Bagaimana untuk meningkatkan keseragaman relau rawatan haba dengan mengoptimumkan reka bentuk dulang rawatan haba?

Dalam bidang rawatan haba perindustrian, keseragaman suhu dalam relau adalah salah satu petunjuk teras yang menentukan kualiti produk. Menurut statistik, kerugian ekonomi yang disebabkan oleh prestasi logam yang tidak layak disebabkan oleh sisihan suhu relau rawatan haba melebihi 2 bilion dolar AS setiap tahun. Sebagai pembawa utama untuk membawa bahan kerja, pengoptimuman reka bentuk Dulang rawatan haba telah menjadi satu kejayaan penting dalam menyelesaikan masalah ini.
1. Analisis titik kesakitan reka bentuk dulang yang ada
Dulang tradisional kebanyakannya diperbuat daripada keluli tahan panas atau aloi cast, tetapi masalah berikut adalah perkara biasa:
Kecekapan pengaliran haba yang rendah: Kekonduksian terma bahan yang tidak mencukupi membawa kepada pengagihan suhu yang tidak sekata dulang itu sendiri. Sebagai contoh, kekonduksian terma keluli tahan haba biasa hanya 25 w/(m · k), yang menjadikannya sukar untuk mencapai keseragaman suhu yang cepat;
Reka bentuk struktur kasar: perkadaran plat bawah pepejal terlalu tinggi (biasanya lebih daripada 70%), yang secara serius menghalang peredaran aliran udara di dalam relau;
Deformasi terma yang tidak terkawal: Dulang terdedah kepada warping pada suhu tinggi. Data yang diukur menunjukkan bahawa ubah bentuk dulang tradisional boleh mencapai 3-5mm di bawah 800 ℃ keadaan kerja, yang secara langsung mengubah kedudukan pemanasan bahan kerja.
2. Empat strategi untuk mengoptimumkan reka bentuk
Revolusi Bahan: Aplikasi Kecerunan Bahan Komposit
Struktur komposit seramik karbida silikon dan aloi berasaskan nikel diterima pakai. Permukaan dulang menggunakan salutan seramik karbida silikon dengan kekonduksian terma sehingga 120 w/(m · k), dan lapisan bawah menggunakan aloi berasaskan nikel dengan kapasiti haba spesifik yang tinggi. Eksperimen telah menunjukkan bahawa reka bentuk ini dapat mengurangkan perbezaan suhu dulang itu sendiri dari ± 25 ℃ hingga ± 8 ℃.
Pembinaan semula struktur: reka bentuk topologi sarang lebah bionik
Berdasarkan algoritma pengoptimuman topologi, struktur sarang lebah dihasilkan untuk meningkatkan kadar pembukaan dulang kepada 45%-55%, dan kekuatan struktur disahkan oleh analisis unsur terhingga. Data yang diukur dari syarikat penerbangan penerbangan menunjukkan bahawa sisihan piawai pengagihan halaju aliran udara dalam relau dikurangkan sebanyak 32% selepas penambahbaikan.
Pembinaan semula aliran udara: Panduan Teknologi Integrasi Fin
Menambah sirip panduan kecenderungan 15 ° ke dinding sisi dulang, sudut susunan sirip dioptimumkan melalui simulasi CFD, dan kawasan zon mati di relau berjaya dimampatkan dari 12% hingga kurang daripada 4%. Kes Persatuan Rawatan Haba Amerika (AHT) menunjukkan bahawa reka bentuk ini menyempitkan julat turun naik kedalaman lapisan karburized kepada ± 0.05mm.
Embedding Pintar: Mekanisme Pampasan Terbaik Thermal
Bentuk Alloy Memori (SMA) diperkenalkan sebagai struktur sokongan untuk mengimbangi pengembangan terma 0.8-1.2mm secara automatik dalam lingkungan 600-900 ℃. Selepas pembekal bahagian automotif Jerman menggunakan teknologi ini, sisihan kekerasan tiga kelompok berturut -turut bahagian gear menurun dari HRC 3.5 hingga HRC 1.2.
Iii. Pengesahan Kuantitatif Faedah Ekonomi
Data perbandingan sebelum dan selepas transformasi syarikat pembuatan galas menunjukkan:
Kehidupan perkhidmatan dulang meningkat dari 200 kali hingga 500 kitaran
Penggunaan tenaga unit menurun sebanyak 18% (terima kasih kepada masa purata suhu yang dipendekkan)
Kadar kekerasan pelindapkejutan produk yang berkelayakan melonjak dari 82% hingga 97%
Pulangan atas tempoh pelaburan dipendekkan hingga 8 bulan, membuktikan bahawa reka bentuk yang dioptimumkan mempunyai nilai ekonomi yang signifikan.