CN113981425A - 一种套筒材料的加工系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种套筒材料的加工系统与相关的加工方法，包括1～N号生产线，该1～N号的每一条生产线均包括至少一个球化退火处理单元以及至少一个酸洗处理单元以及至少一个水洗处理单元以及至少一个皂化处理单元以及至少一个拉丝处理单元以及至少一个第一磷化区域或者第二磷化区域，以及用以监控配合1～2号生产线的数据处理系统、磷化厚重计算单元以及药液监测单元，在加工过程中，对套筒材料进入生产线以及具体处理单元的时间以及持续加工时间进行记录，同时计算并记录磷化膜的重量信息，方便后期进行溯源查询，可以形成有序、稳定的加工过程，提高产品的质量同时便于进行个性化的制定生产过程。
Description
技术领域
本发明涉及钢线材处理技术领域，尤其是涉及一种套筒材料的加工系统及方法。
背景技术
冷镦线材，即从钢厂出厂的盘圆材料，需经过工厂球化退火、酸洗磷皂化和拉丝等工序，提高材料的塑韧性，满足客户对规格的个性化需求，同时提升材料的冷镦性能。在关键工序酸洗磷皂化过程中，传统的生产工艺虽设有检测项目，但是仅测量总酸度、游离酸、槽液温度等常规数据。药剂的添加，材料浸泡的时间等关键因素通常是根据生产人员经验来进行判断，导致产品质量波动大，且因缺少数据的支撑，质量问题改善效果差，而套筒作为常用的工具，具有市场量大，应用范围广的特点，也因其特点，导致套筒产品品类繁多，形态各异，工艺复杂，要求较高，传统的酸洗磷皂化工艺已无法满足客户的需求，并且在加工过程中难以把控工人的操作时间，经常出现磷皂化涂层在冷镦过程中烧焦、脱落现象，造成模具损耗大、成材率低、因返工造成的交期不稳定等问题。
发明内容
本发明是为了避免现有技术存在的不足之处，提供了一种根据不同套筒成品的需求对套筒材料进行对应处理的加工系统及方法。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
一种套筒材料的加工系统，其特征在于，包括：球化退火处理单元，所述球化退火单元用以对套筒材料进行球化退火；酸洗处理单元，所述酸洗单元用以对经过球化退火的套筒材料进行酸洗；磷化处理单元，所述磷化单元用以对经过酸洗的套筒材料进行磷化，所述磷化单元包括第一磷化区域与第二磷化区域，所述第一磷化区域与第二磷化区域用以适配不同成品套筒长度的套筒材料；水洗处理单元，所述水洗单元用以对经过酸洗、磷化的套筒材料进行清洗；皂化处理单元，所述皂化单元用以对经过磷化的套筒材料进行皂化；拉丝处理单元，所述拉丝单元用以对经过皂化的套筒材料进行拉丝；数据处理系统，所述数据处理系统包括身份信息录入模块、身份信息读取模块、身份信息记录模块，所述身份信息录入模块用以录入套筒材料的身份信息，所述身份信息读取模块用以读取套筒材料的身份信息，所述身份信息记录模块用以记录套筒材料进入各个处理单元以及在各个处理单元内的处理时间的信息；磷化厚重计算单元，所述磷化厚重计算单元用以计算套筒材料经过磷化处理之后的磷化膜质量并储存质量信息。
在数个实施方式中，在所述磷化厚重计算单元中，计算公式为：
MA＝104×(M1-M2)/A
其中，M1为磷化后的套筒材料的质量，M2为退膜后的套筒材料质量，A为套筒材料的总表面积。
在数个实施方式中，该加工系统包括1～N号生产线，该1～N号的每一条生产线均包括至少一个球化退火处理单元以及至少一个酸洗处理单元以及至少一个水洗处理单元以及至少一个皂化处理单元以及至少一个拉丝处理单元以及至少一个第一磷化区域或者第二磷化区域。通过多条生产线对应进行产品进行生产，避免材料进错处理单元，保证加工质量。
