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滴注式气氛密封箱式多用炉及其机组的技术创新

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随着科学技术的进步,使我国的热处理生产技术发生了深刻的变化,当前,可控气氛热处理是热处理生产技术发展的重点之一。在少无氧化热处理技术的发展趋势中,首推可控气氛热处理,它仍然是先进热处理技术的主要组成部分。

热处理现代化的关键是少无氧化。采用可控气氛热处理,可以实现少、无氧化和无增、脱碳加热,使工件表面光洁,没有化学成分变化,同时,可以控制各种化学热处理工件的表面成分和产品质量。实际上,在少品种、大批量生产中,尤其是碳素钢和一般合金结构钢件的光亮淬火、退火、渗碳、碳氮共渗及氮碳共渗等仍然以应用可控气氛为主要手段。

在各种热处理炉中,密封箱式炉的市场的需求量在不断增加,它的旺热乃缘于汽车、摩托车、采掘和工程机械、机车车辆以及战车制造业已经兴起的热处理技术改造。

先进的工艺装备既是先进的热处理生产技术的载体,又是优质、高效、节能、低成本和清洁生产的基本条件。依靠科技创新,不断研发制造高性能、高寿命、优质可靠的高端热处理设备,不断满足市场的需求,使企业本身获得了可持续发展,这永远是我们的目标追求。

多用炉是本机组的主要设备,可以单独使用。它由加热室、前室、淬火槽及推拉料机构等所组成。前室既是装料的过道,又是工件的淬火室,其下方是淬火槽。前室和加热室之间由密封良好的闸门隔开。

多用炉机组由多用炉、清洗机、回火炉、装卸料车、移动小车及计算机控制系统所组成。多用炉可以一炉多用,有着广泛的适应性,可以进行钢件的渗碳、碳氮共渗及光亮淬火等热处理,多用炉机组尤其适用于大批量生产的零部件、薄壁工件、实心工件以及表面碳浓度及渗层深度要求精确控制的各类工件。

多用炉机组的生产柔性大,可以单列或双列组合布置,以适应不同工艺和生产能力的需要。

对于同一炉次、炉膛内不同位置放置的工件及不同炉次处理的工件的质量(包括硬度、畸变、渗层、淬硬层等)的分散度也是一台热处理设备优劣的重要标志。美国2020年的热处理就有热处理质量分散度达到零(非常小)的目标。为此,就要求对热处理炉的测量控制精确度,有效加热区温度均匀度、生产节拍的稳定性、加热和冷却介质、炉气碳势、钢件碳浓度梯度等施行严格的限定、精确的计算机模拟和适时的自适应控制。

多用炉机组的微机控制系统由管理微机、控制微机及程控执行系统所组成,分别完成参数管理、气氛控制及动作执行等功能。三大系统通过通讯线路及协议软件构成一个完整的系统,从而实现多用炉机组的智能化控制。

众所周知,计算机能够解决热处理生产过程中的许多问题,在本多用炉机组中,全中文界面的计算机控制系统,可以进行工艺程序和工艺参数的优化、工艺的制定、编辑及存储调用以及过程的模拟和控制;可以对炉子进行监控,实现多用炉的群控,实现人机对话,确保炉子的正常运行;可对各种数据记录和分析,保证热处理质量;可以实现多用炉机组的无人自动化操作,并设有故障报警、记录和故障点指示等。

箱式炉机组的温度控制含有“专家”PID调节,采用调功控制模式,可对加热炉温度、淬火油温度、回火炉温度、清洗液温度等进行精确的实时控制,其中以加热炉温度控制尤为重要。加热炉温度的控制要求精确,控制点能够代表工件加热的温度。

温度控制的准确性直接影响到工件渗碳的质量,如果渗碳温度±10℃波动,将导致气氛碳势±0.07%C波动。温度波动愈小,碳势的波动愈小,所以提高温度控制的精度,可以减小气氛碳势的波动,从而保证零件的渗碳质量。

气氛控制,可用红外仪和氧探头作为传感器进行多元控制,对气氛碳势、渗碳层深度做到精确控制。