自适应渗碳工艺和分段渗碳工艺的异同点

sbm197873 · 发表于 2014-2-17 19:28:46

近日看到自适应渗碳工艺，只使用过分段渗碳系统编制工艺，不知两套系统有啥异同点?

aaron01 · 发表于 2014-2-17 21:21:29

是潘老师搞的那个工艺吗？

aaron01 · 发表于 2014-2-17 21:25:09

哦，查了一下，应该是易普森公司先搞出来的那套东西，jason应该比较熟悉，这个系统我没用过。

孤鸿踏雪 · 发表于 2014-2-18 08:55:13

是怎么自适应的？可否简要介绍哈？

吉祥如意 · 发表于 2014-2-18 09:20:42

听大叔细细讲解。

sbm197873 · 发表于 2014-2-18 09:31:05

aaron01 发表于 2014-2-17 21:25
哦，查了一下，应该是易普森公司先搞出来的那套东西，jason应该比较熟悉，这个系统我没用过。 ...

是无锡一家小电炉厂配的控制系统，控制系统尽然没名称（可选自适应编制工艺和分段法编制工艺），进入自适应工艺编制界面大概看了一下：输入材料表面碳浓度温度有效硬化层自动生成工艺，有点像傻瓜相机味道。潘院士的工艺（培训听说）马拉松和丰东都有，但未接触过。

aaron01 · 发表于 2014-2-18 09:38:32

sbm197873 发表于 2014-2-18 09:31
是无锡一家小电炉厂配的控制系统，控制系统尽然没名称（可选自适应编制工艺和分段法编制工艺），进入自适 ...

我看过的易普森软件，就是不要在程序里输时间的。
输入材料，渗层目标，温度，强渗比例，余下就让系统去控制了。

sbm197873 · 发表于 2014-2-18 09:46:06

aaron01 发表于 2014-2-18 09:38
我看过的易普森软件，就是不要在程序里输时间的。
输入材料，渗层目标，温度，强渗比例，余下就让系统去 ...

不好意思，少了强渗比例一项。输入以上参数系统自己运行，温度没法分段。没名称没法知道是哪家编制的控制系统。

吉祥如意 · 发表于 2014-2-18 09:48:40

aaron01 发表于 2014-2-18 09:38
我看过的易普森软件，就是不要在程序里输时间的。
输入材料，渗层目标，温度，强渗比例，余下就让系统去 ...

补充一下：可以按渗层比例确定，亦可以按设计的时间确定，有两种选择。

weibo · 发表于 2014-2-18 10:50:00

哪有那么好的东东啊,我看在过几年热处理都不要工程师了,直接改学软件得了

骑驴者何人 · 发表于 2014-2-18 11:59:34

weibo 发表于 2014-2-18 10:50
哪有那么好的东东啊,我看在过几年热处理都不要工程师了,直接改学软件得了 ...

那只是傻瓜式的生成工艺出现问题它并不会自动解决

正常情况下还是可行的

cnszgong · 发表于 2014-2-18 12:29:19

sbm197873 发表于 2014-2-18 09:31
是无锡一家小电炉厂配的控制系统，控制系统尽然没名称（可选自适应编制工艺和分段法编制工艺），进入自适 ...

