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一种在高强度 钢表面连续 真空蒸 镀金属锑的装置和方法

阅读：681发布：2020-05-22

专利汇可以提供一种在高强度钢表面连续真空蒸镀金属锑的装置和方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种在高强度钢表面连续真空蒸镀金属锑的装置和方法。通过高温加热金属锑，使之气化且锑分子沉积到温度较低的钢板表面，形成致密的固体保护膜，从根本上改善了连续镀锌时因表面发生选择性氧化而使可镀性变差的问题，为提供高热浸镀钢板品质提供保证，具有可观的社会效益和经济效益。，下面是一种在高强度钢表面连续真空蒸镀金属锑的装置和方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种在高强度钢表面连续真空蒸镀金属锑的装置，其特征在于：所述装置包括：真空室、检测触针和三孔锑块蒸发室；三孔锑块蒸发室位于真空室墙体内，以居于整个真空室中央的高强度钢板为中心沿高强度钢板镜像对称，正对高强度钢双面两侧，分为左侧蒸发室和右侧蒸发室，结构相同：左侧蒸发室包括蒸发室墙体、环绕电阻带、吸附剂、吸附剂加热器、测温仪、蒸发源锑块、蒸发加热器、冷却循环水、绝缘基底；蒸发室墙体底端设有绝缘基底，绝缘基底上设有蒸发源锑块，蒸发源锑块四周设有蒸发加热器，蒸发源锑块与绝缘基底之间设有冷却循环水，蒸发加热器上设有测温仪，在蒸发室右侧墙体外侧等距设置三个带孔凸槽，凸槽上设有凸槽口，紧靠着蒸发室右侧墙体的外侧分散放置吸附剂和吸附剂加热器，吸附剂和吸附剂加热器紧靠，基板加热器紧靠高强度钢板，检测触针在钢板下方与钢板接触检测。
2.如权利要求1所述的一种在高强度钢表面连续真空蒸镀金属锑的装置，其特征在于：
所述蒸发加热器为高频螺旋线圈；所述吸附剂加热器为电磁加热器；所述基板加热器为环绕电阻带。
3.如权利要求1所述的一种在高强度钢表面连续真空蒸镀金属锑的装置，其特征在于：
整个蒸镀过程在真空室中进行，真空度为1×10-2Pa。
4.如权利要求1所述的一种在高强度钢表面连续真空蒸镀金属锑的装置，其特征在于：
凸槽采用方形结构，高度为50～70㎝，宽度比所需蒸镀的高强度钢板宽度大5～10㎝。
5.如权利要求1所述的一种在高强度钢表面连续真空蒸镀金属锑的装置，其特征在于：
凸槽口采用方形结构，高度为5～10㎝，宽度与凸槽一致。
6.如权利要求1所述的一种在高强度钢表面连续真空蒸镀金属锑的装置，其特征在于：
高强度钢板与带孔凸槽的距离为15㎝。
7.利用如权利要求1所述装置在高强度钢表面连续真空蒸镀金属锑的方法，其特征在于：
(1)利用吸附剂加热器将蒸发室墙体外侧的吸附剂Zr-16Al在800℃预加热3小时，去除真空室内活性气体，此时钢板与锑块处于室温，吸附完成后，停止吸附剂的加热；
(2)利用蒸发加热器将蒸发源锑块在677℃持续加热，环绕电阻带使基板钢片保温在
230～300℃；
(3)高强度钢板自上而下分三次缓慢通过左右两侧凸槽喷锑口，利用锑在677℃对应蒸气压为10-2Torr，蒸镀效果最优且高温原子会向低温面运动的特性，将高强度钢双面覆盖均匀的锑保护膜；
(4)冷却完成后的钢板利用检测触针检测蒸镀膜厚度。

说明书全文

一种在高强度钢表面连续 真空蒸 镀金属锑的装置和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及热浸镀锌技术领域，涉及一种退火前在高强度钢表面预处理的方法，具体而言，指一种在高强度钢表面三孔连续真空蒸镀金属锑的方法。