在数个实施方式中，该加工系统还包括药液监测单元，所述药液监测单元用以监测酸洗处理单元、磷化处理单元、皂化处理单元以及水洗处理单元内的药液参数。
相应的，本发明还提供了该套筒材料的加工方法，主要包括以下步骤：
(1)根据所需的套筒成品的长度，将相应的套筒材料进行区分并录入身份信息，具体为：
(1.1)若所需的套筒成品的长度≥60mm，则将相应的套筒材料区分为第一原材料，通过信息录入单元赋予以及录入身份信息；
(1.2)若所需的套筒成品的长度＜60mm，则将相应的套筒材料区分为第一原材料，通过信息录入单元赋予以及录入身份信息；
(2)将区分后的套筒材料依次经过球化退火处理单元、酸洗处理单元、水洗处理单元、磷化处理单元、皂化处理单元、拉丝处理单元进行处理获得套筒成品，其中：
(2.1)将第一原材料依次经过球化退火处理单元、酸洗处理单元、水洗处理单元、第一磷化区域、皂化处理单元、拉丝处理单元进行处理，且第一磷化区域满足第一原材料经过磷化之后的磷化膜质量≥12g/m2；
(2.2)将第二原材料依次经过球化退火处理单元、酸洗处理单元、水洗处理单元、第二磷化区域、皂化处理单元、拉丝处理单元进行处理，且第一磷化区域满足第一原材料经过磷化之后的磷化膜质量＜12g/m2；
(3)在套筒材料进行酸洗处理、磷化处理、皂化处理时，通过身份信息读取模块读取套筒材料的身份信息，并通过身份信息记录模块记录套筒材料进入酸洗处理单元、磷化处理单元、皂化处理单元的瞬时时间信息，以及套筒材料离开酸洗处理单元、磷化处理单元、皂化处理单元的瞬时时间信息，以及套筒材料在酸洗处理单元、磷化处理单元、皂化处理单元内的持续时间信息，并将上述信息上传至云平台；
(4)通过药液监测单元实时监测酸洗处理单元、水洗处理单元、磷化处理单元、皂化处理单元内的药液参数，监测的药液参数包括弱盐酸浓度、强盐酸浓度、总酸值、游离酸值、酸比、促进值、槽液温度值、皂化PH值以及水洗PH值。
其中，步骤(4)是持续进行的，便于补充相应药液，保证各种药液的参数合格。
其中，在步骤(3)中，还包括通过身份信息记录模块记录套筒材料进入1～N号生产线的信息。
其中，在步骤(3)中，还包括对磷化完成的套筒材料通过磷化厚重计算单元进行磷化膜重量的计算并上传至云端。
在数个实施方式中，还包括对套筒成品进行使用记录，记录内容包括使用寿命以及使用缺陷。
本发明具有如下有益效果：
本发明再加工过程中，根据市场套筒的加工工艺和形态，对套筒进行分类，以60mm为界，区分为长套筒和短套筒，并根据长套筒与短套筒的特性，提供相应的磷化区域，实现不同厚度的磷化膜；通过数据处理，对每一批次加工的套筒材料给与相应的身份信息，由此记录套筒材料在不同的加工阶段的加工时间、进入的哪一条生产线等加工信息，由此可以把控加工过程，保证处理时间符合标准，且当质量出现问题时，方便进行数据反查，针对性的对工艺参数进行调整；通过对各个处理槽的药液实时监控，明确药液的参数信息，并根据监测结果，及时的补充相应的药液，保证药液参数符合标准；由于套筒产品规格多，个性化要求多，由此通过对磷化膜厚重的检测，形成磷化膜重量的大数据，便于根据数据对不同需求的套筒材料进行相应的加工处理，有针对性的进行生产。
附图说明
本文所描述的附图仅用于所选择实施例的阐述目的，而不代表所有可能的实施方式，且不应认为是本发明的范围的限制。
图1示意性地示出了本发明的一个实施例的加工过程。
具体实施方式
下面，详细描述本发明的实施例，为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本文使用的术语旨在解释实施例，并且不旨在限制和/或限定本发明。
