管材柔性熱處理設(shè)備的研制.pdf

1、鋼管是一種經(jīng)濟(jì)型鋼材，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。熱處理工藝是提高鋼管產(chǎn)品性能的一種重要手段。通過對(duì)管材采取不同的加熱和冷卻工藝，可以使鋼管獲得不同的力學(xué)性能和微觀結(jié)構(gòu)，為新產(chǎn)品的研發(fā)開辟了廣闊的空間。此外，管材柔性熱處理試驗(yàn)設(shè)備的研制也使得研究人員不必在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)試驗(yàn)材料進(jìn)行熱處理，而是將復(fù)雜冗長的生產(chǎn)線所要實(shí)現(xiàn)的功能集合在一臺(tái)設(shè)備中來實(shí)現(xiàn)。這樣在既不耽誤實(shí)際生產(chǎn)任務(wù)，又提高了產(chǎn)品的試驗(yàn)效率，比較真實(shí)地模擬了鋼管在實(shí)際生產(chǎn)中的熱處理過

2、程，對(duì)新產(chǎn)品的開發(fā)和工藝優(yōu)化有著重要作用。
　　管材柔性熱處理設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)在保護(hù)性氣氛條件下對(duì)要求規(guī)格范圍內(nèi)的管材及板材進(jìn)行不同加熱和冷卻速率的各種高精度熱處理工藝的模擬。在整個(gè)試驗(yàn)中采用數(shù)字化操控系統(tǒng)自動(dòng)控制整個(gè)試驗(yàn)過程，并建立一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢和報(bào)表等多種功能的數(shù)據(jù)庫，從而為實(shí)現(xiàn)研究人員對(duì)不同材質(zhì)的管材與板材進(jìn)行熱處理工藝和機(jī)理的研究提供試驗(yàn)依據(jù)，達(dá)到為人們開發(fā)原材料及管材熱處理工藝技術(shù)提供指導(dǎo)的目的。
　　

3、本文研究的內(nèi)容及成果如下:
　　(1)結(jié)合設(shè)備和零部件的實(shí)物照片，對(duì)管材柔性熱處理設(shè)備的爐體部分，夾具系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和保護(hù)氣系統(tǒng)的性能參數(shù)和功能作用做出了詳細(xì)說明，對(duì)液壓系統(tǒng)的組成部件和工作原理進(jìn)行了簡要論述。
　　(2)針對(duì)當(dāng)前鋼管控冷技術(shù)的研究與應(yīng)用的相對(duì)不足，管材柔性熱處理設(shè)備將超快冷技術(shù)融合進(jìn)管材的熱處理過程。可以采用直接擴(kuò)散、噴氣、噴水和噴氣霧等多種冷卻方式，并對(duì)設(shè)備的噴水裝置采用周期性擺動(dòng)的螺旋噴水式設(shè)計(jì)，使試樣

4、特別是管材試樣的外壁冷卻更加均勻。配合設(shè)備的輔助內(nèi)噴水冷卻后，管材內(nèi)外壁均可獲得快速均勻的冷卻效果。
　　(3)針對(duì)熱模擬試樣尺寸較小，在熱模擬試驗(yàn)后無法開展一些必須使用較大試樣才能完成的試驗(yàn)的缺陷，本設(shè)備專門按照較大尺寸試樣對(duì)各個(gè)功能系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，熱處理試驗(yàn)時(shí)可以選用尺寸范圍更寬的較大試樣進(jìn)行加熱和冷卻試驗(yàn)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)熱模擬實(shí)驗(yàn)的不足。
　　(4)為了使試驗(yàn)人員更加靈活的設(shè)計(jì)熱處理工藝制度，本設(shè)備的上位機(jī)配置了功能豐富的參

5、數(shù)設(shè)定人機(jī)界面。該界面涵蓋了試驗(yàn)中所能用到的加熱和冷卻等諸多工藝參數(shù)，增加了熱處理工藝制度的多樣性，最終可以達(dá)到對(duì)管材和板材熱處理過程柔性化設(shè)計(jì)的目的。
　　(5)針對(duì)管材柔性熱處理設(shè)備控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，對(duì)系統(tǒng)選型、硬件配置、通訊設(shè)置、功能任務(wù)分配等進(jìn)行合理規(guī)劃;依托現(xiàn)有控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)，選擇合適的編程軟件即美國NI公司的LabVIEW2010和德國西門子的STEP7，搭建軟件平臺(tái)，并對(duì)軟件結(jié)構(gòu)做出說明。
　　(6)為了方