管材柔性熱處理設(shè)備的研制.pdf

1、鋼管是一種經(jīng)濟型鋼材，在國民經(jīng)濟中占有重要地位。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設(shè)備的研制也使得研究人員不必在實際生產(chǎn)中對試驗材料進行熱處理，而是將復(fù)雜冗長的生產(chǎn)線所要實現(xiàn)的功能集合在一臺設(shè)備中來實現(xiàn)。這樣在既不耽誤實際生產(chǎn)任務(wù)，又提高了產(chǎn)品的試驗效率，比較真實地模擬了鋼管在實際生產(chǎn)中的熱處理過

2、程，對新產(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)備可以實現(xiàn)在保護性氣氛條件下對要求規(guī)格范圍內(nèi)的管材及板材進行不同加熱和冷卻速率的各種高精度熱處理工藝的模擬。在整個試驗中采用數(shù)字化操控系統(tǒng)自動控制整個試驗過程，并建立一個可以實現(xiàn)試驗數(shù)據(jù)存儲、查詢和報表等多種功能的數(shù)據(jù)庫，從而為實現(xiàn)研究人員對不同材質(zhì)的管材與板材進行熱處理工藝和機理的研究提供試驗依據(jù)，達到為人們開發(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)備和零部件的實物照片，對管材柔性熱處理設(shè)備的爐體部分，夾具系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和保護氣系統(tǒng)的性能參數(shù)和功能作用做出了詳細說明，對液壓系統(tǒng)的組成部件和工作原理進行了簡要論述。
　　(2)針對當前鋼管控冷技術(shù)的研究與應(yīng)用的相對不足，管材柔性熱處理設(shè)備將超快冷技術(shù)融合進管材的熱處理過程。可以采用直接擴散、噴氣、噴水和噴氣霧等多種冷卻方式，并對設(shè)備的噴水裝置采用周期性擺動的螺旋噴水式設(shè)計，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)針對熱模擬試樣尺寸較小，在熱模擬試驗后無法開展一些必須使用較大試樣才能完成的試驗的缺陷，本設(shè)備專門按照較大尺寸試樣對各個功能系統(tǒng)進行設(shè)計，熱處理試驗時可以選用尺寸范圍更寬的較大試樣進行加熱和冷卻試驗，彌補了傳統(tǒng)熱模擬實驗的不足。
　　(4)為了使試驗人員更加靈活的設(shè)計熱處理工藝制度，本設(shè)備的上位機配置了功能豐富的參

5、數(shù)設(shè)定人機界面。該界面涵蓋了試驗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，最終可以達到對管材和板材熱處理過程柔性化設(shè)計的目的。
　　(5)針對管材柔性熱處理設(shè)備控制系統(tǒng)的設(shè)計原則，對系統(tǒng)選型、硬件配置、通訊設(shè)置、功能任務(wù)分配等進行合理規(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，并對軟件結(jié)構(gòu)做出說明。
　　(6)為了方