本發明屬于金屬表面化學處理和金屬材料擴散處理技術領域，具體地說，本發明涉及一種可連續進行的非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅設備及工藝。

背景技術：

滲鋅是用熱擴散方法在金屬工件表面獲得鋅鐵合金層的表面保護工藝，是將滲鋅劑與金屬工件等共置于滲鋅爐中，在預定工藝溫度下，鋅原子由金屬工件表面向內部滲透，同時鐵原子則由內向外擴散，借此，在金屬工件表層形成一層均勻的鋅-鐵化合物，即滲鋅層，通過滲鋅層對金屬工件實現陰極保護。

目前，對金屬工件表面的粉末滲鋅處理，主要是在密閉的真空環境下進行的，具體有如下兩種方式：

一是采用密封爐“靜態”滲鋅，即將金屬工件、鋅粉和各種助滲劑裝入密封爐內，令金屬工件埋于復合粉劑中，加熱到預定工藝溫度后，保溫一定時間，實現“靜態”下擴散式滲鋅，滲鋅結束之后，降溫到預定溫度后出爐。

該種滲鋅方式，由于在滲鋅前需要進行填爐密封操作，在處理后又需要開封出爐，因此，其處理工藝只能是逐爐處理的方式，加之每一爐均需要在處理前升溫，并在處理后降溫，每一爐的全程處理時間大約需要6～8小時，其滲鋅處理無效時間花費過長，造成工藝處理效率低下，升溫、降溫過程浪費了大量的時間、能源和勞動力。

二是采用旋轉式滲鋅爐“動態”滲鋅。旋轉式滲鋅爐主要由托輪、爐膛本體、加熱元件、密封旋轉式滲鋅罐、滾筒電機組成；操作時，將金屬工件、鋅粉、各種助劑、惰性沖擊介質一并裝入密封旋轉式滲鋅罐中，然后將密閉的滲鋅罐吊裝放入爐膛本體內，并架設于兩側托輪上，由滾筒電機帶動滲鋅罐旋轉，同時對滲鋅罐進行加熱，在預定溫度下處理預定時間后，關閉加熱元件，滲鋅罐隨爐冷卻到預定溫度，隨后關閉滾筒電機并吊出滲鋅罐，最后打開滲鋅罐取出處理后的工件。當金屬工件批量大時，也可將大量工件一次分裝至幾個滲鋅罐內，將幾個滲鋅罐同時吊裝至網帶傳輸式滲鋅爐內處理，并集中進行下罐取件。

該種滲鋅方式，借助滲鋅罐的滾動，使得鋅粉顆粒與金屬工件之間形成機械摩擦，以加快鋅原子與金屬工件表面原子的反應，達到機械助滲的效果，但是，受滲鋅罐滾動轉速所限制，獲得的動能能量小，不能有效地激發鋅原子的活化能，而且，由于在滲鋅前需要進行填爐密封操作，在處理后又需要開封出爐，因此，其處理工藝仍然只能是逐爐處理，加之每一爐均需要在處理前升溫，并在處理后降溫，每一爐零件的全程處理時間仍需要5～6小時，其通過機械旋轉助滲的方式以期提高滲鋅效率效果依然有限，很難滿足連續化、大規模生產的節拍要求。

另外，雖然旋轉式滲鋅爐通過將密封旋轉式滲鋅罐與爐膛分開的結構，可以借助滲鋅罐的滾動提高滲鋅效率，但是，由于密封旋轉式滲鋅罐的旋轉運動使得其不能實現內部加熱，而只能是通過設于爐膛與密封旋轉式滲鋅罐之間的加熱元件，先對密封旋轉式滲鋅罐從外部加熱，然后再由滲鋅罐將熱量傳輸給其內部的金屬工件，這就導致，加熱元件輻射的熱量會被爐膽消耗一部分，不能快速有效地傳導至金屬工件，延長了加熱金屬工件所需的時間(同時也延長了降溫時間)，降低了效率，使得每一罐的整體處理時間變長，同時，加熱和冷卻滲鋅罐又因額外增加了熱量的損耗而造成能源浪費，以及增加了對環境的熱污染。

由此可知，現有滲鋅技術，由于設備和工藝的局限性，其只能分爐處理，不能保證產品品質的均一性，通常每爐處理量大約為300～800Kg，而每一爐的處理時間又過長，生產效率十分低下，不能滿足大規模生產的需要，同時，其金屬工件裝爐、出爐操作頻繁，勞動力消耗大，而且，每一爐均需要升溫、降溫，不僅浪費了大量的能源，還可能會帶來對環境的污染，不符合節能減排的環保趨勢。