好像还有强扩比这个参数。

aaron01 · 发表于 2014-2-18 12:42:19

常规渗碳，每炉的渗碳工艺时间是一样的，这种方法，可能每炉都有小差异。
常规渗碳，碳势、温度出错，产品会出问题，这种方法，一样出问题。

Jasen · 发表于 2014-2-18 14:27:15

本帖最后由 Jasen 于 2014-2-18 14:29 编辑

今天沒进公司，明天上班后结合软件截图解释自适应控制的优点。

weibo · 发表于 2014-2-18 14:37:29

到时候抢位子，等着受教拉

Jasen · 发表于 2014-2-19 10:26:14

本帖最后由 Jasen 于 2014-2-19 12:45 编辑

所谓的自适应渗碳控制有称为自适应渗碳的，有称为渗碳在线扩散计算的，也有称为渗碳动态控制系统的。我知道的目前国外进口的控制系统中处于领先地位的主要有Deming, PE, Stange, 易普森和汇森益发。前三个品牌的系统对所有的厂家都供货，后二家只在自己生产的设备中配套。国内也有不少公司研究开发渗碳自适应控制系统的，其中由交大潘老师主持的开发小组研究的系统比较先进，最初在洛矿的井式炉上做了大量试验和优化。20多年前与潘老师合作过，首次将其应用于多用炉的渗碳控制。楼主所说的系统没有见过，不是很清楚其功能如何。前面提到的5个进口系统中4个有使用过，给大家作个简单的介绍。

自适应渗碳系统的控制基于渗碳的三个基本要素如下图，其中1，3在不同品牌的系统中稍有区别，其中1用表面硬度的，一般3会使用渗层处硬度，反之都使用含碳量表示的。

Jasen · 发表于 2014-2-19 10:29:48

程序：用于输入渗碳工艺的名称，零件，图号，工件图片等基本信息。

Jasen · 发表于 2014-2-19 10:35:05

材料数据库：按材料手册输入材料含碳量，各合金元素的含量，软件可自动计算该材料的合金因子。
工艺运行过程中，系统会根据编制的渗碳工艺中的碳势和合金因子自动计算出每个工艺段的碳势设定值。

Jasen · 发表于 2014-2-19 10:40:47

过程参数主要用途：此处决定了渗碳工艺中的渗层深度和渗碳淬火处理完成后HV500处的含量碳（注意：有些系统为用硬度表示）。

Jasen · 发表于 2014-2-19 10:53:10

编制工艺程序的基本功能，各程序段按时间控制，降温扩散段的碳势为渗碳处理基本要素3，此处的碳势决定了处理结束后的工件表面含碳量。

下图为模拟工艺程序处理结果，根据不同的结果调整工艺程序中的温度，碳势和时间以达到处理要求。为了保证模拟结果的正确性，模拟时尽可能在升温段和降温段输入接近实际的时间参数。

Jasen · 发表于 2014-2-19 11:01:36

渗层碳分比控制：强渗和高温扩散段采用渗层百分比的控制方式，无需输入这二个工艺段的时间。

模拟工艺后，系统会自动计算出上述二个工艺的时间。此控制方式与时间控制的区别在于处理过程中设备出现故障，短时的异常，如渗碳介质供气故障，加热器损坏的更换等引起的实际炉温、碳势的异常，系统会根据实际参数自动计算和调整处理时间。

Jasen · 发表于 2014-2-19 11:06:32

强渗段和高温扩散段渗层百分比的自适应计算。激活自适应计算功能，任意输入二个渗层百分比参数。

模拟工艺后系统会根据温度和碳势自动计算出合适的渗层百分比。

Jasen · 发表于 2014-2-19 11:14:27

工艺程序中的碳势可选积碳控制（碳化物极限）控制方式，输入碳化物极限的下限百分比，系统会按炉温和材料参数自动计算本段的碳势设定值。

高温扩散段可输入不同的下限值。

下图为碳势改为积碳控制方式后的模拟结果，结果显示强渗段的时间为0，表示此工艺可优化为第3段可删除。

Jasen · 发表于 2014-2-19 11:15:49

优化为一段后的程序和模拟结果。

Jasen · 发表于 2014-2-19 11:19:23

碳势自适应控制方式，

选择碳势自适应控制方式后，系统弹出窗口提示适合炉温的碳势输入范围。

下图为碳势自适应控制方式和渗层百分比自适应控制的模拟结果。

Jasen · 发表于 2014-2-19 11:38:17

本帖最后由 Jasen 于 2014-2-19 12:24 编辑

上面提到的不同工艺编制方法以及工艺模拟，模拟结果可预知编制的渗碳工艺的处理结果，其中包含了自适应渗碳系统的自适应计算部分。控制系统的关键部分在于自适应渗碳控制。下图中绿色部分为渗碳自适应控制系统按编制的工艺的动态计算过程，此计算为渗碳过程中始终在线计算和运行。黄色部分为当前处理工件的实时碳浓度分布曲线，自适应控制的目标为黄色曲线接近绿色动态计算结果。

