[发明专利]一种基于直生式气氛渗碳的催渗控制系统

说明书

本发明公开了一种基于直生式气氛渗碳的催渗控制系统，包括上位机系统和下位机系统，所述下位机系统包括单片机、电感式传感器、针阀不锈钢滴入器、不锈钢球阀、管道、储液罐、超声波传感器、气压控制器、载物台、渗碳炉，所述渗碳炉内设置有载物台，该载物台的上方设置有针阀不锈钢滴入器和电感式传感器，所述针阀不锈钢滴入器通过带不锈钢球阀的管道与储液罐连通，所述储液罐内设置有超声波传感器，所述储液罐与气压控制器连通，所述单片机分别与电感式传感器、不锈钢球阀、超声波传感器、超声波传感器电性连接。本发明气氛碳势和催渗剂流量自动化控制，始终保持最佳碳势，从而能够保证渗碳零件的质量，降低能耗。

技术领域

本发明涉及一种催渗控制系统，尤其涉及一种基于直生式气氛渗碳的催渗控制系统

背景技术

随着工业发展不断进步，零件的使用性能与质量要求在不断提高；通过表面改性的方法能够增加材料表面硬度，从而适用于一些特殊工作环境，通过渗碳气氛增强表面硬度是应用最为广泛的一种表面改性方法；而目前渗碳过程中存在着周期长、变形大、渗层组织不理想，能耗高等弊端，严重制约着渗碳技术的发展；因此如何提高渗碳效率，减小其变形成为渗碳零件制造技术研究中热点。

直生式气氛渗碳一般在多用炉中应用，通过将碳氢化合物直接通入炉内，从而产生的渗碳气氛，即所谓的直生式气氛；直生式气氛较其他气氛方法如发生器制备的吸热式气氛，能够节省大量能源；这种渗碳方法的原料气用量仅为发生器式渗碳法的1/4-1/5，且直生式气氛渗碳的管路流程简单（外围设施简单），操作方便。

目前，随着热处理技术发展不断完善，直生式气氛渗碳法作为一种操作简单、能耗较低的渗碳方法，如今已经吸引人们的关注；但仍然存在渗层较深时，渗碳时间长；随渗碳时间的增加，钢的塑性抗力降低而工件的蠕变倾向增大；奥氏体晶粒度随渗碳保温时间的延长而长大，使工件变形增大；同时由于渗碳时间增长，渗碳产生的能耗增加，增加生产成本。

本发明根据上述出现的问题，提出了一种基于直生式气氛渗碳的催渗控制系统，这种系统能够较好的解决渗层较深时，渗碳效率低，渗碳时间增加导致零件变形、影响渗碳件的疲劳强度、能耗增加的问题。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种基于直生式气氛渗碳的催渗控制系统，本控制系统结构简单、操作方便，且智能化控制渗碳气氛的碳势及流量，保证渗碳质量。

本发明采用的技术方案如下：一种基于直生式气氛渗碳的催渗控制系统，包括用于人机交互运算控制的上位机系统和执行指令并反馈信息的下位机系统，所述下位机系统包括单片机、电感式传感器、针阀不锈钢滴入器、不锈钢球阀、管道、储液罐、超声波传感器、气压控制器、载物台、渗碳炉，所述渗碳炉内设置有载物台，该载物台的上方设置有针阀不锈钢滴入器和电感式传感器，所述针阀不锈钢滴入器通过带不锈钢球阀的管道与储液罐连通，所述储液罐内设置有超声波传感器，所述储液罐与气压控制器连通，所述单片机分别与电感式传感器、不锈钢球阀、超声波传感器、超声波传感器电性连接。

本发明的工作原理为：由上位机系统，以及与之相连的下位机执行系统组成；上位机系统通过预置常规模式与催渗模式的工艺参数值，传输信号到下位机执行系统中的供气系统、炉温控制系统、碳势控制系统和催渗剂供给系统，修改工艺参数值。下位机内的催渗剂供给系统通过针阀调控和电感式传感器与上位机的反馈作用共同组成闭环控制，从而能够自动调节催渗剂的滴入速度，达到调节渗碳气氛流量的目的。

进一步地，所述下位机系统包括供气系统、炉温控制系统、碳势控制系统和催渗剂供给系统四个程序模块，所述每个程序模块通过设定的通信协议与所述上位机系统进行交互，并根据所述上位机系统的请求执行并报文生成对应的预定义应答报文后输出给所述上位机系统。

进一步地，所述上位机系统设有常规模式和催渗模式；所述常规模式执行供气系统、炉温控制系统、碳势控制系统三个程序模块，所述催渗模式是在常规模式的基础上添加了催渗剂供给系统程序模块。