技術實現要素：

(一)要解決的技術問題

為了解決現有技術的上述問題，本發明提供一種非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅設備，其不僅可以實現滲鋅的連續處理，而且具有更佳的助滲效果，可以顯著提高生產效率，同時能耗更低。

本發明還提供一種非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅工藝，其不僅可以實現滲鋅的連續處理，而且具有更佳的助滲效果，可以顯著提高生產效率，同時能耗更低。

(二)技術方案

為了達到上述目的，本發明采用的主要技術方案包括：

一種非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅設備，其包括：

非密閉通道式滲鋅室，其具有一個通道，通道由若干節構成，其各節的一端設有工件入口，另一端設有工件出口，其中的一節或幾節作為滲鋅節，滲鋅節中具有滲鋅空間，供金屬工件在其中進行滲鋅處理，通道的一節或幾節設置為預熱節，預熱節設于滲鋅空間前；

預熱保溫系統，其加熱元件設于預熱節，用于對工件進行預熱；

加熱保溫系統，其加熱元件設于滲鋅節，用于對滲鋅空間進行加熱；

保護氣體施加裝置，其保護氣體輸送口連通至滲鋅空間，用于向滲鋅空間中充填保護氣體，使金屬工件在氣體保護氛圍下進行滲鋅處理；

鋅粉施加裝置，其鋅粉輸送口連通至滲鋅空間，用于向工件表面施加鋅粉；

機械助滲裝置，其顆粒輸出口連通滲鋅空間，用于向工件表面施加顆粒，通過顆粒對施加了鋅粉的工件表面的撞擊實現機械助滲；

輸送系統，其具有工件輸送部，工件輸送部沿預定路線輸送金屬工件，工件輸送部的預定路線的一部分沿工件入口、通道和工件出口布置。

通過在滲鋅空間中形成氣體(例如惰性氣體、氮氣等在滲鋅環境下不易與鋅、鐵發生化學反應的氣體)保護氛圍，使得可以在開放式的通道中進行滲鋅，使得滲鋅工藝可以連續進行，可以省去每爐升溫、降溫所占用的大量時間，同時，借助機械助滲裝置能夠提高滲鋅反應的效率，不需要過高的工藝溫度，且可以縮短全程處理時間，因此，可以顯著提高生產效率，又可以降低能耗，避免造成能源浪費。

本發明一個實施例的非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅設備，其中：

通道的一節或幾節設置為保護氣體填充節，保護氣體填充節連通滲鋅空間設置，保護氣體施加裝置的保護氣體輸送口接入保護氣體填充節中，并借助保護氣體填充節連通至滲鋅空間，保護氣體填充節包括設置于滲鋅空間靠近工件入口側的入口保護氣體填充節和/或設置于滲鋅空間靠近工件出口側的出口保護氣體填充節，用于分別由工件入口側、工件出口側向滲鋅空間中充填保護氣體。借助入口保護氣體填充節和/或出口保護氣體填充節由工件入口和/或工件出口側向滲鋅空間中充填保護氣體，可以減少由工件入口和/或工件出口逸出的保護氣體，有利于保持滲鋅空間中的保護氣體具有較高壓力，并可以減少粉塵由工件入口和/或工件出口的逸出，避免造成污染，同時減少浪費。

較佳的，保護氣體填充節的保護氣體輸送口朝向滲鋅空間方向。借此提高保護氣體向滲鋅空間中的輸送效率。

本發明一個實施例的非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅設備，其中，還可以通過保護氣體施加裝置直接向滲鋅空間中輸入保護氣體，例如可以由滲鋅節的工件入口與工件出口之間向滲鋅空間中充填保護氣體，較佳的，由滲鋅空間中部位置直接輸送。借此，可以更容易地將滲鋅空間中的空氣、氧氣排凈，進而形成較好的氣體保護氛圍，尤其是當滲鋅空間較長時，如10米以上。

本發明一個實施例的非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅設備，其中：

預熱節鄰接入口保護氣體填充節，用于對金屬工件在進入滲鋅空間前進行預熱。借此，不僅可以在金屬工件進入滲鋅空間之前進行預熱，減少在滲鋅空間中的升溫時間，減少工件在滲鋅空間中的停留時間，提高效率，還可以使滲鋅空間中向外散發的一部分熱量得到再利用，減少熱排放和加熱能耗。

本發明一個實施例的非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅設備，其中：

通道的一節或幾節設置為輸出保溫節，輸出保溫節鄰接出口保護氣體填充節，用于對金屬工件由滲鋅空間輸出后進行自然降溫。借此，既可以令處理后的工件緩慢降溫，避免變形，還可以借助溫度高于環境溫度的輸出保溫節減少滲鋅空間中的熱量由其出口側的流失。較佳的，輸出保溫節中不設置加熱元件。