背景技术

[0002] 真空蒸发镀膜(蒸镀)是在真空条件下，加热蒸发物质使之气化并淀积在基片表面形成固体薄膜，是一种物理现象。广泛地应用在机械、电真空、无线电、光学、原子能、空间技术等领域。金属锑其氧化势低于铁，退火时的氧化反应基本不涉及该元素。同时，锑的蒸气压较高，在真空环境中，锑在677℃所对应的蒸气压为10-2Torr。

[0003] 热浸镀锌，是钢铁构件浸入熔融的锌液中获得金属覆盖层的一种方法。随着高压输电、交通、通讯事业迅速发展，对热浸镀锌的质量要求也越来越高。目前，应用于工业生产的连续镀锌方法有很多种，如Sendzimir法、美钢联法、Wheeling法、Selas法等。

[0004] 但目前大部分镀锌产品是由Sendzimir法生产的。典型的Sendzimir法，钢板必须经过清洗，以除去表面的冷轧、油，碳和铁粉颗粒。清洗的溶液一般是1.5％～2.5％的NaOH溶液。接下来用低压气体将钢板吹干。然后再进入加热和保温区进行再结晶退火。从退火炉出来后，钢板被冷却至略高于锌池(460℃)的温度，然后浸入锌池。

[0005] 众所周知，在连续镀锌线的退火阶段，由于温度过高，钢材和活性气体会发生十分复杂的反应，其中钢板表面的合金元素将发生所谓的选择性氧化；“选择性氧化”是指钢中与氧气亲和力较强的合金元素优先于基体Fe元素生成氧化物的行为。而在DP钢中，由于Si、Mn等合金元素的选择性氧化，钢板表面覆盖了这些合金元素的氧化物，其可镀性会变差。所以，针对DP钢可镀性变差的问题，必须寻找减少其表面发生选择性氧化的有效途径。

发明内容

[0006] 本发明旨在提供一种操作简单、经济实用且适应于工业连续生产的高强度钢退火前的预处理方法，通过高温加热金属锑，使之气化且锑分子沉积到温度较低的钢板表面，形成致密的固体保护膜，如图1、2所示，通过本发明的实施能够有效减少钢板表面的选择性氧化，使表面氧化物SiO2、MnO和Mn-Si复合氧化物明显减少，增强后期镀锌的可镀性。

[0007] 本发明实施其目的的技术方案是：

[0008] 一种在高强度钢表面三孔连续真空蒸镀金属锑的装置和方法，其技术特征在于：真空蒸发镀膜对高强度钢进行预处理，使高强度钢退火时的氧化物明显减少，具体步骤如下：

[0009] 1.整个蒸镀过程在真空室中进行，真空度为1×10-2Pa。

[0010] 2.高强度钢的基体为铁，微量添加元素包括碳、硅、锰、铬。

[0011] 3.蒸镀所述装置包括：真空室、检测触针和三孔锑块蒸发室；三孔锑块蒸发室位于真空室墙体内，以居于整个真空室中央的高强度钢板为中心沿高强度钢板镜像对称，正对高强度钢双面两侧，分为左侧蒸发室和右侧蒸发室，结构相同：左侧蒸发室包括蒸发室墙体、环绕电阻带、吸附剂、吸附剂加热器、测温仪、蒸发源锑块、蒸发加热器、冷却循环水、绝缘基底。蒸发室墙体底端设有绝缘基底，绝缘基底上设有蒸发源锑块，蒸发源锑块四周设有蒸发加热器，蒸发源锑块与绝缘基底之间设有冷却循环水，蒸发加热器上设有测温仪，在蒸发室右侧墙体外侧等距设置三个带孔凸槽，凸槽上设有凸槽口，紧靠着蒸发室右侧墙体的外侧分散放置吸附剂和吸附剂加热器，吸附剂和吸附剂加热器紧靠，基板加热器紧靠高强度钢板，检测触针在钢板下方与钢板接触检测。所述蒸发加热器为高频螺旋线圈；所述吸附剂加热器为电磁加热器；所述基板加热器为环绕电阻带。凸槽采用方形结构，高度为50～70㎝，宽度比所需蒸镀的高强度钢板宽度大5～10㎝。
凸槽口采用方形结构，高度为5～10㎝，宽度与凸槽一致。
高强度钢板与带孔凸槽的距离为15㎝。

