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热处理设备——智能热处理装备

发布来源:东莞挣鑫金属表面处理厂  发布日期: 2022-10-09  访问量:159

1.热处理设备的行业需求

   热处理是指在严格控制的加热和冷却条件下处理金属材料,通过改变材料中的显微组织来满足所需的性能或使用寿命。热处理是保证和提高机械零件质量和使用寿命,充分发挥材料潜力的关键过程。广泛应用于航空航天、**、汽车、工程机械、轨道交通等行业。智能、高效、节能、环保是热处理行业的基本发展趋势。

   智能热处理设备研究的总体目标是以智能热处理设备关键通用技术的工程化和产业化为目标,以智能化和信息化为目标 目标是高效节能减排。工程研发主要从智能可控大气热处理设备、智能真空热处理设备、智能感应热处理设备、智能等离子体表面改性设备、智能大型工业加热炉五个方向,重点解决智能热处理设备领域的创新能力和技术支持,实现我国热处理从低端技术向高端技术的转变。

   2.中国智能热处理设备简介

   2.1 热处理设备技术现状

   热处理设备可分为电阻加热炉、感应加热炉、离子体、电子束、激光束加热炉、燃气加热炉、燃油加热炉和燃煤加热炉。目前,我国以电加热处理设备为主体,约占总量的90%。其他加热方、燃煤等其他加热方式不到10%。根据炉内介质,分为空气介质炉、盐浴炉、保护大气炉、流态粒子炉、可控大气炉、真空大气炉和等离子体炉。

   近60年来, 我国热处理设备从空气介质炉和盐浴炉发展到保护大气炉和流态粒子炉,再发展到可控大气 真空大气炉和等离子炉。目前,我国热处理技术与国外热处理技术存在较大差距。美国等发达国家对热处理过程的控制已向自动化、智能化、灵活化发展。由于历史原因,我国许多企业规模大、全面,社会化、工业化、规模化生产尚未形成小型全热处理。因此, 生产效率低26倍 ,设备利用率和负荷率低于30% ,但能耗超过美国40%。

   2.2 我国热处理设备技术发展趋势

   由于机械制造业的快速发展,热处理设备的更新速度加快。由于国外产业转移、大型国有企业和大量民营企业的技术转型、华东和华南沿海城市对轻工业和电气产品模具的大量需求 随着汽车等制造业零部件加工合作的推进,以真空热处理设备和密封多用炉生产线为主的设备更新浪潮兴起。在汽车、轨道交通、造船等行业发动机、变速箱部件、基本部件的热处理中,也出现了推杆炉、辊炉、网带炉、密封多用炉、感应淬火机床等离子设备的热处理设备更新,设备市场蓬勃发展。为加快我国热处理技术的完善,需要全面分析我国热处理技术的水平,对现有技术的不足提出新的改进技术、新材料、新设备。

   2.2.1 采用新的加热源

   热处理加热源有多种形式。如今,人们更加关注高能热源。与其他方法相比,高能热处理在减少特殊零件的变形、优异的组织性能和表面状态方面具有无可比拟的优势。它不仅能显著提高热处理零件表面的耐磨性和耐腐蚀性,还能延长其使用时间。因此,近年来,高能热处理发展迅速,成为改变金属材料表面特性的主要技术。大型外国企业逐步采用激光热处理和离子注入表面改性技术。但由于高能热处理设备成本高,我国的应用仍然很少,但其发展前景广阔,未来将是一项重要的热处理工艺。

   2.2.2 采用新的加热方法

   通常,少无氧化加热的目的是减少金属氧化损失,减少金属氧化损失,保证工件表面质量,在实际热处理过程中实现少无氧化加热。在表面加热领域,感应加热主要采用真空和可控气氛技术,具有加热快、工件变形小、生产率高、工件表面氧化、工件表面氧化、工件表面氧化等优点。

   2.2.新型淬火淬火介质

   淬火介质在淬火过程中起着非常重要的作用,直接影响工件的淬火质量。合理使用淬火介质可显著减少工件的变形 ,提高淬火工件的表面精度。水、油、盐通常用作淬火介质。 今后要全面提高原淬火介质的性能,积极研究经济安全污染。

   2.2.4多参热处理

   传统的热处理通常以温度和时间为热处理参数 单热处理 效果很单一 因此,必须开发多参数热处理和复合热处理工艺,多参数热处理工艺主要是真空热处理、化学热处理和变形热处理复合热处理可复合两种或两种以上的热处理工艺,或热处理工艺,获得各工艺的综合效果,工件性能更好,节约能源,降低成本,提高生产效率。

