本技术属于热处理,尤其涉及一种热处理系统、热处理方法及可读存储介质。
背景技术:
1、热处理是将固态工件放在一定的介质中加热到适宜的温度,并在此温度中保持一定时间后,又以不同速度冷却,通过改变工件材料表面或内部的组织结构来控制其性能的一种工艺。
2、实验室热处理装置是进行新材料、新工艺开发的重要设备之一,其性能的好坏对材料性能的表征起着非常大的影响因素。在新材料、新工艺开发过程中,往往需要进行大量的对比试验,以获得有效的数据,这就对热处理装置的要求很高。
3、当前,在实验室热处理系统的自动控制与加热程序的匹配方面,多以时间节拍控制为主,工艺时间节拍、温度的准确控制与信号交互之间尚存在技术难点,往往出现温度还未达到要求就直接进入下一工序,不在有效加热区间处理,从而影响工件的热处理效果,损害了工件质量。
技术实现思路
1、本技术旨在至少能够在一定程度上解决工序中工件温度未达要求的技术问题,为此,本技术提供了一种热处理系统、热处理方法及可读存储介质,确保加热温度达到预热温度再进行下一工序,实现有效热处理温控,能够提高温度的可靠性,进而提高工件处理质量。
2、第一方面,本技术实施例提供一种热处理系统,其包括:
3、淬火装置,用于对经加热的工件进行淬火;
4、加热装置,用于对工件进行加热,加热装置与淬火装置相间隔,加热装置内设有温度检测器和加热件,加热件用于对工件加热,温度检测器用于对工件进行温度检测;
5、转运装置,用于在检测的工件温度达到设定的预热温度后,将工件从加热装置中转移至淬火装置;
6、热处理控制器,与温度检测器电连接,用于接收温度检测器反馈的工件温度,对加热件的加热方式进行调节,以及控制转运装置动作。
7、在可选实施方式中,对加热件的加热方式进行调节时:
8、控制加热件进入预热工作段并开始计时,对工件进行加热;
9、检测达到设定的预热时间t0后工件的实际温度ti,将实际温度ti与设定的抑制温度区间的下限值tmin进行比对;若ti小于tmin,控制加热件继续加热;若ti大于等于tmin,通过热处理控制器控制加热件,加热件进入保温工作段,并在设定的抑制温度区间内对工件进行加热,继续检测工件的实际温度ti,在ti大于或等于设定的预热温度t时,控制加热件结束加热。
10、在可选实施方式中,设定的抑制温度区间为[tmin,tmax],设定的抑制温度区间的下限值tmin=t-δt,抑制温度区间的上限值tmax=t+δt,其中δt为设定的抑制值。
11、在可选实施方式中,控制转运装置动作,具体包括:当ti大于等于设定的预热温度t时,热处理控制器控制转运装置动作。
12、在可选实施方式中,加热装置包括低温加热装置、中温加热装置和高温加热装置,分别用于将工件加热至预热温度t1、预热温度t2和预热温度t3,预热温度t1小于预热温度t2,预热温度t2小于预热温度t3,低温加热装置、中温加热装置和高温加热装置分别与淬火装置相间隔。
13、在可选实施方式中,还包括风冷装置,置于低温加热装置、中温加热装置或高温加热装置旁,用于对工件进行降温。
14、在可选实施方式中,还包括保护气氛装置,用于提供保护气,保护气氛装置连通至低温加热装置、中温加热装置、高温加热装置、淬火装置和风冷装置。
15、在可选实施方式中,淬火装置包括第一淬火槽和第二淬火槽,第一淬火槽位于低温加热装置与高温加热装置之间,第二淬火槽位于中温加热装置与高温加热装置之间,低温加热装置、中温加热装置和高温加热装置呈三角布局,低温加热装置和高温加热装置分别位于中温加热装置的两侧。
16、在可选实施方式中,低温加热装置的加热温度范围为[20℃,650℃],低温加热装置的温度均匀性小于等于±5℃。
17、在可选实施方式中,中温加热装置的加热温度范围为[400℃,850℃],中温加热装置的温度均匀性小于等于±6℃。
18、在可选实施方式中,高温加热装置的加热温度范围为(850℃,1400℃],高温加热装置的温度均匀性小于等于±7℃。
19、第二方面,本技术实施例提供一种热处理方法,其采用上述的热处理系统,热处理方法包括:
