低溫閥門深冷處理技術(shù)介紹|最新資料

編者按：深冷處理技術(shù)是近年來興起的一種改善金屬工件性能的新工藝，是目前最有效、最經(jīng)濟(jì)的技術(shù)手段。而以深冷處理技術(shù)而研制開發(fā)的深冷處理設(shè)備，為工件的不同降溫、升溫速率、深冷處理工藝的嚴(yán)格實(shí)施及低溫時(shí)效等提供了有力保障。受到低溫閥門生產(chǎn)企業(yè)的熱烈追捧，在此我們也對深冷處理技術(shù)做一些介紹，希望能使更多的企業(yè)及個(gè)人對這項(xiàng)新工藝有所了解，在此我們也衷心的感謝永嘉沈高閥門有限公司工程師李柏和為我們提供的資料。

深冷技術(shù)就是利用冷媒介質(zhì)作為冷卻介質(zhì)，將淬火后的金屬材料的冷卻過程繼續(xù)下去，達(dá)到遠(yuǎn)低于室溫的某一溫度(-196℃)，從而達(dá)到發(fā)揮金屬材料性能的目的。深冷技術(shù)是近年來興起的一種發(fā)揮金屬工件性能的新工藝技術(shù)，是目前最有效、最經(jīng)濟(jì)的技術(shù)手段。
在深冷加工過程中，金屬中大量殘余奧體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，特別是過飽和的亞穩(wěn)定馬氏體在從-196℃至室溫的過程中會(huì)降低過飽和度，析出彌散、尺寸僅為20～60A并與基體保持共格關(guān)系的超微細(xì)碳化物，可以使馬氏體晶格畸變減少，微觀應(yīng)力降低，而細(xì)小彌散的碳化物在材料塑性變形時(shí)可以阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，從而強(qiáng)化基體組織。同時(shí)由于超微細(xì)碳化物顆粒析出后均勻分布在馬氏體基體上，減弱了晶界脆化作用，而基體組織的細(xì)化既減弱了雜質(zhì)元素在晶界的偏聚程度，又發(fā)揮了晶界強(qiáng)化作用，從而改善了工模具的性能，使硬度、抗沖擊韌性和耐磨性都顯著提高。
深冷技術(shù)的改進(jìn)效果不僅限于工作表面,它滲入工件內(nèi)部,體現(xiàn)的是整體效應(yīng),所以可對工件進(jìn)行重磨,反復(fù)使用,而且對工件還有減少淬火應(yīng)力和增強(qiáng)尺寸穩(wěn)定性的作用。
有關(guān)深冷、超深冷處理析出更細(xì)小的彌散碳化物是指——在顯微鏡下看圖片：深冷、超深冷處理后馬氏板條尺寸明顯細(xì)小，表示原粗大的馬氏體板條在深冷、超深冷處理的過程中發(fā)生碎化，低碳馬氏體的碎化與深冷處理引起的馬氏體微分解有關(guān)。在深冷、超深冷處理過程中，馬氏在-190度低溫下，由于體積收縮Fe的晶格常數(shù)趨于縮小，而低溫下固溶度變小使馬氏體的過飽和度有所增加，亦使空位的平蘅濃度降低。這些都增加了碳原子析出偏聚的驅(qū)動(dòng)力，但低溫下原子運(yùn)動(dòng)困難，擴(kuò)散距離極短，馬氏體內(nèi)過飽和碳原子往往偏聚于附近的錯(cuò)位線上，在隨后的回溫過程中逐步形成超微細(xì)碳化物核心，脫落后使馬氏體發(fā)生微分解，內(nèi)部亞單元尺寸變?。旱吞捡R氏體在淬火過程中會(huì)發(fā)生回火現(xiàn)象，碳原子有部分偏聚并以有微細(xì)的碳化物析出，但仍是碳在α-Fe中過飽和固溶體。深冷、超深冷處理促進(jìn)碳原子更彌散偏聚，形成超微細(xì)碳化物核心使馬氏體分解，馬氏體內(nèi)界面增多而碎化。在深冷、超深冷處理的溫度回升階段碳原子的擴(kuò)散能力大大增加，而隨溫度回升空位平衡濃度也升高，從而更加快碳原子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。自回火產(chǎn)生的微細(xì)碳化物促進(jìn)碳化物的聚合長大，深冷、超深冷處理形成的超微細(xì)碳化物在回溫過程和室溫保持中逐步聚合長大。故深冷、超深冷處理后馬氏體內(nèi)碳化物微粒的數(shù)量增多且尺寸較大。
深冷處理的作用：
可轉(zhuǎn)變殘奧，提高工件的硬度和耐磨性，穩(wěn)定工件的尺寸。
可析出超細(xì)碳化物，提高工件的耐磨性；可細(xì)化晶粒，提高工件的沖擊韌性。
可成倍提高馬氏體不銹鋼的抗蝕性，提高工件的拋光性能。
可改善有色金屬的導(dǎo)電能力和抗蝕性。
可減少模具變形、開裂。提高工件的尺寸精度。

