名稱40Cr、42CrMo鋼熱處理調質生產線

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   感應加熱的加熱線圈與被加熱物（金屬）的關系就如同變壓器的1次側、2次側線圈的關系一樣。
   如圖所示，由加熱線圈通高頻電流產生的磁力線集中在被加熱物上、由電磁的感應作用，產生渦旋電流，將被加熱物加熱。在這個時候，根據鋼材的種類和形狀選擇適當的交流電流的頻率、功率、加熱時間、保持時間、線圈的形狀等，就能使各種鋼材得到適當的品質特性。其熱效率為95％，感應加熱，是把三相工頻交流電，整流后變成直流電，再把直流電變為可調節的中頻電流，供給由電容和感應線圈里流過的中頻交變電流，在感應圈中產生高密度的磁力線，并切割感應圈里盛放的金屬材料，在金屬材料中產生很大的渦流。工件依靠這些電流的焦耳熱達到預計溫度。如果圓柱體放在線圈中心，那么圓柱體周邊的溫度是一樣的，圓柱體加熱過程中也不會產生有害氣體、強光污染環境等。正因為感應加熱有以上的優點，在各種行業得到了廣泛推廣使用。

   噴射的水流在工件表面形成更加均勻接觸的核沸騰，使其橫截面的溫度場分布更加合理，抑制了整體的變形。冷卻水流噴至工件表面后沿工件前進方向形成一個包絡住工件表面的水柱，保證冷卻水和工件充分接觸，提高了偏心運動的工件均勻淬透。連續冷卻方式為鋼棒在通過控制冷卻裝置時，邊前進邊冷卻，使之從頭至尾漸次達冷卻到規定的終冷溫度，這是目前采用最多的冷卻方式，被廣泛應用于長桿管件淬火中。由于生產線為連續不間斷工作模式，整條生產線的控制采用PLC與人機交互系統，傳動采用變頻式對整條生產線進行調度調節，控制精度高、調節范圍廣、運行更加平穩。同時在電源配置上留有一定的富余量，以保證一定的加熱速度:在配套熱處理工藝中使用了相對Ac3高出很多的淬火溫度，讓工件芯部在足夠高的溫度進行奧氏體化。生產線溫度檢測采用高精度非接觸紅外線測溫儀，確保了產品質量的穩定性。紅外實時測溫系統將數據傳至操作臺的無紙記錄儀中，方便工作人員的遠端監控和生產關鍵參數的回溯。

成套設備組成及主要元器件廠家：
  1）淬火IGBT雙頻感應加熱電源：
  2）回火IGBT雙頻感應加熱電源：                
  3）淬火感應加熱爐體
  4）回火感應加熱爐體
  5）儲料架
  6）輸送架
  7）淬火爐體柜(含不銹鋼管道、雙頻電容器柜組、輸送托輥)               
  8）淬火水箱（含不銹鋼噴水圈，流量計及變頻托輥）                
  9）回火爐柜體(含不銹鋼管道、雙頻電容器柜組、變頻拖動）       
  10）寸動涼料裝置
  11）收料架
  12）PLC總控制臺
  13）變頻器控制柜                                            
  14）氧化皮過濾箱                                                               
  15）紅外測溫自動控溫系統  

設備機械系統工作過程：
   本成套設備機械動作采用PLC控制，只需人工將棒料置于儲料架，其余動作均由PLC控制下的系統自動完成?？筛鶕脩舻拿總€產品規格設定一套程序，工作時只需在觸摸屏上點擊需要生產的產品規格一切動作均有PLC程序自動完成。
天車吊料→儲料平臺→自動續料機構→進料輥道→淬火感應加熱→紅外線測溫→出料輥道→噴淋淬火→淬火完成→回火輸送機構→回火感應加熱→紅外線測溫→出料輥道→涼料機構→收料架

PLC總操作控制系統
   良好的人機對話窗口，可實時檢測整個系統設備的運行狀態。方便快捷的操作方式轉換，在自控運行狀態可實現人工參與對電源功率或運行速度的調整，對人工參與的調整數據系統將進行實時記錄。
   實時檢測加熱過程溫度變化趨勢能自動分辨出加熱溫度的高低并報警。通過測溫儀可對工件在加熱過程中各段的升溫情況進行檢測。
   實時采集、記錄、存儲過程控制的數據并具有相應的分類檢索、查詢、打印功能。過程數據可按年月日詳細記錄、查詢、打印。 （工控機）對過程加熱設定參數可自動形成數據庫并可儲存至少半年，數據能夠拷貝，以備隨時抽查。（工控機）自動記錄所采集到的加熱溫度，自動生成加熱溫度時間曲線，并能查詢。（工控機）集成VGA+DVI顯示接口，4PCI，6COM口，6USB，1PCIEX1，1PCIEX16，2個千兆網卡，功能強大的研華IPC-610L/EBC-MB06/I5-2400/4G/1T 工控機。
   由于生產線為連續不間斷運行，故電機與電源的自動控制顯得尤為重要，并且將直接影響到產品的質量。電機傳動部分SIEMENS 變頻調速電源來控制傳送線的運行速度。利用集控臺，通過SIEMENS PLC 及工控機人機界面等控制系統，可實現下述功能：
   1）.生產線啟動時，能自動完成傳動機構及各電源的啟動，并自動實現速度與功率上升的合理匹配。自動調節加熱電源功率，盡量減少溫度波動。
   2）.控制系統具有20套工藝參數的設定、存儲、調節、修改、統計、等功能。
   3）.系統具有溫度、電流、電壓等閉環功能，確保生產線按最佳工藝參數運行，保證產品質量不受人工及環境因素的影響。
   4）.人機界面中文圖形文本（觸摸屏）可設定及實時顯示以下參數：
 　　  a.電源電壓、功率
 　　  b.線速度、直徑、重量
 　　  c.電源工作狀態
 　　  d.故障信息顯示，10組歷史故障存儲
 　　  e.生產線工作狀態信息顯示
   5）.同時可實現生產數據實時記錄、存檔、查詢、打印等功能（包括實時顯示生產數據、生產效率、工件溫度及電源運行參數等）根據技術要求，自動記錄和分析參數變化，自動預測故障和報警，設備遠程集中控制，自動生成各種報表實現生產過程的可追溯性。
   電氣控制主要完成對整個生產線的過程控制和調節，完成生產線相關設備及其各個相關專業之間的工藝聯結、連鎖，以保證整個生產線設備能夠按照生產和工藝要求，正常、正確、準確地進行相應的有序動作。各動作過程設有調整、手動、自動等操作方式。

PLC總操作控制臺

人機界面

斜置V型輸送輥道

以42CrMoS4鋼棒為例，我們做出的實驗：

   鋼棒調質前狀態為熱軋態，42CrMoS4為亞共析鋼，42CrMoS4鋼Ac3溫度約為780℃，常規熱處理選取淬火溫度一般為850～860℃。但在感應加熱中加熱速度非?？?，其臨界點Ac3隨加熱速度的增大而升高，而且我們要考慮奧氏體化的充分性，應適當提高加熱溫度。根據鋼材標準的力學性能要求，既要有一定的強度、硬度，又要有良好的塑性及沖擊韌度，確定鋼材回火溫度應為高溫回火，希望得到更多的回火索氏體。所以我們試驗設定感應加熱調質工藝見表2，我們在已調質的鋼材上取樣檢測縱向力學性能，截取位置為距表面12.5mm處，取樣兩支，檢驗結果及標準性能指標要求見表3。