20、通过热处理控制器控制加热件以第一加热速率对工件进行加热,并开始计时,检测达到设定的预热时间t0后工件的实际温度ti,将ti与设定的抑制温度区间的下限值tmin进行比对;若ti小于tmin,对工件继续进行加热;若ti大于等于tmin,则通过热处理控制器控制加热件以第二加热速率对工件进行加热,继续检测工件的实际温度ti,在t大于tmin,第一加热速率大于第二加热速率,第一加热速率和第二加热速率随时间逐渐减小;
21、当ti等于t时,热处理控制器控制转运装置将工件转移至淬火装置进行淬火。
22、在可选实施方式中,以第二加热速率对工件进行加热,包括:将工件置于保温环境,保温环境的温度区间为[tmin,tmax],tmin=t-δt,tmax=t+δt,其中,δt为设定的抑制值。
23、在可选实施方式中,对工件进行淬火,包括:将工件置入淬火装置中进行淬火,并对淬火装置中的淬火介质进行补偿加热,补偿加热的温度小于等于150℃,以使工件的温升小于等于15℃。
24、第三方面,本技术实施例提供一种工件的热处理方法,其采用上述的热处理系统,热处理方法包括:
25、将工件置于低温加热装置中进行加热,待工件的实际温度ti达到设定的预热温度t1时,通过转运装置取出工件并转移进入淬火装置进行淬火;
26、将工件转移进入中温加热装置中进行加热,待ti达到设定的预热温度t2时,通过转运装置取出工件并转移进入淬火装置进行淬火;
27、将工件转移进入高温加热装置中进行加热,待ti达到设定的预热温度t3时,通过转运装置取出工件并转移进入淬火装置进行淬火,或转移至风冷装置进行退火。
28、在可选实施方式中,从低温加热装置、中温加热装置取出工件并转移至淬火装置的时间均小于等于10s,从高温加热装置取出工件并转移至淬火装置的时间小于等于16s。
29、第四方面,本技术实施例提供一种可读存储介质,其包括存储的计算机程序,其中,在计算机程序运行时控制可读存储介质所在设备执行上述的热处理方法。
30、由上述技术方案可知,本技术的有益效果为:
31、1、本技术的系统,不再采用时间或节拍进行生产,而是通过加热装置与转运装置之间的信号传递实现的,具体地,通过温度检测器对加热装置的温度进行检测,以获取的温度作为依据,反馈至热处理控制器进行判断,从而通过热处理控制器对加热方式进行调节,这样加热件能够以不同方式进行加热,能够更好地调控温度变化,而转运装置接收到信号后,能够将工件从加热装置中转移至淬火装置,这样在温度达到预热温度时才进行淬火,解决了温度未达到要求进入下一工序的问题,能够实现有效温控,确保热处理过程的工艺温度控制,从而提高工件处理质量。
32、2、本技术的方法,通过设定的预热时间,确定进行工件的加热工序,通过预热温度的设定,将工件升温的最终温度确定,再通过抑制温度区间的设定,确定下限值,确保判断执行工序的依据,通过将检测的实际温度和抑制温度区间的下限值进行比对,能够对工件的加热方式进行调节,先以第一加热速率进行加热,当实际温度未达到下限值时,则表示加热工序第一阶段的按时间或节拍并未达到需加热的温度,则继续对工件加热,以确保温度能够升高接近预热温度,当实际温度达到下限值时,则表示加热工序第一加热速率阶段结束,此时采用第二加热速率进行加热,将工件则继续缓慢跟随加热装置110进行升温,直到工件温度达到预热温度,则打开加热装置110进行下一工序;由于在原有时间或节拍热处理工序基础上加入了上述温度检测和触发温控调节的方式,使各项工艺加热参数受控可调,确保加热温度达到预定温度,确保加热工序的第二阶段温度能够保持足够的时间要求,实现有效热处理温控,能够提高温度的可靠性,能够更精确地调控工件温度,以满足热处理的工艺要求,进而提高工件处理质量。
33、3、本技术的方法,通过将工件置于低温加热装置中加热,检测温度并进行判断,这样能够将工件加热至设定的第一加热温度,再进行淬火;通过将工件置于中温加热装置中加热,检测温度并进行判断,这样能够将工件加热至设定的第二加热温度,再进行淬火;通过将工件置于高温加热装置中加热,检测温度并进行判断,这样能够将工件加热至设定的第三加热温度,再进行淬火或退火。经过上述三个加热过程,能够将工件的整个热处理过程划分为三个具有先后顺序的工序,能够剔除人为因素,避免人工操作的不确定性,使各项试验参数受控可调,提高试验数据的可靠性,各工序之间能够协同配合,确保工件的热处理符合生产要求。
34、4、本技术的可读存储介质,通过计算机程序,能够执行热处理方法,进而在热处理过程中,完成对工件的加热和加热方式调节,以及对转运装置的动作控制。