[0012] 4.利用吸附剂加热器将蒸发室墙体外侧的吸附剂Zr-16Al在800℃预加热3小时，去除真空室内活性气体，此时钢板与锑块处于室温，吸附完成后，停止吸附剂的加热。

[0013] 5.利用蒸发加热器将蒸发源锑块在677℃持续加热，环绕电阻带使基板钢片保温在低温(230～300℃)。

[0014] 6.高强度钢板自上而下分三次缓慢通过左右两侧凸槽喷锑口，利用锑在677℃对-2应蒸气压为10 Torr，蒸镀效果最优且高温原子会向低温面运动的特性，将高强度钢双面覆盖均匀的锑保护膜。

[0015] 7.冷却完成后的钢板利用检测触针检测蒸镀膜厚度。所述装置的具体实施步骤为：

[0016] 利用吸附剂加热器将蒸发室墙体外侧的吸附剂Zr-16Al在800℃预加热3小时，去除真空室内活性气体，此时钢板与锑块处于室温，吸附完成后，停止吸附剂的加热。

[0017] 利用蒸发加热器将蒸发源锑块在677℃持续加热，同时利用冷却循环水调控突变温度，环绕电阻带使基板钢片保温在低温(230～300℃)，观察测温仪示数变化。

[0018] 驱动装置产生驱动力使高强度钢板自上而下分三次缓慢通过左右两侧凸槽喷锑口，利用饱和蒸气压为10-2Torr蒸镀效果最优且高温原子会向低温面运动的特性，将高强度钢双面覆盖均匀的锑保护膜。

[0019] 冷却完成后的钢板利用检测触针检测蒸镀膜厚度。

[0020] 更换锑块时，需停止加热，更换完成后，从步骤一重新开始。

[0021] 本发明的高强度钢表面三孔连续真空蒸镀金属锑的方法，为连续热浸镀锌提供一种预处理的办法，减少镀锌时表面的氧化物，预处理过程在真空室中完成。从根本上改善了连续镀锌时因表面发生选择性氧化而使可镀性变差的问题，为提供高热浸镀钢板品质提供保证，具有可观的社会效益和经济效益。附图说明

[0022] 此处说明的附图用来对本发明作进一步解释，构成本申请的一部分，本发明的示意性图示用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，本发明的保护范围不限于下述示意图。图1为1000倍完成蒸镀金属锑的高强度钢表面FE-SEM图。
图2为10000倍完成蒸镀金属锑的高强度钢表面FE-SEM图。
图3为真空室内部装置示意图。
附图标号
[1]绝缘基底            [2]冷却循环水          [3]蒸发源锑块
[4]高频螺旋线圈        [5]测温仪              [6]电磁加热器
[7]吸附剂              [8]环绕电阻带          [9]高强度钢板
[10]凸槽喷锑口         [11]凸槽               [12]真空室墙体
[13]蒸发室墙体         [14]检测触针

具体实施方式

[0023] 下面结合附图来具体介绍本实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

[0024] 利用电磁加热器6将蒸发室墙体外侧的吸附剂7在800℃预加热3小时，去除真空室内活性气体，此时钢板9与锑块3处于室温，吸附完成后，停止吸附剂的加热。

[0025] 利用高频螺旋线圈4将蒸发源锑块3在677℃持续加热，同时利用冷却循环水2调控突变温度，环绕电阻带8使基板钢片9保温在低温(230～300℃)，观察测温仪5示数变化。

[0026] 驱动装置产生驱动力使高强度钢板9自上而下分三次缓慢通过左右两侧凸槽11的凸槽喷锑口10，利用饱和蒸气压为10-2Torr蒸镀效果最优且高温原子会向低温面运动的特性，将高强度钢双面覆盖均匀的锑保护膜。

[0027] 冷却完成后的钢板9利用检测触针14检测蒸镀膜厚度。

[0028] 本发明的高强度钢表面三孔连续真空蒸镀金属锑的方法，为连续热浸镀锌提供一种预处理的办法，减少镀锌时表面的氧化物，预处理过程在真空室中完成。从根本上改善了连续镀锌时因表面发生选择性氧化而使可镀性变差的问题，为提供高热浸镀钢板品质提供保证，具有可观的社会效益和经济效益。

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