本發明一個實施例的非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅設備，其中：

通道中與入口保護氣體填充節鄰接的一節或幾節設置為入口負壓節，入口負壓節中設置有負壓抽氣口，使得入口保護氣體填充節借助入口負壓節與抽吸裝置的負壓端連通，用于對入口保護氣體填充節抽氣。借此，通過對入口保護氣體填充節的抽氣，可以避免粉塵、氣體溢出通道，保持生產環境的潔凈、環保。

本發明一個實施例的非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅設備，其中：

通道中與出口保護氣體填充節鄰接的一節或幾節設置為出口負壓節，出口負壓節中設置有負壓抽氣口，使得出口保護氣體填充節借助出口負壓節與抽吸裝置的負壓端連通，用于對出口保護氣體填充節抽氣。借此，通過對出口保護氣體填充節的抽氣，可以避免粉塵、氣體溢出通道，保持生產環境的潔凈、環保。

較佳的，負壓抽氣口朝向滲鋅空間方向。借以提高負壓抽氣的有效利用率。

本發明一個實施例的非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅設備，其中：

通道中與入口負壓節連接的一節或幾節設置為入口通道。借此，可以減少由工件入口抽入外界空氣導致無用功的可能性，提高抽真空設備的利用效率。

本發明一個實施例的非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅設備，其中：

通道中與出口負壓節連接的一節或幾節設置為出口通道。借此，可以減少由工件入口抽入外界空氣導致無用功的可能性，提高抽真空設備的利用效率。

本發明一個實施例的非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅設備，其通道由入口通道、入口負壓節、入口保護氣體填充節、預熱節、滲鋅節、輸出保溫節、出口保護氣體填充節、出口負壓節和出口通道依次首尾相連構成，其中，通道的若干節中的至少兩個相鄰節之間為可拆卸連接。借此，可以根據需要進行拆卸、組裝，便于維修、更換。尤其是當通道長度較長時。

本發明一個實施例的非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅設備，其中：

通道的至少一個節的工件入口和/或工件出口為狹長形開口，例如高寬比大于2:1，優選為(10±3)：1。滲鋅空間的工件入口和/或工件出口設置有擋塵簾，以減少粉塵溢出。

本發明一個實施例的非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅設備，其中：

加熱裝置的加熱元件設于滲鋅室的內壁，能夠對滲鋅空間及其中的金屬工件直接熱輻射。

本發明一個實施例的非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅設備，其中：

加熱裝置還包括溫控系統，溫控系統包括溫度傳感器和控制柜，溫度傳感器中的三個以上設于滲鋅節，包括設于其工件入口處的至少一個、設于工件出口處的至少一個和設于滲鋅空間中部位置(并非指一個點，而是一個區域)的至少一個，控制柜與各溫度傳感器和加熱元件連接，用于控制滲鋅空間處于預定溫度。

本發明一個實施例的非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅設備，其中：

機械助滲裝置包括若干拋丸器，拋丸器的各顆粒拋投出口交錯地設于滲鋅節。

本發明一個實施例的非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅設備，其中：鋅粉施加裝置包括鋅粉噴灑器，鋅粉噴灑器的本體設于滲鋅節外，其噴射出口設于滲鋅空間。

本發明一個實施例的非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅設備，其中：鋅粉施加裝置的鋅粉輸送口與機械助滲裝置的顆粒輸出口為同一個輸出口，鋅粉施加裝置向工件表面施加的鋅粉同時作為機械助滲裝置向工件表面施加的顆粒，或者機械助滲裝置向工件表面施加的顆粒同時作為鋅粉施加裝置向工件表面施加的鋅粉。

一種非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅工藝，其包括如下步驟：

S1、在開放式滲鋅通道中形成氣體保護氛圍；

S2、將開放式滲鋅通道加熱至預定溫度；

S3、向開放式滲鋅通道中連續地提供待處理的金屬工件，其中，金屬工件連續地輸送至滲鋅空間時，先在預熱節中進行預熱；

S4、在氣體保護氛圍下對金屬工件進行滲鋅處理，包括步驟：

S41、在金屬工件表面施加鋅粉，

S42、在施加了鋅粉的金屬工件表面拋丸助滲；

S5、從滲鋅通道中連續地輸出滲鋅處理后的金屬工件。

通過在滲鋅空間中形成氣體保護氛圍，使得可以在開放式的通道中進行滲鋅，使得滲鋅工藝可以連續進行，既可以省去每爐升溫、降溫所占用的大量時間，同時，借助機械助滲裝置能夠提高滲鋅反應的效率，不需要過高的工藝溫度，且可以縮短全程處理時間，因此，可以顯著提高生產效率，又可以降低能耗，避免造成能源浪費。

