CN104460737A - 真空脱脂烧结炉的多点折线炉温矫正方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及烧结炉技术领域，尤其涉及了一种真空脱脂烧结炉的多点折线炉温矫正方法。其包括以下步骤：(1)采集设定输出温度(Y)以及对应设定输出温度(Y)下的箱内温度(X)；(2)根据采集的设定输出温度(Y)以及对应的箱内温度(X)，求取箱内温度(X)到设定输出温度(Y)的映射：f(x)；(3)根据步骤(2)中的映射f(x)，即可根据工艺所需箱内温度(Tx)得出工艺应设定输出温度(Ty)。本发明能够对真空脱脂烧结炉的箱内温度进行矫正，使料箱内部温度更加接近实际，对工艺温度的研究起到一定的真实作用。

Description

真空脱脂烧结炉的多点折线炉温矫正方法

技术领域

本发明涉及烧结炉技术领域，尤其涉及了一种真空脱脂烧结炉的多点折线炉温矫正方法。

背景技术

真空脱脂烧结炉是集脱脂、烧结于一体的真空炉，主要应用于金属粉末注射成形等行业。压制成型后的粉状物料在低于熔点的高温作用下，通过坯体间颗粒相互粘结和物质传递，使气孔排除、体积收缩、强度提高，逐渐变成具有一定的几何形状和强度，烧结的目的就是把粉状材料转变为致密体，并赋予材料特有的性能。如说明书附图中的图1所示，为现有的真空脱脂烧结炉，其主要包括炉体110、保温层120、发热装置130、箱体140以及热电偶150，发热装置130用以对箱体140进行加热，热电偶150设于箱体140外对箱体140进行监测。现有真空脱脂烧结炉运行时，控制器根据热电偶150监测的温度控制发热装置130的输出功率，从而保证炉内温度达到工艺要求。但是，整个温度控制过程主要通过热电偶150来采集被控制对象的温度，箱体140的箱内温度和热电偶150监测的温度往往会存在偏差，特别在低温段(一般600℃以下)，发热装置130的热辐射还很弱，箱体140内的实际温度要远比热电偶150监测的温度低，这使得箱体140内的产品实际上没有在工艺要求的温度下进行脱脂和烧结，最终导致产品性能不佳。

为了克服上述问题，现有技术采用平行炉温矫正方法，即在热电偶150监测的温度下增加一个温度补偿值，使温度曲线相对原曲线整体偏移。此矫正方法中的温度补偿值是在某个温度点下得到的，能准确控制该温度点的温度。但实际上，真空脱脂烧结炉在各个工艺温度段的温度偏差值是实时变化的，虽然该温度点的温度控制的很准确，但其他温度点仍然无法准确控制，甚至反而使温度偏差更大。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

真空脱脂烧结炉的多点折线炉温矫正方法，其包括以下步骤：

(1)采集设定输出温度以及对应设定输出温度下的箱内温度；

(2)根据采集的设定输出温度以及对应的箱内温度，求取箱内温度到设定输出温度的映射：f(x)；

(3)根据步骤(2)中的映射f(x)，即可根据工艺所需箱内温度得出工艺应设定输出温度。

本发明能够得出箱内温度与设定输出温度间的映射关系f(x)，根据f(x)即可根据工艺所需箱内温度得出工艺应设设定输出温度，通过该映射关系f(x)，使得使用者能够准确的控制箱内温度，使料箱内的产品能够真正在实际工艺要求的温度环境下完成各个工艺，从而有效的改善产品性能。另外，由于箱内温度能够得到较为准确的控制，这将会对工艺温度的研究起到真实作用。实际生产中，往往需要多台真空脱脂烧结炉同时工作，根据本发明提供的方法能够得出每台真空脱脂烧结炉的温度特性函数，根据对应的温度特性函数来对不同的真空脱脂烧结炉进行温度控制，即可使得每台真空脱脂烧结炉的箱内温度均能够得到控制，这使得使用者在在烧结同一产品时，各台炉子的生产工艺不需要改变。

作为优选，步骤(1)中采集n组设定输出温度与对应设定输出温度下的箱内温度，所述n个设定输出温度自小而大依次为Y1、Y2、Y3、……、Yn，与所述n个设定输出温度对应的n个箱内温度依次为X1、X2、X3、……、Xn。

本发明能够采集多组设定输出温度以及对应设定输出温度下的箱内温度，根据采集到的多组数据，能够较为精准的得出对象真空脱脂烧结炉在不同温度范围下的温度特性，可以理解的是，采集的组数越多，得到的温度特性越为精确。

作为优选，步骤(2)中的f(x)为分段函数，其表达式为

$f\left(x\right)=\left\{\begin{array}{cc}\frac{Y_1}{X_1}x& (0\≤x\≤X_1)\\ \frac{Y_2-Y_1}{X_2-X_1}x+\frac{Y_1{X}_2-Y_2{X}_1}{X_2-X_1}& (X_1\≤x\≤X_2)\\ \frac{Y_3-Y_2}{X_3-X_2}x+\frac{Y_2{X}_3-Y_3{X}_2}{X_3-X_2}& (X_2\≤x\≤X_3)\\ \·\·\·& \\ \·\·\·& \\ \·\·\·& \\ \frac{Y_n{-Y}_{n-1}}{X_n-X_{n-1}}x+\frac{Y_{n-1}{X}_n-Y_n{X}_{n-1}}{X_n-X_{n-1}}& (X_{n-1}\≤x\≤X_n)\end{array}\right..$