   2.2.5 热处理生产的自动化和专业化

   为实现热处理生产的自动化,逐步引入计算机,确保热处理过程的稳定性,获得高质量的产品质量,使热处理设备朝着高效、低成本、灵活、智能的方向发展。许多外国现代企业在热处理中使用计算机,国内热处理设备也引入了越来越多的计算机控制,大大提高了设备的自动化水平和生产效率,在实时控制、计算机辅助设计、计算机模拟和数学模型开发应用方面也取得了一定的成果。

   3.智能热处理的重点发展技术

   3.热处理设备节能减排控制技术主要包括以下几个方面

   (1)炉体结构、工具、夹具的优化设计,即利用现代设计方法优化炉体结构、工具、夹具,使炉体结构满足节能减排的要求。

   (2)节能电源和新加热元件的研发。感应加热是较好的加热方法。其先进的技术反映在高频电源通常由半导体功率装置组成。理论上,输出功率越大,频率越高,技术就越良好。感应冶炼中频炉功率越大,整流炉容量越大,技术越先进,真空感应炉吨位越大,技术越先进。

   (3)新型节能炉材料的研究和应用 炉体密封主要是指炉内各部件、炉壳、炉门的密封。炉体密封不严格,容易引起火灾、泄漏、能源浪费,甚至损坏设备。因此,炉体密封是直接决定产品质量和生产能耗的关键。新型耐火纤维产品的出现为炉体密封创造了条件,实现了软密封。炉体内壁涂有高温高辐射涂料,加强炉内辐射传热,有利于充分利用热能。节能效果3% ~5% 是近期节能的方法。

   (4)电磁辐射控制设计 为了防止电磁辐射对周围环境和人类健康的有害影响,必须将电磁辐射的强度降低到允许的程度 屏蔽是限制一定空间内有害影响的常用有效技术。

   3.

   3.2.1 淬火冷却工艺数值模拟

   随着计算机技术的发展,数值模拟法为淬火过程中相互作用的数量计算提供了强有力的工具。虽然数值模拟不能直接给出相态分布、应力分布和工艺参数之间的关系,但它可以耦合介质流场、工件温度场、组织场和应力应变场,并直观地给出温度、组织和应力应变。计算机模拟的应用预计将使热处理摆脱依赖经验和操作员技能的落后,并朝着准确预测生产结果和实现可靠质量控制的方向发展。

   3.2. 淬火变形控制技术

   淬火变形控制技术是提高产品质量、延长零件使用寿命、提高经济效益的重要手段。由于淬火变形的影响因素非常复杂,变形控制难以控制变形措施,积累了一定的实践经验。

   3.2.

   强淬火是在金属固态相变点以上加热绝缘,通过快速冷却淬火零件表面,常规淬火冷却到淬火剂温度,钢表面形成拉应力或低应力,强淬火仍处于热状态,使其表面形成压力应力,消除淬火开裂现象,减少淬火变形,减少疲劳裂纹和应力腐蚀开裂的可能性,延长零件的使用寿命,在材料热处理过程中取代或减少渗碳、喷丸和喷砂过程。

   中国的智能布局

   在无氧化热处理技术的发展趋势中,首先推进了可控气氛热处理。目前,光亮淬火、退火、渗碳淬火、碳氮共渗淬火、气体氮碳共渗仍以可控气氛为主要手段。因此,可控气氛热处理仍然是智能先进热处理技术的主要组成部分。其优点是防止工件氧化脱碳、渗碳等化学热处理。对于脱碳工件,表面碳可以渗透渗碳,便于实现机械化和自动真空热处理。 热处理质量大大提高 传统的热处理 相比之下,可以实现无氧化 无碳 无碳 使工件表面更加明亮

   感应加热热处理设备利用电磁感应产生涡流电加热,对工件表面进行热处理。具有生产效率高、能耗低、污染少、安全性好、自动化生产方便等优点。常用于表面淬火,也可用于局部退火或回火。随着我国制造业的发展,高效 对自动化和高重现性感应淬火工艺设备的需求显著增加,感应淬火机床正朝着成套、紧凑、在线、灵活、数控和自动化的方向发展。智能等离子体技术是一种处理材料表面的技术,涉及多学科,需要深入研究等离子体表面改性机制,分析等离子体表面处理工艺参数、材料性能和表面条件,优化现有工艺参数,开发新型成熟可靠的工艺设备,分析远离平衡状态下微组织结构的变化,进一步发展等离子表面处理工艺参数、材料性能和表面状态。

   5、总结

   随着科学技术的不断进步,对热处理设备的要求越来越高,智能热处理设备将在我国工业中发挥重要作用。 ,加快智能热处理设备的发展,对促进我国科技进步、提高产品质量具有重要作用。

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