本發明一個實施例的非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅工藝，其還包括步驟S6、對由開放式滲鋅通道中溢出的粉塵和保護氣體進行抽取。借此，可以減少甚至避免保護氣體、粉塵的外逸。

(三)有益效果

本發明的有益效果是：

本發明的非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅設備和工藝，通過在滲鋅空間中形成氣體保護氛圍，使得可以在開放式的通道中進行滲鋅，使得滲鋅工藝可以連續進行，既可以省去每爐升溫、降溫所占用的大量時間，同時，借助機械助滲裝置能夠提高滲鋅反應的效率，不需要過高的工藝溫度，且可以縮短全程處理時間，因此，可以顯著提高生產效率，又可以降低能耗，避免造成能源浪費。

附圖說明

圖1為本發明一個實施例的非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅設備的框架結構示意圖；

圖2為本發明一個實施例的非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅設備的整體結構立體示意圖；

圖3為本發明一個實施例的非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅設備的整體結構俯視示意圖；

圖4為本發明一個實施例的非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅設備的整體結構主視示意圖；

圖5為本發明一個實施例的非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅設備的整體結構左視示意圖；

圖6為本發明一個實施例的非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅設備的整體結構右視示意圖；

圖7為本發明一個實施例的非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅設備中的一個單節的滲鋅空間的主視示意圖；

圖8為本發明一個實施例的非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅設備中的一個單節的滲鋅空間的右側剖視示意圖；

圖9為本發明一個實施例的非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅設備中的預熱節的結構示意圖；

圖10為本發明一個實施例的非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅工藝的流程示意圖；

圖11為本發明另一個實施例的非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅工藝的流程示意圖。

【附圖標記說明】

1：入口通道；

2：入口負壓節；

3：入口保護氣體填充節；

4：預熱節；

5：滲鋅節；

S：滲鋅空間；S1：容置空間；

51：拋丸器；510：拋投出口；

52：鋅粉噴灑器；520：鋅粉輸出口；

53：工件入口；

54：工件出口；

55：分離回收裝置；

56：外殼層；

57：內襯層；

58：保溫層；

59：加熱元件；

6：輸出保溫節；

7：出口保護氣體填充節；

8：出口負壓節；

9：出口通道；

C：轉盤；L：傳輸鏈。

具體實施方式

為了更好的解釋本發明，以便于理解，下面結合附圖，通過具體實施方式，對本發明作詳細描述。

參見圖1，本發明一個實施例的非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅設備，其包括：

非密閉通道式滲鋅室，其具有一個通道，通道由若干節(本實施例中為1節，即滲鋅節5)構成，其左側設有工件入口53，右側設有工件出口54(其中，左側和右側既可以是直通道相對的兩端，也可以是彎通道相對的兩端，例如，U形通道、L形通道、弧形通道等)，中部為滲鋅空間S，供金屬工件在其中進行滲鋅處理；

加熱系統，其加熱元件59設于滲鋅節5，用于對滲鋅空間S進行加熱；

保護氣體施加裝置，其保護氣體輸送口連通至滲鋅空間S，用于向滲鋅空間S中充填保護氣體，使金屬工件在氣體保護氛圍下進行滲鋅處理；

鋅粉施加裝置，其鋅粉輸送口520連通至滲鋅空間S，用于向工件表面施加鋅粉；

機械助滲裝置，其顆粒輸出口連通滲鋅空間S，用于向工件表面施加顆粒，通過顆粒對施加了鋅粉的工件表面的撞擊實現機械助滲；

輸送系統，其具有工件輸送部，工件輸送部沿預定路線L輸送金屬工件，工件輸送部的預定路線L的一部分沿工件入口53、通道和工件出口54布置。

借助上述結構的設置，可以氣體保護氛圍代替現有的真空環境，使得可以在開放式的通道中進行滲鋅，從而令滲鋅工藝可以連續進行，省去了每爐升溫、降溫所占用的大量時間，同時，借助機械助滲裝置能夠提高滲鋅反應的效率，不需要過高的工藝溫度，且可以縮短全程處理時間，因此，顯著提高了生產效率，又降低了能耗，避免了能源的浪費。

上述實施例中的滲鋅節5還可以是由多節構成的，例如，采用多節串聯形成一個滲鋅空間S，使得滲鋅空間S得以通過串接延長。

各節之間可以設置為可拆卸連接，使得既可以依需組裝，還便于生產、運輸、維修。例如可以預制成幾米長的節，之后在生產現場再組裝成幾十米長的滲鋅空間S，當部分節出現損壞時，只需更換損壞的節即可。