在本实施例中，首先根据套筒成品的长度标准，将生产套筒成品的套筒材料即盘条进行分类，套筒成品的长度的标准值为60mm，大于等于60mm的归为一类，小于60mm的归为另一类，对两类套筒材料需进行不同磷化膜厚度的加工。
具体的，本套筒材料的加工系统包括1～2号生产线，以及用以监控配合1～2号生产线的数据处理系统、磷化厚重计算单元以及药液监测单元，其中1号生产线包括一个球化退火处理单元以及一个酸洗处理单元以及两个水洗处理单元以及一个皂化处理单元以及一个拉丝处理单元以及两个第一磷化区域，相应的2号生产线包括一个球化退火处理单元以及一个酸洗处理单元以及两个水洗处理单元以及一个皂化处理单元以及一个拉丝处理单元以及两个第二磷化区域。
其中，在1与2号生产线中，球化退火单元是用以对套筒材料进行球化退火，酸洗单元用以对经过球化退火的套筒材料进行酸洗，水洗单元用以对经过酸洗、磷化的套筒材料进行清洗，皂化单元用以对经过磷化的套筒材料进行皂化，拉丝单元用以对经过皂化的套筒材料进行拉丝，磷化单元用以对经过酸洗的套筒材料进行磷化，由第一磷化区域于第二磷化区域构成磷化单元，不同类别的套筒材料分别进入1或2号生产线中进行加工处理，以形成符合标准的磷化膜。
与生产线进行配合的数据处理系统包括身份信息录入模块、身份信息读取模块、身份信息记录模块，所述身份信息录入模块用以录入套筒材料的身份信息，所述身份信息读取模块用以读取套筒材料的身份信息，所述身份信息记录模块用以记录套筒材料进入各个处理单元以及在各个处理单元内的处理时间的信息，可以采用类似PDA扫描技术、RFid技术等方式，先通过身份信息录入模块给予套筒材料相关的条码信息，然后在该套筒材料进行加工时，在进出过程中均需要身份信息读取模块进行扫码操作，由此通过身份信息记录模块将各种时间信息进行记录并传至云端平台进行存储，方便后期的查询调用。
与生产线进行配合的药液监测单元，用以监测酸洗处理单元、磷化处理单元、皂化处理单元以及水洗处理单元内的药液参数，监测项目有弱盐酸浓度、强盐酸浓度、总酸值、游离酸值、酸比、促进值、槽液温度值、皂化PH值以及水洗PH值等，且针对两条不同的生产线，相应的标准参数值如下表所述：
表1 1号线槽液参数参考表
表2 2号线槽液参数参考表
与生产线进行配合的磷化厚重计算单元，用以计算套筒材料经过磷化处理之后的磷化膜质量并储存质量信息，计算公式为：MA＝104×(M1-M2)/A，其中，M1为磷化后的套筒材料的质量，M2为退膜后的套筒材料质量，A为套筒材料的总表面积。由于套筒工艺对磷化膜薄厚比较敏感，常因磷化膜薄厚和产品工艺不匹配导致产品出现质量问题，因此通过记录每一次加工之后磷化膜的重量信息，进行数据的汇总上传，结合后期的套筒产品的使用数据，如使用寿命以及使用缺陷等，可以实现数据关联查询，由此形成适用于不同套筒产品的磷化膜重的加工过程，可以提高、稳定套筒产品的生产质量。
以冷镦钢成型用钢SWRCH35K、50BV30为例，SWRCH35K冷镦钢化学成分(％)：碳C:0.32-0.38，硅Si:0.10-0.35，锰Mn:0.60-0.90，硫S:允许残余含量≤0.035，磷P:允许残余含量≤0.030；50BV30冷镦钢化学成分(％)：碳C:0.27-0.33，硅Si:≤0.10，锰Mn:0.70-1.0，硫S:允许残余含量≤0.030，磷P:允许残余含量≤0.035，铬Cr：0.30-0.50，硼B：≥0.0005，钒V：0.10-0.50，记录部分磷化膜的重量信息如下表：
表3 SWRCH35K、50BV30的部分磷化膜重量信息表
与该套筒材料加工系统相配合的加工方法，主要包括如下步骤：