1.一种热处理系统,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的热处理系统,其特征在于,对所述加热件的加热方式进行调节,具体包括:
3.根据权利要求2所述的热处理系统,其特征在于,所述设定的抑制温度区间为[tmin,tmax],所述设定的抑制温度区间的下限值tmin=t-δt,所述抑制温度区间的上限值tmax=t+δt,其中δt为设定的抑制值。
4.根据权利要求2所述的热处理系统的热处理系统,其特征在于,所述控制转运装置(130)动作,具体包括:当所述ti大于等于所述t时,所述热处理控制器控制所述转运装置(130)动作。
5.根据权利要求1-4任一所述的热处理系统,其特征在于,所述加热装置(110)包括低温加热装置(111)、中温加热装置(112)和高温加热装置(113),分别用于将工件加热至预热温度t1、预热温度t2和预热温度t3,所述预热温度t1小于所述预热温度t2,所述预热温度t2小于所述预热温度t3,所述低温加热装置(111)、所述中温加热装置(112)和所述高温加热装置(113)分别与所述淬火装置(120)相间隔。
6.根据权利要求5所述的热处理系统,其特征在于,还包括风冷装置(140),置于所述低温加热装置(111)、所述中温加热装置(112)或所述高温加热装置(113)旁,用于对所述工件进行降温。
7.根据权利要求6所述的热处理系统,其特征在于,还包括保护气氛装置(150),用于提供保护气,所述保护气氛装置(150)连通至所述低温加热装置(111)、所述中温加热装置(112)、所述高温加热装置(113)、所述淬火装置(120)和所述风冷装置(140)。
8.根据权利要求6所述的热处理系统,其特征在于,所述淬火装置(120)包括第一淬火槽(121)和第二淬火槽(122),所述第一淬火槽(121)位于所述低温加热装置(111)与所述高温加热装置(113)之间,所述第二淬火槽(122)位于所述中温加热装置(112)与所述高温加热装置(113)之间,所述低温加热装置(111)、所述中温加热装置(112)和所述高温加热装置(113)呈三角布局,所述低温加热装置(111)和所述高温加热装置分别位于所述中温加热装置(112)的两侧。
9.根据权利要求6所述的热处理系统,其特征在于,所述低温加热装置(111)的加热温度范围为[20℃,650℃],所述低温加热装置(111)的温度均匀性小于等于±5℃。
10.根据权利要求6所述的热处理系统,其特征在于,所述中温加热装置(112)的加热温度范围为[400℃,850℃],所述中温加热装置(112)的温度均匀性小于等于±6℃。
11.根据权利要求6所述的热处理系统,其特征在于,所述高温加热装置(113)的加热温度范围为(850℃,1400℃],所述高温加热装置(113)的温度均匀性小于等于±7℃。
12.一种热处理方法,其特征在于,采用权利要求1-11任一所述的热处理系统,所述热处理方法包括:
13.根据权利要求12所述的热处理方法,其特征在于,以所述第二加热速率对所述工件进行加热,包括:将所述工件置于保温环境,保温环境的温度区间为[tmin,tmax],tmin=t-δt,tmax=t+δt,其中,所述δt为设定的抑制值。
14.根据权利要求12所述的热处理方法,其特征在于,对所述工件进行淬火,包括:将工件置入所述淬火装置(120)中进行淬火,并对所述淬火装置(120)中的淬火介质进行补偿加热,补偿加热的温度小于等于150℃,以使所述工件的温升小于等于15℃。
15.一种热处理方法,其特征在于,采用权利要求6-11任一所述的热处理系统,所述热处理方法包括:
16.根据权利要求15所述的热处理方法,其特征在于,从所述低温加热装置(111)、所述中温加热装置(112)取出工件并转移至所述淬火装置(120)的时间均小于等于10s,从所述高温加热装置(113)取出工件并转移进入所述淬火装置(120)的时间小于等于16s。
17.一种可读存储介质,其特征在于,其包括存储的计算机程序,其中,在所述计算机程序运行时控制所述可读存储介质所在设备执行权利要求12-16任一所述的热处理方法。