其中，滲鋅節5的工件入口和/或工件出口為狹長形開口，例如高寬比大于2:1，優選為(10±3)：1。

較佳的，由于滲鋅空間S的工件入口53和工件出口54為常開狀態，可以在滲鋅空間S的工件入口53和/或工件出口54設置有擋塵簾。借以減少粉塵的逸出。

其中，滲鋅節5的室壁包括外殼層56、保溫層58和內襯層57，其中，內襯層57固定于外殼層56內側，保溫層58填充于二者之間(參見圖8)。

具體的，外殼層56與內襯層57形成封閉腔體，保溫層58填充于其中。

例如，外殼層56可以為加固鋼板焊接的箱形焊接體結構，通過型鋼焊接的鋼結構架與地面G連接，內襯層57可以采用不銹鋼薄板，可以通過固定連接件將二者連接。

較佳的，保溫層58充滿封閉腔體。例如，可以將保溫纖維通過焊接在外殼56上的碟型錨固件(如鉚釘)固定在封閉腔體中。

其中，加熱系統的加熱元件59較佳的直接對滲鋅空間S及其中的金屬工件進行加熱，以提高加熱效率，節約能源，減少浪費。

例如，將加熱元件59固定安裝在滲鋅室內襯層57的內側，以能夠直接對滲鋅空間S及其中的金屬工件進行加熱，提高加熱效率，減少熱量損失，節約能源。

較佳的，所述加熱元件59沿著周向布置于滲鋅節5內襯層57的內側。

其中，加熱元件59可以為電輻射加熱管，可以豎向固定于滲鋅空間S內的頂面支架與底面支架之間(參見圖8)。

較佳的，可在滲鋅節5內的底面設置卡槽，電輻射加熱管通過頂面支架和底面卡槽定位，以便于安裝。

其中，為了檢測滲鋅空間S中的溫度，還在滲鋅節5中設置溫度檢測元件，較佳的，滲鋅節5中至少安裝三個溫度傳感器，工件入口處和工件出口處各布置一個，滲鋅空間S中部布置一個。

其中，為了便于控制溫度，還設置PLC控制器，PLC控制器與溫度傳感器和加熱元件59電連接，根據滲鋅空間S中的實時溫度對加熱元件59進行調控，以減少溫度波動，實現精確控溫。

其中，還可以在滲鋅節5外部設置溫度顯示儀表。

其中，為了安全考慮，滲鋅節5優選為還設置有泄爆口(泄爆壓力不大于0.5MPa)，泄爆口安裝泄爆裝置，例如在側面開設若干個泄爆口。

其中，滲鋅節5中還設置有氧氣濃度檢測計，用于檢測滲鋅空間S中的氧氣濃度，以避免發生爆炸。

其中，保護氣體施加裝置的保護氣體輸送口可以直接和/或間接連通至滲鋅空間S。

為了更徹底地排出滲鋅空間S中的空氣，尤其是氧氣，可以由滲鋅空間S的工件入口53與工件出口54之間向滲鋅空間S中充填保護氣體，較佳的，由滲鋅空間S中部位置直接輸送。借此，可以更容易地將滲鋅空間S中的空氣、氧氣排凈，進而形成較好的氣體保護氛圍，尤其是當滲鋅空間S較長時，如10米以上，幾十上百米，甚至更長時。

較佳的，當滲鋅空間S較長時，可以在滲鋅空間S的工件入口53與工件出口54之間的多個位置沿其長度方向設置多個或多組保護氣體輸送口。較佳的，每個位置可以沿其周向設置多個。例如，可以上下左右各布置一個或兩個，或者在左右兩側各設置3～9個或更多個。

為了形成并維持更好的氣體保護氛圍，較佳的，通道的一節或幾節設置為保護氣體填充節，保護氣體填充節連通滲鋅空間S設置，保護氣體施加裝置的保護氣體輸送口接入保護氣體填充節中，并借助保護氣體填充節連通至滲鋅空間S。

例如，保護氣體填充節包括設置于滲鋅空間S靠近工件入口53側的入口保護氣體填充節3和/或設置于滲鋅空間S靠近工件出口54側的出口保護氣體填充節7。借助入口保護氣體填充節3和/或出口保護氣體填充節7由工件入口53和/或工件出口54側向滲鋅空間S中充填保護氣體，可以減少由工件入口53和/或工件出口54逸出的保護氣體，有利于保持滲鋅空間S中的保護氣體具有較高壓力，并可以減少粉塵由工件入口53和/或工件出口54的逸出，避免造成污染，同時減少浪費。

