本发明涉及镀锡装置，具体为一种自适应工艺参数调控的铝活塞化学镀锡装置及方法。
背景技术：
1、铝及铝合金材料化学镀锡早在1936年就被作为中间镀层而被科研工作者所研究，因铝合金材料化学镀锡后其润滑性能明显改善，故在1945年以后，铝活塞化学镀锡被日益关注，同时铝合金化学镀锡工艺操作方便、孔隙率低、易于钎焊、镀锡层结晶细致且具有优良的延展性和抗腐性，可作为铝活塞的防护和防粘结镀层，起到发动机冷启动时，防止活塞与缸套拉缸的事故。
2、通常情况下，铝活塞在批量化的化学镀锡的过程中也经常出现活塞环槽、表面镀锡层出现脱落、起泡等异常状况和质量问题，此类问题对于规模化生产过程不容小视。铝活塞化学镀锡的全流程主要包括：清洗→酸洗→水洗→镀锡→水洗→吹干，而引发活塞环槽、表面镀锡层出现脱落、起泡等缺陷在镀锡环节的原因主要为镀锡温度和浓度过高、镀锡槽杂质含量过高。目前，各铝活塞产品生产厂家已根据自身实际提出了许多铝活塞的化学镀锡装置与方法：cn 212741530 u发明公开了一台具备“镀锡—冷水洗—热水洗—烘干”加工工序的内燃机活塞表面镀锡装置，该发明在镀锡工艺环节仅对镀锡温度进行监控，并未对镀锡槽内的镀锡液质量进行监控；cn 217709638 u发明公开了一套全自动化化学镀锡装置，同时使镀锡更加全面，避免出现因夹持活塞导致夹持的位置镀锡不全面的问题，但是该装置未实现对高质量、高稳定化学镀锡工艺进行调控。现阶段，行业内化学镀锡环节中，对镀锡液的监测通常采用的是按时间计划进行离线式试验检测的方式。值得注意的是，如果所检测的成分结果数据偏离标准要求，其实在实际的镀锡工艺过程中，早在试验检测的之前的某一时刻化学镀锡液的成分已偏离标准要求，即现阶段采用的离线检测方式具有滞后性。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种自适应工艺参数调控的铝活塞化学镀锡装置及方法具备通过对化学镀锡液的在线监控反馈，实现自适应工艺参数调控，确保了铝活塞产品生产过程的高质量、高效率稳定运行的优点，解决了现有技术中镀锡装置仅对镀锡温度进行监控，并未对镀锡槽内的镀锡液质量进行监控和未实现对高质量、高稳定化学镀锡工艺进行调控的问题。
3、(二)技术方案
4、为实现上述的目的，本发明提供如下技术方案：一种自适应工艺参数调控的铝活塞化学镀锡装置及方法，包括镀锡装置本体、镀锡挂具、集液盒、槽体一、槽体二、槽体三、槽体四、槽体五、槽体六、槽体七、槽体八、镀锡液监测和废液收集器，其特征在于：所述镀锡装置本体开设有自循环进水口和自动循环水出水口，所述自循环进水口和自动循环水出水口通过第一管道相连，所述第一管道上设置有蠕动泵三；所述镀锡挂具位于镀锡装置本体正上方，所述集液盒与镀锡装置本体通过第二管道相连，所述第二管道上设置有单向开闭阀一和蠕动泵一，所述集液盒下方安装有搅拌器一，所述搅拌器一内置精密微距传感器和重量传感器，所述槽体二和槽体一分别装有盐酸、去离子水并通过第三管道与集液盒相连，所述槽体二和集液盒设置有两个第四管道，左侧所述第四管道上设置有定量装置二，右侧所述第四管道上设置有喷淋装置和第一单向开闭阀四，所述槽体一和集液盒设置有28定量装置一，所述集液盒和镀锡液监测盒通过第五管道相连，所述第五管道上设置有单向开闭阀3和蠕动泵二；所述槽体八、槽体七、槽体六、槽体五、槽体四、槽体三分别装有去离子水、edta、六次甲基四胺、二甲苯酚橙指示剂、硝酸铅、氟化铵，并与镀锡液监测盒通过第六管道相连，管道上分别设置有定量装置六、定量装置八、定量装置七、定量装置六、定量装置五、定量装置四、定量装置三，所述镀锡液监测盒上设置有颜色传感器，所述集液盒和镀锡液监测盒均与废液收集器通过第七管道相连，所述第七管道上分别设置有单向开闭阀二和第二单向开闭阀四。