S1、根据所需的套筒成品的长度，将相应的套筒材料进行区分并录入身份信息，具体为：S1.1、若所需的套筒成品的长度≥60mm，则将相应的套筒材料区分为第一原材料，通过信息录入单元赋予以及录入条码身份信息，S1.2、若所需的套筒成品的长度＜60mm，则将相应的套筒材料区分为第一原材料，通过信息录入单元赋予以及录入条码身份信息。
S2、将区分后的套筒材料依次经过球化退火处理单元、酸洗处理单元、水洗处理单元、磷化处理单元、水洗处理单元、皂化处理单元、拉丝处理单元进行处理获得套筒成品，酸洗处理单元为酸洗槽、水洗处理单元为水洗槽、磷化处理单元为磷化槽、皂化处理单元为皂化池，其中：S2.1、将第一原材料依次经过球化退火处理单元、酸洗处理单元、水洗处理单元、第一磷化区域、水洗处理单元、皂化处理单元、拉丝处理单元进行处理，且第一磷化区域满足第一原材料经过磷化之后的磷化膜质量≥12g/m2；S2.2、将第二原材料依次经过球化退火处理单元、酸洗处理单元、水洗处理单元、第二磷化区域、水洗处理单元、皂化处理单元、拉丝处理单元进行处理，且第一磷化区域满足第一原材料经过磷化之后的磷化膜质量＜12g/m2。
S3、并且，在S2过程中，尤其在套筒材料进行酸洗处理、磷化处理、皂化处理时，通过身份信息读取模块读取套筒材料的身份信息，并通过身份信息记录模块记录套筒材料进入酸洗处理单元、磷化处理单元、皂化处理单元的瞬时时间信息，以及套筒材料离开酸洗处理单元、磷化处理单元、皂化处理单元的瞬时时间信息，以及套筒材料在酸洗处理单元、磷化处理单元、皂化处理单元内的持续时间信息，以及套筒材料进入1～2号生产线的信息，以及对磷化完成的套筒材料通过磷化厚重计算单元进行磷化膜重量的计算信息，并将上述信息上传至云平台，由此，每一个条码相当于材料的唯一身份证。在酸洗磷皂化生产时，要求使用如PDA扫码机，在材料进、出酸洗槽，进、出磷化槽，进、出皂化槽时进行扫码提交工艺数据，如酸洗时间、磷化时间、皂化时间、几号线生产，放入哪个槽中等等，且后台数据时时可查，当出现质量问题时，可输入条码号查询工艺，为质量问题溯源，工艺调整做出数据支撑，一般，条码记录信息如下表所示：
S4、在上述S1-S3的过程中，实时通过药液监测单元监测酸洗处理单元、水洗处理单元、磷化处理单元、皂化处理单元内的药液参数，监测的药液参数包括弱盐酸浓度、强盐酸浓度、总酸值、游离酸值、酸比、促进值、槽液温度值、皂化PH值以及水洗PH值，及时补充相应的药剂，保证参数值处于合格范围。
以及，在套筒产品进入使用之后，配合使用客户记录该套筒产品的使用寿命、使用缺陷之类的信息，录入相应的套筒材料的身份信息中，由此，可以根据产品的使用情况，查询相应套筒材料的加工过程的数据信息，继而进行加工工艺的调整，以及根据同类或者相似产品，调用相应套筒材料的加工信息，进行针对性的加工，可以保证以及提高相应套筒产品的生产质量。
本发明叙述了优选实施方案，包括本发明人所知的进行本发明的最佳方式。当然，本领域熟练技术人员显然可以看出这些优选实施方案的变化。本发明人预想熟练技术人员可以酌情使用该变化，本发明人指出本发明可以按照不同于本文具体所述的其它方式实施。因此，本发明包括由权利要求书定义的本发明主旨和范围所包括的所有改进。而且，除非另有陈述或内容上明显矛盾，本发明包括任何上述因素及其所有可能的变化。
Claims (8)
1.一种套筒材料的加工系统，其特征在于，包括：
球化退火处理单元，所述球化退火单元用以对套筒材料进行球化退火；
酸洗处理单元，所述酸洗单元用以对经过球化退火的套筒材料进行酸洗；
磷化处理单元，所述磷化单元用以对经过酸洗的套筒材料进行磷化，所述磷化单元包括第一磷化区域与第二磷化区域，所述第一磷化区域与第二磷化区域用以适配不同成品套筒长度的套筒材料；
水洗处理单元，所述水洗单元用以对经过酸洗、磷化的套筒材料进行清洗；
皂化处理单元，所述皂化单元用以对经过磷化的套筒材料进行皂化；