其中，可以在入口保護氣體填充節3和/或出口保護氣體填充節7的側壁周向布置6個或8個或18個氣體入口。

較佳的，保護氣體填充節的保護氣體輸送口朝向滲鋅空間S方向。借此提高保護氣體向滲鋅空間S中的輸送效率。

較佳的，入口保護氣體填充節3具有擴張段，保護氣體輸送口設于擴張段中，便于設置保護氣體輸送口的開口方向，同時，由于擴張段的內徑尺寸較大，使得靠近滲鋅空間S側的保護氣體具有較大的體積，有利于維持滲鋅空間S中氣體保護氛圍的穩定。

較佳的，擴張段延伸至其工件出口54位置，較佳的，其內徑尺寸大于工件出口54的開口尺寸。較佳的，不設置單獨的保護氣體出口，而是令保護氣體通過工件入口53、工件出口54溢出，如此，既可以保持保護氣體的穩定性，又可以適當提高保護氣體的壓力，同時，還可以減少保護氣體帶走的熱量，減少能源消耗。

本發明的一個實施例中，通道中滲鋅空間S前的一節或幾節被設置為預熱節4，例如，預熱節4鄰接入口保護氣體填充節3。借此，不僅可以在金屬工件進入滲鋅空間S之前進行預熱，減少在滲鋅空間S中的升溫時間，減少工件在滲鋅空間S中的停留時間，提高效率，還可以使滲鋅空間S中向外散發的一部分熱量得到再利用，減少熱排放和加熱能耗。

其中，如圖3所示，可以將預熱節4的尺寸設置為足夠大，并在其中設置加熱元件59，使得可以將金屬工件預熱到較高的溫度，減少在滲鋅空間S中的加熱時間。較佳的，預熱節4的外壁設置有保溫層58，以減少熱量損失。較佳的，如圖9所示，預熱節4的入口側與出口側之間具有臺階狀過渡，使得較小的入口與入口保護氣體填充節3相適應，較大的出口與滲鋅節5的工件入口53相適應。

例如，所述非密閉通道式連續滲鋅設備還包括預熱保溫系統，其加熱元件設置于預熱節4內。

較佳的，通道的一節或幾節設置為輸出保溫節6，輸出保溫節6鄰接出口保護氣體填充節7。借此，可以減少滲鋅空間S中的熱量由其出口側的流失。較佳的，輸出保溫節6的外壁不設置保溫層，輸出保溫節6中不設置加熱元件(如圖2所示，其外部尺寸相較預熱節4較小)，或者設置強制冷卻元件。

較佳的，非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅設備還包括抽吸裝置：

抽吸裝置的負壓抽氣口直接或間接連通入口保護氣體填充節3遠離預熱節4的一側，和/或抽吸裝置的負壓抽氣口直接或間接連通出口保護氣體填充節7遠離輸出保溫節6的一側。借助對入口保護氣體填充節3和/或出口保護氣體填充節7的抽氣，可以減少保護氣體和粉塵的外逸，降低成本，減少污染。

較佳的，通道的一節或幾節設置為入口負壓節2，入口負壓節2鄰接入口保護氣體填充節3，抽吸裝置的負壓抽氣口設于入口負壓節2，并借助入口負壓節2連通至入口保護氣體填充節3。借此，通過對入口保護氣體填充節3的抽氣，可以避免粉塵、氣體溢出通道，保持生產環境的潔凈、環保。

較佳的，通道的一節或幾節設置為出口負壓節8，出口負壓節8鄰接出口保護氣體填充節7，抽吸裝置的負壓抽氣口設于出口負壓節8，并借助出口負壓節8連通至出口保護氣體填充節7。借此，通過對出口保護氣體填充節7的抽氣，可以避免粉塵、氣體溢出通道，保持生產環境的潔凈、環保。

較佳的，負壓抽氣口朝向滲鋅空間S方向。借以提高負壓抽氣的有效利用率。

其中，負壓抽氣口的數量為多個，均勻分布于入口負壓節2和/或出口負壓節8的外壁。其中，多個負壓抽氣口通過管路21(81)連接負壓源系統(參見圖5和圖6)。

較佳的，通道中的一節或幾節設置為入口通道1，入口通道1與入口負壓節2鄰接。借此，可以減少由工件入口抽入外界空氣導致無用功的可能性，提高抽真空設備的利用效率。

較佳的，通道中的一節或幾節設置為出口通道9，出口通道9與出口負壓節8鄰接。借此，可以減少由工件入口抽入外界空氣導致無用功的可能性，提高抽真空設備的利用效率。

如圖4所示的實施例中，通道由9個功能節組構成，即由左至右的入口通道1、入口負壓節2、入口保護氣體填充節3、預熱節4、滲鋅節5、輸出保溫節6、出口保護氣體填充節7、出口負壓節8、出口通道9。

