专利名称:耐熔锌腐蚀内加热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及加热器，特别是一种用于镀锌锅内的耐锌蚀加热器。
背景技术：
目前用于热镀锌内加热的加热器由无机非金属材料如石英玻璃、炭化硅、氮化硅或石墨等制成耐熔锌腐蚀的外套管，内装加热体制成。由于这些材料脆性大，易损坏，寿命低，难于用于工业生产。因此，热镀锌内加热方式一直未能理想实现。
发明内容
本发明的目的即在于解决上述现有技术中存在的加热器外套管材料脆性大、易损坏、寿命低、难于用于工业生产等方面的问题，而提供一种用特殊金属材料制成其外套管的耐熔锌腐蚀内加热器。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种能插入镀锌锅内直接加热锌的耐熔锌腐蚀内加热器，主要由引出电极(1)、防护帽(2)、调节螺母(3)、上压盖(4)和外套管(5)组成，在外套管(5)内装有电加热管(6)，外套管(5)是由具有良好耐熔锌腐蚀性能和较高机械强度的金属材料制成的，在外套管(5)和电加热管(6)之间还装有导热体(7)。制成外套管(5)的金属材料是由耐锌蚀层(51)和强度支持层(52)组成的，所说的耐锌蚀层(51)是经稀土元素改性的FeB金属间化合物，所说的强度支持层(52)为普通碳钢管。所说的经稀土元素改性的FeB金属间化合物与普通碳钢管之间的成型方法有以下两种第一种方法，热扩散法通过固体硼一稀土元素共渗的方法，将硼原子渗入普通碳钢管表面，渗硼工艺为950℃15小时，渗硼剂配方为供硼剂B4C 5～20％wt，活化剂KBF45～15％wt，催化剂(30％NH4BF4+70％NH4Cl) 0.5～2％wt，韧化剂 稀土铈合金2～8％wt，余量SiC，随后进行1100℃0.5小时的共晶化处理；第二种方法，粉末冶金法首先利用雾化法制成经稀土元素改性的FeB粉，制粉配方为硼铁89％wt，纯铁10％wt，铈稀土合金1％wt；压型配方为铁粉15％wt，改性FeB粉85％wt；两种粉末混匀后在普通碳钢管上压型后烧结；烧结工艺为(1)炉内由常温升温至900℃ 保温20分钟(2)继续升温至1000℃ 保温10分钟(3)继续升温至1100℃ 保温10分钟(4)继续升温至1200℃ 保温10分钟(5)继续升温至1220℃ 保温10分钟(6)继续升温至1240℃ 保温30分钟(7)降温制成外套管(5)的金属材料是钼钨合金复层材料，它是由两层金属构成的，其中包括耐熔锌腐蚀层(51)和强度支持层(52)；耐熔锌腐蚀层(51)是用粉末冶金法压制成型的，材料成分为Mo 68～70％wt、W 28～29％wt和0.5～4.5％wt的稀土铈合金；强度支持层(52)由熔铸法成型，其材料由纯金属如铜、铝、锌、铅、镉、镍等或它们的合金构成，两层材料复合后最终制成同时具备良好耐熔锌腐蚀性能和足够高的机械强度的金属复层材料。
本发明具有以下优点和效果利用本耐熔锌腐蚀金属复层材料制成的加热器，可长期在700℃以下的锌液中浸泡而不被腐蚀。而且，其机械强度远高于其它耐熔锌腐蚀金属材料和非金属材料。用其作为热镀锌锌锅的加热元件可理想的实现热镀锌内加热方式。
与目前的外加热方式相比，用本加热器实现的内加热方式可节电30％以上，节锌10～15％，锌锅的寿命提高10倍左右。
图1是本发明耐熔锌腐蚀内加热器结构图图2是图1的A部放大图图3是烧结工艺图具体实施方式
图1和图2所示本发明耐熔锌腐蚀内加热器主要由引出电极1、防护帽2、调节螺母3、上压盖4和外套管5等组成，在外套管5内装有电加热管6，在电加热管6内有加热体8和绝缘填料9，加热体8实际上是一种电热丝，它的上端通过导线与引出电极1相接，在电加热管6与外套管5之间装有导热体7。外套管5由耐锌蚀层51和强度支持层52组成，可由下述两种方案制成方案1经稀土元素改性的FeB金属间化合物，成型方法有二第一种方法，热扩散法即通过固体硼—稀土元素共渗的方法将硼原子渗入作为强度支持层52的普通碳钢管表面。渗硼工艺为950℃×15h，渗硼剂配方为供硼剂B4C 5-20％wt，活化剂KBF45-15％wt，催化剂 (30％NH4BF4+70％NH4Cl) 0.5-2％wt，韧化剂 稀土铈合金2-8％wt，余量SiC，随后进行1100℃×0.5h的共晶化。