Adam · 发表于 2014-2-19 11:42:02

都是一样的，只是你看不到时间而已

我以前也自己编过小程序
只要质量控制的好，结果还是相当的理想

Jasen · 发表于 2014-2-19 12:39:12

自适应渗碳与时间控制的主要区别：
1，可根据实际设备参数以渗层为目标自动调整渗碳时间；
2，处理产品的重复性优于时间控制，这也是自适应渗碳控制的最主要特点；
3，缩短新产品工艺试验的时间；
4，模拟功能给编制工艺程序带来不少方便。
同时需要指出的是自适应渗碳控制并非万能的，产品处理品质的好坏同样的跟淬火介质、淬火程序的设置、零件的前期加工及合理的装料方式等因素密切相关。

Jasen · 发表于 2014-2-19 12:43:08

aaron01 发表于 2014-2-18 12:42
常规渗碳，每炉的渗碳工艺时间是一样的，这种方法，可能每炉都有小差异。
常规渗碳，碳势、温度出错，产品 ...

是的，以渗层深度为控制目标，采用自适应控制后每炉的加工时间都是不一样的。

Adam · 发表于 2014-2-19 12:46:39

Jasen 发表于 2014-2-19 12:39
自适应渗碳与时间控制的主要区别：
1，可根据实际设备参数以渗层为目标自动调整渗碳时间；
2，处理产品的重 ...

时间无论在哪个程序都是至关重要的，
没有时间怎么可能会渗上碳，
只是自适应渗碳工艺的时间含在程序里面，
是通过对相应参数的输入，程序里计算出时间，不用人去输入时间而已

Adam · 发表于 2014-2-19 12:52:33

这个输出的结果

Adam · 发表于 2014-2-19 12:53:32

这里是输入的参数

Jasen · 发表于 2014-2-19 12:58:25

Adam 发表于 2014-2-19 12:46
时间无论在哪个程序都是至关重要的，
没有时间怎么可能会渗上碳，
只是自适应渗碳工艺的时间含在程序里面 ...

渗碳时间是至关重要的是毫无疑问的。
选择渗层百分比控制方式时，程序不按时间运行，假如设置的渗层为1.20mm, 强渗百分比为80%时，只有当强渗段渗层达到1.20x80% = 0.96mm时跳转至下段工艺程序。这时工艺段的时间不作为程序控制的参数来使用。

Adam · 发表于 2014-2-19 13:02:34

Jasen 发表于 2014-2-19 12:58
渗碳时间是至关重要的是毫无疑问的。
选择渗层百分比控制方式时，程序不按时间运行，假如设置的渗层为1.2 ...

你这是有点强词夺理，
80%，在程序里就已经控制了时间，

Adam · 发表于 2014-2-19 13:03:55

如果选择70%，强渗的时间一般会变得，
除非程序里有其它参数做出相应的变化

Jasen · 发表于 2014-2-19 13:17:40

本帖最后由 Jasen 于 2014-2-19 13:19 编辑

Adam 发表于 2014-2-19 13:02
你这是有点强词夺理，
80%，在程序里就已经控制了时间，

你看一下21楼的第二张图，第3段预设的渗层百分比为85%，模拟的计算结果时间是305分种，即第3段运行305分种后渗层可达到预设的85%。前提是实际运行时炉温920，碳势1.25始终保持不变。如果运行过程中由于意外原因炉温或者碳势发生了变化，在线控制会按实际参数计算和调整时间，此时第3段的运行结果就不是305分种了。也就是前面说的时间305分种不是作为程序控制的依据，以渗碳达到预设的85%为目标。

Jasen · 发表于 2014-2-19 13:27:33

Adam 发表于 2014-2-19 13:03
如果选择70%，强渗的时间一般会变得，
除非程序里有其它参数做出相应的变化 ...