本发明通过对多个温度点进行数据采集，能够得出对象真空脱脂烧结炉的设定输出温度与箱内温度间的温度特性图，该温度特性图为一个折线，即能够得出对象真空脱脂烧结炉在不同的温度区间内所拥有不同的温度特性，根据工艺应设定输出温度落入的温度区间，即可知道在该区间内设定输出温度与箱内温度间的温度特性，这使得本发明在对不同温度点进行控制时也能够保证较佳的精准度。

作为优选，确定工艺所需箱内温度落入的区间，根据与该区间对应的段函数即可求出工艺应设定输出温度。

本发明能够根据工艺所需箱内温度得出工艺应设定输出温度，使用者采用本发明提供的方法对真空脱脂烧结炉的箱内温度进行控制时，只需做一个简单的转换即可得出工艺应设设定输出温度，大大方便了使用者的使用。

附图说明

图1为现有真空脱脂烧结炉的结构示意图；

图2为实施例1中箱内温度X与设定输出温度Y的温度特性图；

图3为实施例1炉温矫正前后的对比图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

对本实施例中的真空脱脂烧结炉进行多点折线炉温矫正时，其包括以下步骤：

(1)采集设定输出温度Y以及对应设定输出温度Y下的箱内温度X。

设定输出温度Y1＝25℃时，箱内温度X1＝25℃；设定输出温度Y2＝610℃时，箱内温度X2＝600℃；设定输出温度Y3＝1355℃时，箱内温度X3＝1350℃；设定输出温度Y4＝1500℃时，箱内温度X4＝1500℃；

(2)根据采集的设定输出温度Y以及对应的箱内温度X，求取箱内温度X到设定输出温度Y的映射：f(x)。其中，f(x)为分段函数，其表达式为

$f\left(x\right)=\left\{\begin{array}{cc}x& (0\≤x\≤25)\\ \frac{117}{115}x-\frac{10}{23}& (25\≤x\≤600)\\ \frac{149}{150}x+14& (600\≤x\≤1350)\\ \frac{29}{30}x+50& (1350\≤x\≤1500)\end{array}\right.$

f(x)的图像如图2所示。

(3)根据步骤(2)中的映射f(x)，即可根据工艺所需箱内温度Tx得出工艺应设定输出温度Ty。

本实施中，已知一种产品的脱脂烧结工艺，设定t1时刻为最高脱脂时刻，温度为600℃；t2时刻为最高烧结时刻，温度为1350℃。在未进行炉温矫正处理前，设定温度即为设定输出温度，设定输出温度由箱外热电偶来控制。当这两个温度点保温一段时间后，测得该真空脱脂烧结炉实际箱内温度在t1时约为590℃，在t2时约为1345℃，箱内温度低于理想所需的脱脂烧结温度。在对这两个设定温度进行炉温矫正处理后，设定输出温度需要对设定温度进行矫正处理，即根据上述的箱内温度X与设定输出温度Y间的关系f(x)得出，在设定t1时刻600℃时，工艺应设定输出温度为610℃；在设定t2时刻1350℃时，工艺应设定输出温度为1355℃。如图3所示，通过对本实施例中的真空脱脂烧结炉进行多点折线炉温矫正，能够使得矫正后箱内实际温度达到工艺所需温度。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (4)

1.真空脱脂烧结炉的多点折线炉温矫正方法，其包括以下步骤：

(1)采集设定输出温度(Y)以及对应设定输出温度(Y)下的箱内温度(X)；

(2)根据采集的设定输出温度(Y)以及对应的箱内温度(X)，求取箱内温度(X)到设定输出温度(Y)的映射：f(x)；

(3)根据步骤(2)中的映射f(x)，即可根据工艺所需箱内温度(Tx)得出工艺应设定输出温度(Ty)。

2.根据权利要求1所述的真空脱脂烧结炉的多点折线炉温矫正方法，其特征在于：步骤(1)中采集n组设定输出温度(Y)与对应设定输出温度(Y)下的箱内温度(X)，所述n个设定输出温度(Y)自小而大依次为Y₁、Y₂、Y₃、……、Y_n，与所述n个设定输出温度(Y)对应的n个箱内温度(X)依次为X₁、X₂、X₃、……、X_n。

3.根据权利要求2所述的真空脱脂烧结炉的多点折线炉温矫正方法，其特征在于：步骤(2)中的f(x)为分段函数，其表达式为

$f\left(x\right)=\left\{\begin{array}{cc}\frac{Y_1}{X_1}x& (0\≤x\≤X_1)\\ \frac{Y_2-Y_1}{X_2-X_1}x+\frac{Y_1{X}_2-Y_2{X}_1}{X_2-X_1}& (X_1\≤x\≤X_2)\\ \frac{Y_3-Y_2}{X_3-X_2}x+\frac{Y_2{X}_3-Y_3{X}_2}{X_3-X_2}& (X_2\≤x\≤X_3)\\ ...& \\ ...& \\ ...& \\ \frac{Y_n-Y_{n-1}}{X_n-X_{n-1}}x+\frac{Y_{n-1}{X}_n-Y_n{X}_{n-1}}{X_n-X_{n-1}}& (X_{n-1}\≤x\≤X_n)\end{array}\right..$

4.根据权利要求3所述的真空脱脂烧结炉的多点折线炉温矫正方法，其特征在于：步骤(3)中，确定工艺所需箱内温度(Tx)落入的区间，根据与该区间对应的分段函数即可求出工艺应设定输出温度(Ty)。