真空 ›› 2025, Vol. 62 ›› Issue (6): 100-105.doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2025.06.13
贾守亚1, 伍龙1, 车恩林2, 苏宁2
JIA Shouya1, WU Long1, CHE Enlin2, SU Ning2
摘要： 针对核工业大尺寸特种材料专用热处理工艺对温度均匀性要求高的需求,首先研制设计了专用的真空热处理炉,然后对热处理两种产品的大尺寸均温区进行了模拟仿真,通过仿真模拟结果迭代,优化了加热器功率分布和反射屏设置,最后通过现场实验验证保温阶段有效均温区的温度均匀性。结果表明所研制设计的真空热处理炉在工作温度工况下,500 mm×500 mm×3 000 mm的有效均温区温度均匀性控制在±3.0 ℃,且实验验证结果与仿真模拟结果具有较高的一致性,可满足大尺寸特种材料专用热处理工艺的设计要求。
中图分类号: TG166.1
| [1] 张万福,李强,李军,等. 特种合金生产过程中VIDP炉真空系统分析及优化应用[J]. 真空, 2024, 61(1):58-63. [2] 董国平. 金属材料热处理技术的应用及其发展趋势[J]. 河南科技, 2024, 889(8):86-89. [3] 钱波,王世宇. 热处理设备的技术进展和研究方向展望[J]. 山西冶金, 2024, 47(10):71-75. [4] 谢麒麟,郑建聪,孙盼文. 热处理对锆合金管在纯水环境下腐蚀性能的影响[J]. 钢管, 2024,53(3):13-18. [5] MENG W, WANG X, ZHU H, et al.Effect of vacuum heat treatment temperature on anti-corrosion and conductivity properties of C/TiC nanocomposite coated titanium foil for PEMFC bipolar plates[J]. Fuel, 2025, 384:133676. [6] 章勋亮,张聪惠,朱文光. 热处理工艺参数对双相Zr-2.5Nb合金组织演变机制及力学性能的影响[J]. 稀有金属材料与工程, 2024, 53(9):2571-2579. [7] CHANG W, WEI Z, YUN S L, et al.Achieving high strength and ductility in Ti-6.8Mo-3.9Al-2.8Cr-2Nb-1.2V-1Zr-1Sn alloy by rapid optimizing microstructure through gradient heat treatment[J]. Journal of Central South University, 2023, 30(2):387-399. [8] WANG X W, LONG Z Y, ZHOU K, et al.Study on the temperature uniformity of workpieces inside an annealing furnace[J]. International Journal of Thermal Sciences, 2025, 212:109798. [9] Li P N, LIANG X Y, TAN Z, et al.Influence of vacuum annealing temperature on damping performance of NiCrAlY composite coatings[J]. Thin Solid Films, 2024, 798:140393. [10] 周军勇,俞能君,金向阳,等. 基于ANSYS的真空热处理炉的温度场分析[J]. 热加工工艺, 2024, 53(8):31-37. [11] 李安华,王永卿,苗俊芳. 真空热处理炉恒温区均匀性的测定[J]. 装备制造技术, 2012, (7):136-138. [12] 张连德,刘静,李家栋,等. 真空热处理炉布料矩阵优化仿真分析[J]. 轧钢, 2022, 39(01):62-67. [13] 张继光. 真空退火炉炉内温控结构设计及热场仿真[D]. 西安:西安电子科技大学, 2013. [14] 李鑫. 大型真空退火炉温度及均温性控制研究[D]. 西安:西安石油大学, 2011. [15] 吴海龙. 电磁搅拌技术在连铸中的应用[J].连铸, 2024(5):2-9. [16] 王明伟,张立文,江国栋,等. 真空热处理炉温度场的有限元数值模拟[J]. 机械科学与技术, 2005, 24(6):748-750. [17] 刘静. 低压真空渗碳炉加热过程模拟及工艺优化研究[D]. 沈阳:东北大学,2017. [18] 张继光. 真空退火炉炉内温控结构设计及热场仿真[D].西安:西安电子科技大学,2013. [19] 李贺鹏. 热处理炉炉温均匀性感知和系统精度控制方法研究[J]. 数字通信世界, 2024(10):19-21. [20] 曹巍. 炉温均匀性影响因素的研究及改进[D].南京:南京师范大学,2015. [21] SABER D, ALMALKI M H, ELAZIZ A K.Design and building of an automated heat-treatment system for industrial applications[J]. Alexandria Engineering Journal, 2020, 59(6):5007-5017. [22] STALBAUM T, BOYD D, WEIL M, et al.200 kV x-ray source for radiotherapy and imaging: preliminary results and discussion[C]//Medical Imaging 2020: Physics of Medical Imaging. SPIE, 2020, 11312: 881-887. [23] 程建,陈鼎,莫凡,等. 真空热处理设备PLC温控系统设计[J]. 真空, 2017, 54(6):55-57. [24] 刘一鸥. 真空热处理炉PLC温控系统的设计研究[J]. 工业加热, 2025, 54(2):16-19. [25] 高程程. 基于粒子群模糊PID的真空退火炉温控系统研究[D]. 大连:大连海洋大学, 2023. [26] 凡占稳,单琼飞,尹承锟,等. 基于单神经元PID的真空炉自适应温度控制[J]. 金属热处理, 2020, 45(12):237-241. [27] 张伟,王松沛. 真空热处理设备PLC温控系统设计[J]. 冶金与材料, 2019, 39(3):97-98. [28] 邢星,罗建岩,贾志淳,等. 智能真空热处理炉远程监控系统设计与实现[J]. 计算机技术与发展, 2020, 30(6):151-155. |
| [1] | 陈博龙, 李忠仁, 王颖, 吴逸飞, 苏宁, 宋家兴, 车恩林, 刘君. 大型超导线圈热处理系统温度均匀性研究*[J]. 真空, 2025, 62(3): 33-37. |
| [2] | 赵延义, 施承天, 李绍杰, 孙松刚, 王飞, 李灿伦. 圆筒形真空容器H型加强圈简化设计计算及数值验证[J]. 真空, 2024, 61(6): 33-37. |
| [3] | 刘顺明, 王鹏程, 刘佳明, 关玉慧, 谭彪, 孙晓阳, 王一刚, 朱邦乐. CSNS II真空差分系统设计*[J]. 真空, 2024, 61(5): 57-63. |
| [4] | 张红星, 眭霄翔, 王海军, 刘中华, 陈怀东, 张海峰. 凝汽器管道壁面泄漏流场数值模拟研究[J]. 真空, 2023, 60(6): 15-21. |
| [5] | 祁松松, 倪俊, 李卓慧, 施承天, 冯蕾, 陈红斌, 李灿伦. 超大型真空容器大门设计及优化研究[J]. 真空, 2023, 60(5): 81-85. |
| [6] | 王桂鹏, 黄豫兴, 曲绍芬, 高光伟, 谢元华, 刘坤, 巴德纯. 真空热处理炉风机叶轮叶片进出口角变化对冷却效率的影响研究*[J]. 真空, 2022, 59(5): 63-68. |
| [7] | 马强, 孙足来, 张哲魁, 牟鑫, 李建军, 王秋博. 大功率真空电子束冷床熔炼炉拉锭机构振动仿真分析[J]. 真空, 2021, 58(5): 104-109. |
| [8] | 祁松松, 徐晓辉, 刘家林, 张蕊, 李灿伦, 董德胜, 施承天. 热真空试验设备控温热沉设计分析[J]. 真空, 2020, 57(2): 62-65. |
|