5、优选的，所述镀锡装置本体主要包括：镀锡装置本体外壳、温度传感器、镀锡装置本体内壁、废渣清除装置本体、废隔热底板、超声振动器、废渣、废渣清除装置上盖板、水冷管、加热棒；所述镀锡装置本体外壳和镀锡装置本体内壁为空腔设置，所述镀锡装置本体外壳设置有水冷管和加热棒，所述水冷管和加热棒均匀间隔分布；所述镀锡装置本体内壁与废渣清除装置本体构成可“抽拉”抽屉结构并且外界密封良好；所述废渣清除装置本体上方设置有废渣清除装置上盖板，所述废渣清除装置上盖板上设置为多孔双层结构并通过两层结构的相对运动可形成可开、闭的孔洞；所述废渣清除装置上盖板设置有超声振动器。
6、优选的，所述镀锡挂具包括：主动轮、固定销一、皮带、挂具吊钩、下移动杆固定块、固定销二、滑槽二、固定销三、滑槽一、从动轮、上移动杆固定块、上移动杆、固定板，所述主动轮通过固定销一固定于固定板，所述从动轮通过固定销二固定于固定板，且主动轮和从动轮可分别绕固定销一和固定销二转动，所述主动轮和从动轮通过皮带连接；所述从动轮上设置有滑槽一，固定销三可固定于滑槽一内部任意位置；所述下移动杆和上移动杆与滑槽二中部位置连接，且上移动杆和上移动杆两端分别通过下移动杆固定块和上移动杆固定块固定于固定板。
7、优选的，所述镀锡装置本体外壳材料为隔热材料或隔热复合材料。
8、优选的，所述集液盒和镀锡液监测盒的材质均为高透性玻璃。
9、优选的，所述重量传感器可精确到0.0001g。
10、优选的，所述精密微距传感器可精确到0.0001mm。
11、一种自适应工艺参数调控的铝活塞化学镀锡方法，包括自适应工艺参数调控的铝活塞化学镀锡装置，其具体步骤为：打开单向开闭阀一和蠕动泵一，当集液盒中被4吸入amm对镀锡溶液时，单向开闭阀一和蠕动泵一停止工作；然后打开定量装置二加入bmm盐酸；打开定量装置一加入cmm去离子水；开启搅拌器一搅拌3min；打开单向开闭阀3、蠕动泵二，由集液盒向镀锡液监测盒加入dmm试剂的高度)；打开搅拌器二加热煮沸2min后冷却，打开定量装置三加入0.05mo l edta emm和打开定量装置四加入去离子水fmm，再次打开搅拌器二加热煮沸后冷却，打开定量装置五加入gmm30％六次甲基四胺；打开定量装置六加入hmm二甲苯酚橙指示剂，打开定量装置七加入imm的0.05m硝酸铅标准溶液，采用颜色传感器进行记录，当滴定至恰好由黄色转为红色停止；打开定量装置八加入3～4g的氟化铵，打开搅拌器二搅拌3min；打开定量装置七加入jmm的0.05m硝酸铅标准溶液，采用颜色传感器进行记录，当滴定至红色时停止加入。
12、当完成一次检测后，集液盒壳中的喷淋装置、第一单向开闭阀四打开并工作，即采用去离子水对集液盒进行清洗；同理，镀锡液监测盒可直接采用槽体八中的水进行冲洗，也可以设置喷淋装置进行喷淋冲洗。
13、在线分析过程：现已知镀锡液监测盒底面积为s，则含锡＝m*v*s*0.1187*1000/2，其中m是标准硝酸铅溶液中pb分子浓度，v是硝酸铅消耗的体积。
14、将该数值传输至控制系统，在线匹配数据库中的镀锡工艺的最优模型，确定此状态镀锡液最佳温度和时间，此时通过水冷管、加热棒可实现温度的精确上调和下调，同时控制镀锡的时间，在镀锡过程中，通过镀锡挂具上下运动，同时，挂具上下运动的幅度和频率可在线进行调节，固定销三可设置为电机直线驱动方式，其可在滑槽一内径向移动，当固定销三沿滑槽一径向向外移动时，上下移动幅度增大，当固定销三沿滑槽一径向向圆心移动时，上下移动幅度减小；当主动轮角速度增大条件下，可实现上下移动频率的增加，当主动轮角速度减小条件下，可实现上下移动频率的降低，以上动作均可作为镀锡工艺参数实现在线进行调节。
