β型钛合金丝材在线热张力矫直机组的研制

结合β型钛合金丝材的矫直工艺,研制出了张力可稳定控制的用于β型钛合金丝材矫直的在线热矫直机组。此机组通过恒张力恒速度系统、快速均温加热系统和快速循环冷却系统三大模块合理匹配控制,有效解决了β型钛合金丝材在线热张力矫直中存在的两大问题：矫直张力的稳定控制和矫直效率与质量稳定性的提高。此矫直机组的成功研制,不但可满足对β型钛合金丝材的矫直要求,而且对其矫直工艺的进一步改进研究以及对其他金属丝材矫直工艺的研究或者矫直设备的研制均具有一定的借鉴和参考意义。     

宝鸡有色金属加工厂新增一台六辊棒材矫直机

最近，宝鸡有色金属加工厂新增了一台J－BLR一130六辊棒材矫直机，该机与原有的精锻机配套使用，对钛及钛合金格锻棒材进行锻后余热在线矫直和退火加热后矫直．矫直钛棒材的尺寸范围为25mm~130mm，长度1．5m～7m．该机为直流调速可逆矫直机，可满足该厂精锻机生产的所有钛及钛合金棒材的矫直需要，矫直精度为1／100ho采用西门子直流调速系统和可编程控制器对其进行驱动和控制．各矫直辊压下和转角均可电动调节和数字显示，并具有超载液压保护功能．可适应精锻棒材规格频繁变化的特点和实现全自动矫直．六辊矫直机的投产，使该厂可明显改善…     

整体自阻电加热渐进成形温度控制系统

针对整体自阻电加热渐进成形加工区的温度控制问题,以TC4钛合金为实验材料并基于整体自阻电加热渐进成形的工艺特点,采用有限元模拟方法设计了使渐进成形加工区温度梯度较小的加热电极。同时,基于模糊自适应PID控制原理,设计了相应的模糊PID控制器,搭建了S3C2440嵌入式平台,并在此平台上开发了整体自阻电加热渐进成形温度控制系统以精确控制成形区的温度。最后,通过阶跃响应法对温控系统的数学模型进行了辨识,并采用仿真与实验验证相结合的方式验证了该温度控制系统的科学性。     

钛及钛合金型材挤压感应加热炉群控系统研制

钛及钛合金型材挤压窗口温度相对比较窄,因此要求坯料加热温度精确、一致,同时要求感应加热炉与挤压机的协调配合同步控制。针对钛及钛合金型材挤压用的25 MN挤压机及配套的6台200 k W感应加热炉,研制了感应加热炉与挤压机同步协调配合的群控系统。该系统采用Profinet、Profibus、RS485总线构建了加热炉监控主机与挤压控制主机、加热控制机的控制网络,利用模糊PID控制算法实现对温度精确性和一致性的控制,采用多总线实时通讯网络实现感应加热炉与挤压机的同步协调控制。在某企业的实际运行结果证明：该系统对提高钛及钛合金型材质量和挤压生产效率,以及稳定挤压生产工艺具有重要作用,在稀有金属加工领域具有典型应用价值。     

电热镦工艺与电热镦机概况

近年来,锻件的加热越来越趋向于采用电加热,电加热温度易控制,氧化皮少,易于实现锻造生产的自动化。电加热有二种方式:一种是利用中频感应加热,这种加热速度快,因此生产率高;另一种是电接触加热,由于加热和镦粗同时逐步进行,故特别适用于锻造比大的零件,一次加热镦粗完而不会弯曲。     

基于感应加热电流的温度控制模型研究

介绍了基于脉冲密度调制（PDM）的感应加热电源的拓扑结构及其工作原理。根据感应加热的电磁原理，运用数学、物理学方法，研究分析了感应加热过程中各种发热效应的产生原理，推导出被加热工件的温度与感应电流和加热时间之间的数学关系，并建立了温度模型。根据该温度控制模型和对被加热工件的预期加热温度，通过数字信号处理器（DSP）的实时运算，辨识出所需感应电流和加热时间，实现通过对感应加热电源谐振电流的在线调控，达到对工件温度的间接控制。为实现无温度传感器的温度精确控制，简化系统结构，降低装置成本和提高系统可靠性提供了有效的理论依据。     

热镦温度对复杂型面钛合金自锁螺母成形性能的影响

为了弄清热镦温度对复杂型面钛合金自锁螺母成形性能的影响,对加热温度与加热参数的关系,不同温度下钛合金螺母的成形性能进行了试验研究。结果表明:感应加热功率为20.5~32.6 k W、加热时间在5~9 s内可使钛合金螺母坯料的加热温度控制在800~950℃之间,变形程度为55.3%时复杂型面钛合金螺母毛坯可以实现一次镦锻成形;在实际镦锻过程中,激烈变形产生的变形热导致加热温度为950℃的样品实际温度已超过相转变点,进而引起晶粒急剧粗化;在800~900℃温度区间,随加热温度的增加,钛合金的成形能力提高,在900℃的加热温度下,钛合金自锁螺母呈现较好的成形性能。     

钛合金挤压型材自阻电加热拉弯成形工装设计

针对钛合金挤压型材电加热拉弯成形特点以及转台式数控拉弯机自身结构特点,进行合理的工装设计,并介绍型材加热系统、拉弯模具、保温系统及冷却系统等,为钛合金挤压型材类零件的电加热拉弯成形工艺提供参考。     

钛合金管材二辊矫直机辊型曲线与矫直精度分析

针对钛合金管材很难被矫直的问题,采用压扁加反弯的方法得到很好的矫直效果。设计了实现钛合金管材压扁加反弯矫直的分段等曲率反弯辊型,从弹塑性基本理论出发,推导了矫直过程中考虑材料强化条件下的弯矩公式,并建立了矫直精度的理论计算模型。借助该矫直精度计算模型对反弯量组合进行了优化,针对典型产品的分段等曲率反弯钛合金管材,提出合理的压扁量取值范围,为实际生产中辊缝调节提供参考。     

碳达峰目标下稠油电加热控制装置设计及试验研究

为提高稠油井电加热系统的加热效率,改变目前油田现场主要通过人工经验控制和低效的自动控制造成能源浪费的情况,研究并提出一种稠油电加热控制装置。基于非嵌入式获取的油井生产电信号,以稠油开采电机的电功率为闭环反馈信号,获取油液最优温度的参考输入。在此基础之上,通过井口油液温度的微分反馈环节,改善温度迟滞效应,实现中频电源输出功率的节能控制。通过对嵌入式硬件核心电路模块的设计和主要软件功能的开发,不仅实现了稠油井电加热过程的动态控制,还实现了各项运行指标的现场实时监测。稠油开采井场测试结果表明：该稠油电加热控制装置满足油井节能安全的生产需求,节能可达21%,相当于少排放二氧化碳约82.3 t     

超塑成形液压机加热平台测温系统的结构及原理分析

针对超塑成形对温度控制有严格要求的状况,对其加热平台进行温度探测,采集加热平台上多点的温度,将温度信号反馈至PLC,通过触摸屏显示,并通过PLC对各点温度进行对比,控制不同加电热管之间或同支电加热管的不同分段处的电流强度,达到平台各点温度迅速平衡的目的。测温系统由热电偶、西门子SM331热电偶模块、西门子S7-300 PLC可编程控制器、西门子FM355 PID闭环控制器、工业触摸屏等组成。通过热电偶直接测量温度输出电动势信号,并把电动势信号转换成PLC内部处理用的数字信号,最终由PLC进行处理后对相应电加热管的开关时间进行控制。     

基于PLC的发动机曲轴热锻智能控制系统设计

为了稳定产品质量并提高其综合性能,对某汽车发动机曲轴热锻成形工艺进行了分析。针对热锻感应加热,运用PLC编程对其加热炉系统中的温度进行了精确的智能化控制,对各感应加热炉区温度进行实时控制及监控,实现对其感应加热炉系统的智能控制。设计的发动机曲轴热锻智能控制系统能够根据不同感应炉区的加热温度实时调节其他感应炉区的温度,从而使毛坯感应加热温度在合理的范围内。     

金属材料直接接触加热熔化过程的研究

采用准稳态法对电加热管直接接触加热金属材料的熔化过程进行了研究，获得了金属材料在熔化过程的温度分布、界面移动规律以及电加热管表面温度的变化与表面热负荷的关系，并通过试验验证了电加热管在金属熔化过程中表面温度的变化规律。理论计算结果表明，当电热管加热功率密度较大时，其表面温度和金属材料温度均不会大幅度升高；理论和试验结果的比较表明，电热管表面温度的理论计算结果和试验结果较为一致。     

热处理制度对TC6钛合金显微组织的影响

通过热处理实验研究了加热温度(850,900,950和1 000 ℃)和保温时间(3,30,60和120 min)对TC6钛合金显微组织的影响规律.研究结果表明加热温度和保温时间对钛合金显微组织影响较大.其中,加热温度主要影响钛合金显微组织中α相的含量,即α相数量随加热温度的升高而逐渐减少;保温时间主要影响钛合金显微组织中次生α相的大小.加热温度和保温时间对组织的形态影响均较小.     

TA15钛合金大型锻坯工艺及组织与性能研究

研究了TA15钛合金大型锻坯的工艺、组织与性能。结果表明:在940～970℃加热锻造,TA15钛合金组织对加热温度敏感,随着温度的提高,初生α相含量减小,合金的室温和500℃高温强度均降低,塑性几乎保持不变,冲击韧性小幅提升;在760～840℃退火,随着温度的提升,细针状α相弥散析出,强度提升,塑性和冲击韧性变化小。锻坯锻造加热温度应控制在950℃,退火温度选择840℃。     

基于变频调速的全液压矫直机双独立闭环研究

为了实现全液压矫直机的多参数调节与控制,提高液压系统的工作效率和控制精度,提出了一种基于变频调速的独立位置闭环和压力闭环的控制方法。用变频电机取代普通三相异步电动机驱动定量泵实现对液压系统流量的在线实时无级改变,用比例溢流阀取代电磁溢流阀实现全液压矫直机的恒压力控制,同时也可以根据不同的板厚实现在线压力的无级改变,用内置磁致伸缩位移传感器来实时反馈液压缸活塞杆的位移实现对液压缸位置的精确控制。建立了全液压矫直机位置闭环和压力闭环双环独立控制模型,并在AMESim软件中通过仿真证明了该控制方法的正确性,最后在现场十一辊全液压矫直机上验证了该控制方法的可行性和实用性。     

变截面TA15钛合金大锻件初生α相控制与定量估算方法

研究了TA15钛合金变截面大型锻件初生α相含量与室温和500℃高温拉伸性能的关系,系统分析了TA15钛合金两相区锻造工艺窗口内锻造加热温度、冷却速率、截面厚度、加热火次等参数对初生α相含量的影响规律。结果表明:加热温度高、冷却速率快、截面厚度薄、加热火次多,初生α相含量低;反之亦然,并给出了定量关系。对于大型复杂TA15钛合金锻件的制备,在制订工艺时必须充分考虑各种因素的影响,在了解初生α相含量对性能影响规律的基础上,根据服役性能要求,控制初生α相的含量。     

数字化在线监测系统在真空熔炼炉中的应用

为了实现铸造过程的信息化控制,减少人为因素对铸造质量的影响,在真空熔炼炉上安装了数字化在线监测系统,通过实时监测系统对真空炉的主要参数(温度、真空度、浇注速度等)进行实时在线监测,实现对真空熔炼过程的全程检测,保证熔炼工艺的合理实施,预防可能发生的故障,有效地降低了铸件的废品率。     

基于PLC的锻造加热炉温度智能控制系统设计

热锻过程中热量利用率较低、加热不均匀、控制精度及智能化较低。对某型锻造电阻加热炉的组成及原理进行了分析;针对其加热系统,运用控制系统中的FM355模块的PID或者温控仪表的模糊算法对功率调整器的输出功率进行了精准控制,进而控制加热器进行加热,循环风机将热量快速送出至炉体内部,使得炉体温度快速精准达到工艺所需温度,从而实现对锻造加热炉温度的智能化控制。在实际应用中,智能控制系统运行稳定,实时温度控制误差在0.5℃以内,控制精度较高。     

降低40CrMoV5-1钢矫直辊工频感应淬火开裂风险

为了降低40CrMoV5-1钢矫直辊工频感应淬火开裂风险,同时满足其工频感应淬火硬度要求,利用线切割切取40CrMoV5-1模具钢试块,先对试块进行淬火处理并检测硬度,确定合适的最低淬火温度。矫直辊工频感应淬火时,控制好淬火起始位置和结束位置的加热和冷却。淬火结果表明,工频感应淬火温度范围为990～1010℃时,矫直辊硬度满足技术要求,硬度达到了57～58 HRC,并且没有任何裂纹产生。