較佳的，通道的若干節中的至少兩個相鄰節之間為可拆卸連接。借此，可以根據需要進行拆卸、組裝，便于維修、更換。尤其是當通道長度較長時。

其中，對于由多個節組成的功能節組(如滲鋅節5、保護氣體填充節3和7、負壓節2和8、預熱節4等)，功能節組中的各個節之間也可以是可拆卸的。

較佳的，其余節的工件入口和/或工件出口與滲鋅節5相適應的亦為狹長形開口。

進一步的，為了便于連續化生產，鋅粉施加裝置包括鋅粉噴灑器52，鋅粉噴灑器52的噴射出口設于滲鋅空間S，將鋅粉持續均勻地噴灑至金屬工件表面(參見圖7)。

其中，鋅粉施加裝置安裝在滲鋅節5外部，噴射出口延伸至滲鋅空間S中。例如可以通過側壁、頂壁和/或底壁伸入滲鋅節5中。可以橫向或由上至下或由下至上噴灑。

較佳的，滲鋅空間S的頂部設置有噴射出口。

其中，鋅粉施加裝置包括鋅粉料斗、旋轉式噴灑器。

鋅粉施加裝置的鋅粉料斗可以為焊接結構，外形呈漏斗狀，通過焊接型鋼支架架設于滲鋅節5外部頂面，漏斗下端開口與旋轉式噴灑器相連，旋轉式噴灑器下端伸入滲鋅節5內部，工作時由此旋轉式噴灑器均勻噴灑鋅粉至金屬工件表面。

其中，鋅粉施加裝置的噴射出口優選為多個。較佳的，滲鋅空間S上方均勻分布有多個噴射出口。

其中，多個噴射出口可以對應一個或多個旋轉式噴灑器。

其中，多個旋轉式噴灑器可以對應一個或多個鋅粉料斗。

其中，可以在滲鋅室頂部于滲鋅空間S上方設置容置空間S1，鋅粉噴灑器52的鋅粉料斗設置于其中，鋅粉料斗的底部開口連接旋轉式噴灑器。

其中，機械助滲裝置可以采用拋丸器51。

其中，拋丸器51可以安裝在滲鋅節5外部，并且拋丸器51的拋投出口510與滲鋅節5的室壁相通。

其中，拋丸器51可以為一個或多個。當采用多個時，優選為相鄰拋丸器51呈交錯布置，使得拋丸器51的各顆粒拋投出口510交錯地設于滲鋅節5的室壁。通常，同側相鄰拋丸器51間的水平方向間隔不小于250mm。

較佳的，相對側的拋丸器51交錯布置。

其中，拋投出口510可以設于滲鋅節5的側壁、頂壁和/或底壁。

其中，拋丸器51可以采用變頻調速雙圓盤機械式進丸拋丸器。

其中，拋丸器51的入料口連接有顆粒料斗，顆粒料斗設于滲鋅節5頂部外側，通過一個輸料管向拋丸器51的入料口供料。

其中，機械助滲裝置的顆粒料斗也可以設置于滲鋅節5頂部的容置空間S1中，顆粒料斗通過輸料管連接拋丸器51。

較佳的，還可以設置分離回收鋅粉和顆粒的分離回收裝置55。

分離回收裝置55可以設置有：

振動篩，用于將來自滲鋅空間S的鋅粉和顆粒相分離；

鋅粉回收機構，用于將分離后的鋅粉提供給鋅粉噴灑器52；和

顆粒回收機構，用于將分離后的顆粒提供給拋丸器51。

借此，可以將鋅粉和顆粒進行回收再利用，避免浪費，還可以將回收的鋅粉和顆粒再次使用，降低材料消耗，節約成本。

其中，振動篩的入料口可以設于滲鋅節5的底部(在滲鋅節5的底部設置出料口)，接收鋅粉與顆粒的混合物，鋅粉回收機構的入料口對應振動篩的鋅粉輸送口520，鋅粉回收機構的出料口對應鋅粉噴灑器52的入料口或鋅粉料斗，鋅粉回收機構的入料口與出料口通過耐溫鋅粉提升機構連接。

進一步的，耐溫鋅粉提升機構穿過滲鋅節5設置，以使回收的鋅粉保溫，節能減排。

更進一步的，顆?；厥諜C構的入料口對應振動篩的顆粒出口，顆?；厥諜C構的出料口對應拋丸器51的入料口，顆?；厥諜C構的入料口與出料口通過穿過滲鋅節5的耐溫顆粒提升機構連接，以使回收的顆粒保溫，節能減排。

其中，顆粒回收機構可以將回收的顆粒輸送至拋丸器51入料口的顆粒料斗中。

通過鋅粉和顆粒的分離回收，不僅可以節約資源，還有助于實現連續工業化生產。

其中，輸送系統包括轉盤C和傳輸鏈L，金屬工件通過掛具搭載于傳輸鏈L上，隨著轉盤C的轉動，傳輸鏈L攜帶掛具上的金屬工件前進，進入通道中進行處理，控制輸送速度，使得金屬工件在滲鋅空間S中進行滲鋅處理之后，再隨傳輸鏈L輸出。