15、(三)有益效果
16、与现有技术相比，本发明提供了一种自适应工艺参数调控的铝活塞化学镀锡装置及方法，具备以下有益效果：
17、1、该自适应工艺参数调控的铝活塞化学镀锡装置及方法，通过将该数值传输至控制系统，在线匹配数据库中的镀锡工艺的最优模型，确定此状态镀锡液最佳温度和时间。
18、2、该自适应工艺参数调控的铝活塞化学镀锡装置及方法，通过大量的试验数据，现已形成一套完备的锡浓度与镀锡工艺(温度、时间、铝活塞晃动条件)的最优模型，将该模型植入控制软件，根据镀锡液的在线检测数据，对温度、时间、铝活塞晃动工艺参数进行在线自适应动态调整。
1.一种自适应工艺参数调控的铝活塞化学镀锡装置，包括镀锡装置本体(1)、镀锡挂具(25)、集液盒(4)、槽体一(21)、槽体二(20)、槽体三(19)、槽体四(18)、槽体五(17)、槽体六(16)、槽体七(15)、槽体八(14)、镀锡液监测和废液收集器(9)，其特征在于：所述镀锡装置本体(1)开设有自循环进水口(24)和自动循环水出水口(27)，所述自循环进水口(24)和自动循环水出水口(27)通过第一管道相连，所述第一管道上设置有蠕动泵三(26)；所述镀锡挂具(25)位于镀锡装置本体(1)正上方，所述集液盒(4)与镀锡装置本体(1)通过第二管道相连，所述第二管道上设置有单向开闭阀一(2)和蠕动泵一(3)，所述集液盒(4)下方安装有搅拌器一(5)，所述搅拌器一(5)内置精密微距传感器和重量传感器，所述槽体二(20)和槽体一(21)分别装有盐酸、去离子水并通过第三管道与集液盒(4)相连，所述槽体二(20)和集液盒(4)设置有两个第四管道，左侧所述第四管道上设置有定量装置二(29)，右侧所述第四管道上设置有喷淋装置(22)和第一单向开闭阀四(10)，所述槽体一(21)和集液盒(4)设置有28定量装置一(28)，所述集液盒(4)和镀锡液监测盒(11)通过第五管道相连，所述第五管道上设置有单向开闭阀3(7)和蠕动泵二(8)；所述槽体八(14)、槽体七(15)、槽体六(16)、槽体五(17)、槽体四(18)、槽体三(19)分别装有去离子水、edta、六次甲基四胺、二甲苯酚橙指示剂、硝酸铅、氟化铵，并与镀锡液监测盒(11)通过第六管道相连，管道上分别设置有定量装置六(33)、定量装置八(35)、定量装置七(34)、定量装置六(33)、定量装置五(32)、定量装置四(31)、定量装置三(30)，所述镀锡液监测盒(11)上设置有颜色传感器(13)，所述集液盒(4)和镀锡液监测盒(11)均与废液收集器(9)通过第七管道相连，所述第七管道上分别设置有单向开闭阀二(6)和第二单向开闭阀四(23)。
2.根据权利要求1所述的一种自适应工艺参数调控的铝活塞化学镀锡装置，其特征在于：所述镀锡装置本体(1)主要包括：镀锡装置本体外壳(36)、温度传感器(37)、镀锡装置本体内壁(38)、废渣清除装置本体(39)、废隔热底板(40)、超声振动器(41)、废渣(42)、废渣清除装置上盖板(43)、水冷管(44)、加热棒(45)；所述镀锡装置本体外壳(36)和镀锡装置本体内壁(38)为空腔设置，所述镀锡装置本体外壳(36)设置有水冷管(44)和加热棒(45)，所述水冷管(44)和加热棒(45)均匀间隔分布；所述镀锡装置本体内壁(38)与废渣清除装置本体(39)构成可“抽拉”抽屉结构并且外界密封良好；所述废渣清除装置本体(39)上方设置有废渣清除装置上盖板(43)，所述废渣清除装置上盖板(43)上设置为多孔双层结构并通过两层结构的相对运动可形成可开、闭的孔洞；所述废渣清除装置上盖板(43)设置有超声振动器(41)。
