实施例中耦合配合间隙为1mm。在本实施例中，1和2两个金属轮状结构在使用运行过程中作相向旋转运动，将金属薄材或金属箔材带入3和4凸凹结构中进行变形辊压和摩擦，实现本实用新型的功能；序号5为半圆形凹形槽中的微型凸形结构，放大示意图如附图2所示，序号5a，此微型凸形结构为半圆形环状结构，横截面为半圆形，半圆的曲率半径为2mm。
24.本实用新型装置安装固定于设备框架上，有电机通过减速轮带动主动轮旋转运行，金属薄材或金属箔材从凸凹耦合处进入工作界面进行变形辊压。
25.采用本实用新型的装置，将厚度约为1mm，表面含有氧化物的锆金属薄材，重量为1000g，通过本装置进行反复辊压摩擦处理，主动轮的线速度为：5m/min，从动轮的线速度为：4.5m/min，时间为10分钟，然后进行清洗，即可消除表面的氧化物层和污染物，材料的损失率小于1％。
26.由本实施例可以看出，采用本实用新型的用于清除金属薄材或金属箔材表面氧化物的装置，具有简单、高效、无污染处理效率高的特点，是一种适合于进行稀贵金属表面处理的有效装置，具有良好的应用空间。
27.以上所述仅为本实用新型较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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。