其中，轉盤C可以設置一個主動轉盤和一個從動轉盤，傳動鏈在二者間形成一個閉環。

其中，掛具在傳輸鏈L上可以設置為可轉動的，以便令金屬工件在滲鋅空間S中得到更均勻的滲鋅處理。

其中，通道頂部內側還可以設置凸檐，形成一個供容置傳輸鏈L的空間，將滲鋅空間S與之分開，使得傳輸鏈L可以在其中運行。

參見圖10，上述各實施例中的非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅設備，可以按如下工藝執行，具體包括如下步驟：

S1、在開放式滲鋅空間中形成氣體保護氛圍；

S2、將開放式滲鋅空間加熱至預定溫度；

S3、向開放式滲鋅空間中連續地提供待處理的金屬工件，其中，金屬工件連續地輸送至滲鋅空間時，先在預熱節中進行預熱；

S4、在氣體保護氛圍下對金屬工件進行滲鋅處理，包括步驟：

S41、在金屬工件表面施加鋅粉，

S42、在施加了鋅粉的金屬工件表面拋丸助滲；

S5、從滲鋅空間中連續地輸出滲鋅處理后的金屬工件。

通過在滲鋅空間中形成氣體保護氛圍，使得可以在開放式的通道中進行滲鋅，使得滲鋅工藝可以連續進行，既可以省去每爐升溫、降溫所占用的大量時間，同時，借助機械助滲裝置能夠提高滲鋅反應的效率，不需要過高的工藝溫度，且可以縮短全程處理時間，因此，可以顯著提高生產效率，又可以降低能耗，避免造成能源浪費。

本發明一個實施例的非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅工藝，其步驟S1中，先利用直接連通至滲鋅空間的保護氣體輸送口向滲鋅空間中輸入保護氣體，將滲鋅空間中的空氣排出，再通過持續輸入保護氣體形成穩定的動態氣體保護氛圍。借此，可以更完全地排出滲鋅空間中的空氣，尤其是能將氧氣濃度降到更低，減少對鋅粉活性的破壞，并可以降低因氧氣濃度過高導致爆炸的危險。

本發明一個實施例的非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅工藝，其還包括步驟S6、對由開放式滲鋅通道中溢出的粉塵和保護氣體進行抽取。借此，可以減少甚至避免保護氣體、粉塵的外逸。

綜上所述，本發明的滲鋅設備和工藝，通過在滲鋅空間中形成氣體保護氛圍，使得可以在開放式的通道中進行滲鋅，使得滲鋅工藝可以連續進行，既可以省去每爐升溫、降溫所占用的大量時間，同時，借助機械助滲裝置能夠提高滲鋅反應的效率，不需要過高的工藝溫度，且可以縮短全程處理時間，因此，可以顯著提高生產效率，又可以降低能耗，避免造成能源浪費。

上述任一個實施例的非密閉通道式機械能輔助粉末滲鋅設備，其中的鋅粉施加裝置和機械助滲裝置還可以按如下方式設置：

省去機械助滲裝置，以鋅粉施加裝置拋灑的鋅粉來提供機械助滲功能；或者省去鋅粉施加裝置，以機械助滲裝置拋投的顆粒對金屬工件表面施加活性鋅。由于鋅粉具有較大的密度，可以令鋅粉本身具有一定的動能，當鋅粉施加到金屬工件表面時，即可以實現利用鋅粉的撞擊作用實現機械助滲的功能。只是，由于鋅粉的質量越大時，其比表面積可能就會越小，有可能會降低鋅粉對金屬工件表面的覆蓋效果和降低鋅粉與金屬工件表面相接觸的活性表面積，因此，其雖然簡化了滲鋅設備的結構和操作，但是，其滲鋅效率相較二者單獨施加可能會有所降低，而為了消減這種負面影響，可能需要對鋅粉的細部結構(如表面狀態)進行進一步的附加處理或者提高拋射速度，例如令顆粒表面全部或部分的覆蓋鋅層，或拋投鋅粒，還可以將所拋投的顆粒的成分、幾何尺寸、重量、密度、表面狀態和/或拋投速度設定為預定數值。

相對應的，其滲鋅工藝與前述實施例的區別在于：步驟S4中，在氣體保護氛圍下對金屬工件進行滲鋅處理時，以拋投的鋅粉/顆粒對金屬工件表面進行撞擊，來達到活性鋅的施加和機械能助滲的同時進行(參見圖11)。