拉丝处理单元，所述拉丝单元用以对经过皂化的套筒材料进行拉丝；
数据处理系统，所述数据处理系统包括身份信息录入模块、身份信息读取模块、身份信息记录模块，所述身份信息录入模块用以录入套筒材料的身份信息，所述身份信息读取模块用以读取套筒材料的身份信息，所述身份信息记录模块用以记录套筒材料进入各个处理单元以及在各个处理单元内的处理时间的信息；
磷化厚重计算单元，所述磷化厚重计算单元用以计算套筒材料经过磷化处理之后的磷化膜质量并储存质量信息。
2.根据权利要求1所述的一种套筒材料的加工系统，其特征在于，在所述磷化厚重计算单元中，计算公式为：
MA＝104×(M1-M2)/A
其中，M1为磷化后的套筒材料的质量，M2为退膜后的套筒材料质量，A为套筒材料的总表面积。
3.根据权利要求1所述的一种套筒材料的加工系统，其特征在于，包括1～N号生产线，所述1～N号生产线均包括至少一个球化退火处理单元以及至少一个酸洗处理单元以及至少一个水洗处理单元以及至少一个皂化处理单元以及至少一个拉丝处理单元以及至少一个第一磷化区域或者第二磷化区域。
4.根据权利要求1所述的一种套筒材料的加工系统，其特征在于，还包括药液监测单元，所述药液监测单元用以监测酸洗处理单元、磷化处理单元、皂化处理单元以及水洗处理单元内的药液参数。
5.一种套筒材料的加工方法，其特征在于，包括：
(1)根据所需的套筒成品的长度，将相应的套筒材料进行区分并录入身份信息，具体为：
(1.1)若所需的套筒成品的长度≥60mm，则将相应的套筒材料区分为第一原材料，通过信息录入单元赋予以及录入身份信息；
(1.2)若所需的套筒成品的长度＜60mm，则将相应的套筒材料区分为第一原材料，通过信息录入单元赋予以及录入身份信息；
(2)将区分后的套筒材料依次经过球化退火处理单元、酸洗处理单元、水洗处理单元、磷化处理单元、皂化处理单元、拉丝处理单元进行处理获得套筒成品，其中：
(2.1)将第一原材料依次经过球化退火处理单元、酸洗处理单元、水洗处理单元、第一磷化区域、皂化处理单元、拉丝处理单元进行处理，且第一磷化区域满足第一原材料经过磷化之后的磷化膜质量≥12g/m2；
(2.2)将第二原材料依次经过球化退火处理单元、酸洗处理单元、水洗处理单元、第二磷化区域、皂化处理单元、拉丝处理单元进行处理，且第一磷化区域满足第一原材料经过磷化之后的磷化膜质量＜12g/m2；
(3)在套筒材料进行酸洗处理、磷化处理、皂化处理时，通过身份信息读取模块读取套筒材料的身份信息，并通过身份信息记录模块记录套筒材料进入酸洗处理单元、磷化处理单元、皂化处理单元的瞬时时间信息，以及套筒材料离开酸洗处理单元、磷化处理单元、皂化处理单元的瞬时时间信息，以及套筒材料在酸洗处理单元、磷化处理单元、皂化处理单元内的持续时间信息，并将上述信息上传至云平台；
(4)通过药液监测单元实时监测酸洗处理单元、水洗处理单元、磷化处理单元、皂化处理单元内的药液参数，监测的药液参数包括弱盐酸浓度、强盐酸浓度、总酸值、游离酸值、酸比、促进值、槽液温度值、皂化PH值以及水洗PH值。
6.根据权利要求5所述的一种套筒材料的加工方法，其特征在于，还包括对套筒成品进行使用记录，记录内容包括使用寿命以及使用缺陷。
7.根据权利要求5所述的一种套筒材料的加工方法，其特征在于，在步骤(3)中，还包括通过身份信息记录模块记录套筒材料进入1～N号生产线的信息。
8.根据权利要求5所述的一种套筒材料的加工方法，其特征在于，在步骤(3)中，还包括对磷化完成的套筒材料通过磷化厚重计算单元进行磷化膜重量的计算并将计算数据上传至云端平台。
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