PDF《计算机在热处理设备可控气氛多用炉上的应用》

2 .

2 渗层均 匀性好 专家系统在线决策 , 能 自动补偿偏差所制造成 的 后果 , 克服 了由于某些偶然原因( 如停 电、停气 ) 对渗 层 和碳 浓度 的影 响 .系 统实 时在 线控 制 为系 统克 服外 界的干扰 提供 了可 能.系统根据 采样的温 度、碳势,实时计算 出当前碳浓度分布及渗层深度 ,当发生停电 、 停气 等对 温度 、 碳势有影响 的外界 因素时 , 渗碳作用 会减 弱.系统会实时计算并作 出相应 的调整 ( 系统有 不间断电源停 电时的采样计算) , 因此 , 系统能实现 良好的重现性 .处理的产品渗层均匀性好 ,渗层 ≤l mm 时 ,渗层偏差 ≤±

0 .

0 5 m m,层深1 ~

2 m m,时渗层偏 差≤± O .

1 0 mm;

硬度均匀,同一 件产 品HR C≤± O .

5 , 同一炉产品HR C≤±

1 .

0 , 不同炉产 品H R C≤±

1 .

5 ;

金相组 织:碳化物 、 马氏体 及残余奥 氏体级别均在3 级 以下 , 在9年的正 常生产中未 出现一 次废品,钢 领质 量相当稳定 , 寿命大大提高 , 以前用2 ~

3 个 月就剥落失效 , 现 在很 少有 用户 反 映早期 剥 落失 效.用户 评价 很高.同时 . 系统 能正 确计 算工件的形 状对碳浓 度分布的影响 , 使得工件的不同部位能获得理想的浓度分布 ・

11 3・ 第23卷第 6期( 总第

1 0 6期) 机械管理开发2oo8年

1 2月 和渗 层组织 .

2 -

3 生产效 率提 高 专家 系统预 测和精 确控 制碳 浓度分 布 ,可 以获得 良好的浓度分布 曲线 , 大大提高产品的使用寿命. 传统的渗碳工艺为强渗+ 扩散工艺 ,需要通过大 量 的工 艺试 验,要调整 渗碳 、 扩散 的碳 势和时间,最终确定一个合适的工艺 ,而且对各种干扰因素 自动作出 应变 , 无法 实现 需要 人工作 出调整 . 因此热处 理质 量很 不稳定 , 而且浓度曲线并不是最佳 的… . 专 家系统根 据渗 碳过 程中,不 同时期 渗碳速 度不 同的原理 , 在渗碳初期 , 大大提高炉气碳势( 以不出现 碳黑为极限) , 使工件表面碳浓度 C s 迅速提高到奥氏 体饱和碳浓 度C s , 计 算机 根据每一 时刻 气 相碳 势C g 实 际值计算渗层内浓度分布曲线 , 进入动态控制阶段;

为 了保证 每一时 刻从气 相转 移到固相 的的碳 流量J

1 等于由表面向内扩散的碳流量J

2 , 使表面浓度 C s 始终等于 C s , 使碳 以最大可能的速度 向内扩散 , 计算机根据每 一 时刻的浓度分布曲线计算出气相碳势 C g 最佳值 , 并 由计算机将 C g 调节到这一最佳值 , 从而实现渗碳过程 的最优控制. 整个过程中碳势是一直变化的, 强渗和扩 散没有 明显 的界 限是 自适 应的,十 几年 总结 的数学 模 型在线 控制保 证 了渗碳速 度最 快 .并 能得 到合 理 的浓 度分布曲线 . 及有效渗层的曲线平台最大化 , 这样可大 大提高工件的承载能力和使用寿命 . 实 践证 明装备 了 计 算机 动态碳 势控 制技 术 的智 能多用炉设备, 能在最短的时间内以最快的速度达到最 佳 的渗碳效果 , 生产成 本降低 , 生产效率 提高 , 处理 的产 品使用寿命提高 . 经过对 比试验 , 同样某一种产 品,按常规的二段顺序法控制工艺 ,从升温到淬火需要7 小时3 O 分,而用智 能动 态渗碳工 艺仅需

5 小时3 0分,节约 大量 原料及能源, 生产效率大大提高, 经济效率十分可观.

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4 冷却控 制 系统先 进 如果 只有 好 的渗 碳 系统 而 没有 好的冷却 系统.同样不可 能得 到好 的处理 效果 ,为保证 冷却 系统 良好 的温度均匀 性,设备 配备的良好 的导 流系 统,同时 . 系统 还配备了由搅拌速度分级可调装置 ,可以调节冷却速 度 ,实现冷却的柔性控制,并能预测淬火后的硬度分 布,收到很好 的效果 . 某 用户 的主导 产 品为液 压转子 、锭 子及轴 .轴的轴向跳动要求很严格 .如果超差将导致液压泵的噪音 成倍增 加,以前一 直是 老大难 问题 . 经常 造成装 配好 的 液压泵报废或用户退货 ,自采用了智能密封箱式炉以 后,变形 控制 的很好 , 后序校直 工序 也取消了,不再发 生 因变 形而 产生 的产 品报废 或退货 .