输入多大的百分比是看想要得到怎样的碳浓度分布曲线。通过调整温度，碳势和百分比可得到不同的曲线图。比如21楼的85%和22楼92.5%，仔细观察可以发现二个碳浓度分布曲线图是不一样的。

Adam · 发表于 2014-2-19 13:29:51

都是一样的，

HTT · 发表于 2014-2-20 22:53:06

Jasen 发表于 2014-2-18 14:27
今天沒进公司，明天上班后结合软件截图解释自适应控制的优点。

感谢JASEN老师以上的细致讲解，很清晰了

宁静致远 · 发表于 2014-2-22 18:15:37

JASEN老师讲解很细致、十分专业！
自适应渗碳控制采用自适应控制理论，根据材料、渗碳层深度、表面碳化物级别、外加临界碳势等、临界碳浓度等参数，自动设定工艺，达到时间最短、结果最优的控制目标，该软件是在系统的、大量数据统计分析以及失效分析基础上开发成功的，是十分先进的渗碳控制技术

不再犹豫 · 发表于 2014-2-22 20:49:26

我们公司用就是用自适应渗碳法不过也有分段法就周期作业炉（渗碳井式炉）个人感觉分段法没有自适应法简单。

宁静致远 · 发表于 2014-2-23 09:46:01

软件不能只看外表，要看内涵！这就是软件的水平和技术含量

czwzmc · 发表于 2014-2-24 10:30:24

软件能在渗碳过程中实际测出工件表面的含碳量吗？如果是渗层浅的返工工件，按百分比输入是否和第一次渗碳的结果一样？

吉祥如意 · 发表于 2014-2-24 10:56:37

czwzmc 发表于 2014-2-24 10:30
软件能在渗碳过程中实际测出工件表面的含碳量吗？如果是渗层浅的返工工件，按百分比输入是否和第一次渗碳的 ...

您说的两种情况需要现场工程师解决。

Jasen · 发表于 2014-2-24 12:32:48

氧探头，加热器等出现故障，在故障排除后，一般无需进行人为干预，系统会按目标渗层进行自动计算并调整渗碳时间。

如需人工干预，利用系统提供的辅助功能打开目前正在运行的工艺程序，在当前工艺段和后续工艺段中可调整参数。
（下图段1，2已运行结束，参数不可调整）

参数调整后，同样的可模拟渗碳结果，保存模拟数据后系统将按保存的新参数运行。

Jasen · 发表于 2014-2-24 12:39:18

工艺运行过程中目标渗层的临时调整，可在程序运行当前已达到的渗层0.80mm和系统允许的最大渗层8.00mm之间作任意调整。
调整后在线计算模块会自动按新设定的渗层重新计算和调整工艺时间。

Jasen · 发表于 2014-2-24 12:43:40

如设定新的目标渗层为1.80mm后，当前程序至程序结束时间由原来的268分种自动调整为544分种。

Jasen · 发表于 2014-2-24 12:47:55

如设定新的目标渗层为1.00mm后，当前程序至程序结束时间由原来的268分种自动调整为135分种。

Jasen · 发表于 2014-2-24 13:05:50

czwzmc 发表于 2014-2-24 10:30
软件能在渗碳过程中实际测出工件表面的含碳量吗？如果是渗层浅的返工工件，按百分比输入是否和第一次渗碳的 ...

工件表面含碳量，碳浓度分布和渗层深度是按数学模型计算得到的，目前还没有手段可实际测量加工过程中的工件的表面含碳量。
另外，软件无法解决您说的返工件的加工的问题，就像如意版主所说，需要现场工程师来解决。

Jasen · 发表于 2014-2-24 14:56:40

设定渗层1.00mm, 实际已达到0.99mm，还有8分种渗碳程序将结束，下图显示了绿色在线计算和黄色实际的碳浓度分布曲线已接近重合。

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