3.根据权利要求1所述的一种自适应工艺参数调控的铝活塞化学镀锡装置，其特征在于：所述镀锡挂具(25)包括：主动轮(46)、固定销一(47)、皮带(48)、挂具吊钩(49)、下移动杆(50)固定块(51)、固定销二(52)、滑槽二(53)、固定销三(54)、滑槽一(55)、从动轮(56)、上移动杆固定块(57)、上移动杆(58)、固定板(59)，所述主动轮(46)通过固定销一(47)固定于固定板(59)，所述从动轮(56)通过固定销二(52)固定于固定板(59)，且主动轮(46)和从动轮(56)可分别绕固定销一(47)和固定销二(52)转动，所述主动轮(46)和从动轮(56)通过皮带(48)连接；所述从动轮(56)上设置有滑槽一(55)，固定销三(54)可固定于滑槽一(55)内部任意位置；所述下移动杆(50)和上移动杆(58)与滑槽二(53)中部位置连接，且上移动杆(58)和上移动杆(58)两端分别通过下移动杆(50)固定块(51)和上移动杆固定块(57)固定于固定板(59)。
4.根据权利要求1所述的一种自适应工艺参数调控的铝活塞化学镀锡装置，其特征在于：所述镀锡装置本体外壳(36)材料为隔热材料或隔热复合材料。
5.根据权利要求1所述的一种自适应工艺参数调控的铝活塞化学镀锡装置，其特征在于：所述水冷管(44)和加热棒(45)间隔距离设置为15～20cm。
6.根据权利要求1所述的一种自适应工艺参数调控的铝活塞化学镀锡装置，其特征在于：所述集液盒(4)和镀锡液监测盒(11)的材质均为高透性玻璃。
7.根据权利要求1所述的一种自适应工艺参数调控的铝活塞化学镀锡装置，其特征在于：所述重量传感器可精确到0.0001g。
8.根据权利要求1所述的一种自适应工艺参数调控的铝活塞化学镀锡装置，其特征在于：所述精密微距传感器可精确到0.0001mm。
9.一种自适应工艺参数调控的铝活塞化学镀锡方法，包括权利要求1-8任一所述的自适应工艺参数调控的铝活塞化学镀锡装置，其具体步骤为：打开单向开闭阀一(2)和蠕动泵一(3)，当集液盒(4)中被4吸入amm(a为10ml镀锡液对应高度)对镀锡溶液时，单向开闭阀一(2)和蠕动泵一(3)停止工作；然后打开定量装置二(29)加入bmm盐酸(b为10ml盐酸对应的高度)；打开定量装置一(28)加入cmm去离子水(cmm是80ml去离子水的高度)；开启搅拌器一(5)搅拌3min；打开单向开闭阀3(7)、蠕动泵二(8)，由集液盒(4)向镀锡液监测盒(11)加入dmm试剂(dmm是20ml4集液盒(4)的高度)；打开搅拌器二(12)加热煮沸2min后冷却，打开定量装置三(30)加入0.05mol edta emm(emm是25mmedta的高度)和打开定量装置四(31)加入去离子水fmm(fmm是60ml去离子水的高度)，再次打开搅拌器二(12)加热煮沸后冷却，打开定量装置五(32)加入gmm30％六次甲基四胺(gmm为30ml 30％六次甲基四胺的高度)；打开定量装置六(33)加入hmm二甲苯酚橙指示剂(hmm为5ml二甲苯酚橙指示剂对应高度)，打开定量装置七(34)加入imm的0.05m硝酸铅标准溶液，采用颜色传感器(13)进行记录，当滴定至恰好由黄色转为红色停止；打开定量装置八(35)加入3～4g的氟化铵，打开搅拌器二(12)搅拌3min；打开定量装置七(34)加入jmm的0.05m硝酸铅标准溶液，采用颜色传感器(13)进行记录，当滴定至红色时停止加入。
