真空感应连续片铸技术及其计算机控制系统的设计与实现

摘要

纳米晶复合稀土永磁材料具有很高的理论磁性能,因而被认为是最具有发展潜力的新型永磁材料之一,特别是近些年,随着汽车工业的飞速发展,对纳米晶复合稀土永磁材料提出了更高的要求。但国内历经多年研究也未攻克生产纳米晶复合稀土永磁材料的关键设备及工艺技术—真空感应连续片铸技术。本文从纳米晶复合稀土永磁材料的国内外技术状况入手,分析了两种最具代表性的制备技术—电弧式快淬法及真空感应连续片铸技术的优缺点,得出了只有攻克真空感应连续片铸技术才能稳定大批量的生产出高性能快淬钕铁硼磁粉的结论。通过对快速凝固理论的分析,结合大规模工业化生产的实际需要,设计制造了一套真空感应连续片铸技术平台,它通过三室、三感应包及电脑集成的PLC控制系统很好的实现了物料在真空室内感应融化、保温、喷铸和连续转移,但经过初步试验发现必须对高洁净度合金冶炼技术、连续片铸技术进行了研究,才可使生产顺利进行。经研究通过泡沫陶瓷过滤技术和炉内气氛控制系统解决了上述问题。由于此套设备需长时间工作,所以设计制造了用于真空感应连续片铸系统的在线取样装置,此装置在不影响正常生产的情况下可随时对产品进行取样检测。此套设备较为复杂,且控制点多,此次研制过程中借鉴国外先进计算机控制系统理论及经验,设计了一套针对真空感应连续片铸设备的计算机控制系统,它以PLC为核心,配合其他各子系统的辅助功能实现了整套设备的高度自动化控制。受限于国内制造水平及高温材料质量的限制,真空感应连续片铸技术虽然取得了重大进展,但长时间稳定的喷铸仍有很大提升空间,本文最后对此项技术的前景及有待解决的问题进行了阐述。

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 概述

1.1 研究概述

1.1.1 研究的目的

1.1.2 研究的意义

1.2 国内外研制现状

1.2.1 国外研制现状

1.2.2 国内研制现状

1.3 实现目标

1.4 论文的主要内容

1.5 本章小结

第二章 两种快淬技术的对比

2.1 快淬

2.1.1 快速凝固

2.2 两种快淬方法

2.2.1 电弧溢流式快淬

2.2.2 感应重熔式快淬

2.3 两种方法的对比及优缺点

2.3.1 两种工艺方法对比

2.3.2 两种工艺方法生产的产品比较

2.4 本章小结

第三章 设备结构部分的设计制造

3.1 总体设计

3.1.1 设计思路

3.1.2 真空感应连续片铸系统的设计制造

3.2 本章小结

第四章 计算机控制系统的设计

4.1 总体设计

4.2 分系统设计

4.2.1 中频电源控制

4.2.2 高频电源控制

4.2.3 真空系统控制

4.3 本章小结

第五章 工艺试验

5.1 实验及工艺方法

5.2 实验结果

5.3 解决问题的方法途径

5.3.1 合金液流的持续喷出

5.3.2 液流的稳定

5.3.3 在线取样技术

5.4 本章小结

第六章 高洁净度合金冶炼技术

6.1 国内钕铁硼合金锭冶炼方法

6.1.1 净化浇铸

6.2 合金液过滤处理的基本方法和原理

6.3 型内过滤法在稀土合金熔炼中的应用

6.4 本章小结

第七章 连续片铸技术

7.1 高洁净的合金钢液

7.2 炉内气氛处理

7.2.1 真空

7.2.2 气氛控制

7.3 本章小结

第八章 在线取样技术

8.1 在线取样的重要性

8.2 在线取样装置的设计

8.3 在线取样装置的操作

8.4 本章小结

第九章 结论

致谢

参考文献