第二种方法，粉末冶金法首先利用雾化法制成经稀土元素改性的FeB粉制粉配方硼铁(含硼23.8％)89％wt；纯铁10％wt；铈稀土合金1％wt。压型配方铁粉15％wt；改性FeB粉85％wt。两种粉末混匀后，在作为强度支持层52的普通碳钢管上压型后烧结。烧结工艺为炉内由常温升温至900℃ 保温20分钟继续升温至1000℃ 保温10分钟继续升温至1100℃ 保温10分钟继续升温至1200℃ 保温10分钟继续升温至1220℃ 保温10分钟继续升温至1240℃ 保温30分钟降温方案2钼钨合金复层材料它是由两层金属构成的，其中包括耐熔锌腐蚀层51和强度支持层52；耐熔锌腐蚀层51是用粉末冶金法压制成型的，材料成分为Mo 68-70％wt、W 28-29％wt和0.5-4.5％wt的稀土铈合金；强度支持层52由熔铸法成型，其材料由纯金属如铜、铝、锌、铅、镉、镍等或它们的合金构成，两层材料复合后最终制成同时具备良好耐熔锌腐蚀性能和足够高的机械强度的金属复层材料。
权利要求
1.一种能插入镀锌锅内直接加热锌的耐熔锌腐蚀内加热器，主要由引出电(1)、防护帽(2)、调节螺母(3)、上压盖(4)和外套管(5)组成，在外套管(5)内装有电加热管(6)，其特征在于外套管(5)是由具有良好耐熔锌腐蚀性能和较高机械强度的金属材料制成的，在外套管(5)和电加热管(6)之间还装有导热体(7)。
2.根据权利要求
1所述的耐熔锌腐蚀内加热器，其特征在于制成外套管(5)的金属材料是由耐锌蚀层(51)和强度支持层(52)组成的。
3.根据权利要求
1所述的耐熔锌腐蚀内加热器，其特征在于所说的耐锌蚀层(51)是经稀土元素改性的FeB金属间化合物，所说的强度支持层(52)为普通碳钢管。
4.根据权利要求
3所述的耐熔锌腐蚀内加热器，其特征在于所说的经稀土元素改性的FeB金属间化合物与普通碳钢管之间的成型方法有以下两种第一种方法，热扩散法通过固体硼一稀土元素共渗的方法，将硼原子渗入普通碳钢管表面，渗硼工艺为950℃15小时，渗硼剂配方为供硼剂B4C5～20％wt，活化剂KBF45～15％wt，催化剂30％NH4BF4+70％NH4Cl 0.5～2％wt，韧化剂 稀土铈合金2～8％wt，余量SiC，随后进行1100℃0.5小时的共晶化处理；第二种方法，粉末冶金法首先利用雾化法制成经稀土元素改性的FeB粉，制粉配方为硼铁89％wt，纯铁10％wt，铈稀土合金1％wt；压型配方为铁粉15％wt，改性FeB粉85％wt；两种粉末混匀后在普通碳钢管上压型后烧结；烧结工艺为(1)炉内由常温升温至900℃ 保温20分钟(2)继续升温至1000℃ 保温10分钟(3)继续升温至1100℃ 保温10分钟(4)继续升温至1200℃ 保温10分钟(5)继续升温至1220℃ 保温10分钟(6)继续升温至1240℃ 保温30分钟(7)降温
5.根据权利要求
1所述的耐熔锌腐蚀内加热器，其特征在于制成外套管(5)的金属材料是钼钨合金复层材料，它是由两层金属构成的，其中包括耐熔锌腐蚀层(51)和强度支持层(52)；耐熔锌腐蚀层(51)是用粉末冶金法压制成型的，材料成分为Mo 68～70％wt、W 28～29％wt和0.5～4.5％wt的稀土铈合金；强度支持层(52)由熔铸法成型，其材料由纯金属如铜、铝、锌、铅、镉、镍等或它们的合金构成，两层材料复合后最终制成同时具备良好耐熔锌腐蚀性能和足够高的机械强度的金属复层材料。
专利摘要
一种用于热(浸)镀行业，能直接加热镀锌锅内锌液的耐熔锌腐蚀内加热器。其外套管用耐熔锌腐蚀并具有较高机械强度的金属材料制成。本加热器可在700℃以下长期加热锌液而不产生腐蚀。此外，该加热器还能承受锌液凝固收缩的挤压力和工件的偶然碰撞，因此可以用于直接启动锌锅并能在热镀锌恶劣的工况条件下正常工作。
文档编号H05B3/64GKCN1094716SQ98117359
公开日2002年11月20日 申请日期1998年8月21日
发明者曹晓明, 姜信昌, 韩文祥 申请人:河北工业大学, 天津市工大镀锌设备有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan