Hogyan lehetne javítani a hőkezelő kemence egységességét a hőkezelő tálca tervezésének optimalizálásával?

Az ipari hőkezelés területén a kemence hőmérsékleti egységessége az egyik alapvető mutató, amely meghatározza a termék minőségét. A statisztikák szerint a fém alkatrészek képzetlen teljesítménye által okozott gazdasági veszteségek a hőkezelő kemence hőmérsékleti eltérése miatt évente meghaladják a 2 milliárd dollárt. A munkadarabok hordozásának kulcsfontosságú hordozójaként a tervezés optimalizálása Hőkezelő tálca fontos áttörésgé vált a probléma megoldásában.
1. A meglévő tálca -tervezés fájdalompontjainak elemzése
A hagyományos tálcák többnyire hőálló acélból vagy öntött ötvözetekből készülnek, de a következő problémák gyakoriak:
Alacsony hővezetési hatékonyság: Az anyag nem elegendő hővezetőképessége magának a tálca egyenetlen hőmérsékleti eloszlásához vezet. Például a szokásos hőálló acél hővezető képessége csak 25 W/(m · K), ami megnehezíti a gyors hőmérsékleti egységesség elérését;
Durva szerkezeti kialakítás: A szilárd alsó lemez aránya túl magas (általában több mint 70%), ami komolyan akadályozza a kemence légáramlását;
Kontrollálható termikus deformáció: A tálca hajlamos a magas hőmérsékleten történő eltorzításra. A mért adatok azt mutatják, hogy a hagyományos tálca deformációja elérheti a 3-5 mm-t 800 ℃ munkakörülmények között, ami közvetlenül megváltoztatja a munkadarab fűtési helyzetét.
2. négy stratégia a tervezés optimalizálására
Anyag Forradalom: Kompozit anyagok gradiens alkalmazása
A szilícium-karbid kerámia és a nikkel-alapú ötvözetek összetett szerkezetét alkalmazzák. A tálca felülete szilícium-karbid kerámia bevonatot használ, amelynek hővezetőképessége akár 120 tömeg/k), és az alsó réteg nikkel-alapú ötvözet használ, nagy fajlagos hőkapacitással. A kísérletek kimutatták, hogy ez a kialakítás csökkentheti maga a tálca hőmérsékleti különbségét ± 25 ℃ -től ± 8 ℃ -ig.
Strukturális rekonstrukció: Bionikus méhsejt topológia kialakítása
A topológia optimalizálási algoritmus alapján egy méhsejt-struktúrát hoznak létre, amely a tálca nyitási sebességét 45%-55%-ra növeli, és a szerkezeti szilárdságot a véges elem-elemzés igazolja. A légiközlekedési alkatrészek mért adatai azt mutatták, hogy a kemencében a légáramlás -eloszlás szórása a javulás után 32% -kal csökkent.
Airflow rekonstrukciója: Útmutató az uszony integrációs technológiája
A tálca oldalsó falához hozzáadva egy 15 ° -os dőlésvezetőt, a CFD -szimuláció révén optimalizálódik, és a kemence holt zóna területét sikeresen 12% -ról kevesebb, mint 4% -ra tömörítik. Az American Heatkezelő Szövetség (AHT) esete azt mutatja, hogy ez a kialakítás szűkíti a karburizált réteg mélységének ingadozási tartományát ± 0,05 mm -re.
Intelligens beágyazás: termikus deformációs kompenzációs mechanizmus
Az alakmemória-ötvözetet (SMA) támogató struktúraként vezetik be, amely automatikusan kompenzálja a 0,8-1,2 mm termikus tágulást 600-900 ℃ tartományban. Miután egy német autóalkatrész -szállító alkalmazta ezt a technológiát, a Gear Részek három egymást követő tételének keménység eltérése csökkent a HRC 3.5 -ről a HRC 1.2 -re.
Iii. A gazdasági előnyök mennyiségi ellenőrzése
Összehasonlító adatok egy csapágygyártó vállalat átalakítása előtt és után, kimutatták:
A tálca szerviz élettartama 200 -szeresről 500 ciklusra nőtt
Az egység energiafogyasztása 18% -kal csökkent (a rövidített hőmérsékleti átlagolási időnek köszönhetően)
A termék -oltási keménység minősített aránya 82% -ról 97% -ra ugrott
A befektetési időszak megtérülését 8 hónapra rövidítették, bizonyítva, hogy az optimalizált formatervezésnek jelentős gazdasági értéke van.