附：深冷處理設(shè)備介紹

1. 概述

我們選用的SLX系列程序控制深冷箱是由中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所自行研制開發(fā)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)定型深冷處理設(shè)備，為工件的不同降溫、升溫速率、深冷處理工藝的嚴(yán)格實(shí)施及低溫時(shí)效等提供了有力保障。可廣泛應(yīng)用于機(jī)械工程、航空航天、醫(yī)學(xué)研究、食品加工、遺傳工程、植物保存、畜牧等領(lǐng)域。

SLX系列程序控制深冷箱以液氮為冷源，采用先進(jìn)的液氮分散技術(shù)、雙向控溫技術(shù)和、加熱技術(shù)保證了處理工件的不同降溫、升溫速率及恒溫要求，為深冷處理工藝的嚴(yán)格實(shí)施及工件低溫時(shí)效等提供了有力保障。液氮傳輸管路采用超級(jí)真空絕熱，將液氮損耗降至最低。經(jīng)過多年的研制經(jīng)驗(yàn)積累，特別是在制造業(yè)的實(shí)際應(yīng)用，證明了SLX系列程序控制深冷箱具有應(yīng)用范圍廣、操作簡便、經(jīng)久耐用等特點(diǎn)。

SLX系列程序控制深冷箱順利通過ISO9001國際質(zhì)量體系認(rèn)證。經(jīng)過近幾年來的不斷改進(jìn)和完善，現(xiàn)已定型生產(chǎn)了三種形式SLX系列程序控制深冷箱共四十余種型號(hào)的產(chǎn)品，深冷箱單臺(tái)設(shè)備的處理能力從幾公斤至幾噸不等。

2. 主要技術(shù)指標(biāo)

2.1型號(hào)：SLX-1500II

2.2開啟方式：臥式上開

2.3箱內(nèi)有效尺寸：4600mm×600 mm×600 mm

2.4溫度范圍：室溫～-190℃

2.5控制方式： 人工智能控制+計(jì)算機(jī)控制

2.6降溫速率：0.1～10℃/min（任意設(shè)置）

2.7溫度均勻度：±5℃，溫度平衡后0.5h

2.8控溫精度：±2℃ ，溫度平衡后0.5h

2.9箱外壁溫：≥5℃（箱內(nèi)溫度為-150℃）

2.10配電規(guī)格： 380V/50Hz

3．產(chǎn)品特點(diǎn)
3.1 箱體內(nèi)部由不銹鋼制成，受力部件特別加固；

3.2保溫層為特制聚氨酯泡沫，有效阻隔箱體內(nèi)外冷熱交換，通過特制調(diào)劑可以將熱導(dǎo) 率降到0.028W/(m·k)~0.05 W/(m·k)；

3.3箱體一端設(shè)有排氣閥；

3.4內(nèi)置循環(huán)風(fēng)扇和導(dǎo)流罩，可均勻分散注入液氮，確保冷凍室溫度的均一性；

3.5人性化的微機(jī)操作界面，方便用戶使用；

3.6配備電氣互鎖及報(bào)警裝置，確保使用安全；

3.7電磁閥采用液氮專用低溫電磁閥；

3.8液氮傳輸管路采用高真空絕熱傳輸管路，將液氮損耗降至最低；

3.9深冷處理箱及傳輸管路在低溫下保持1小時(shí)后，測深冷箱外壁溫度≥5℃。

4. 安裝使用

4.1 固定

將控制柜、深冷箱、液氮貯槽固定在廠房內(nèi)合理的位置。

4.2電器連接

4.2.1安裝多層警示燈：打開控制柜，將多層警示燈固定在控制柜頂部右上方安裝孔內(nèi)，將多層警示燈連接線穿過穿線孔，接入安裝孔下方紅色的接線端子，接線不分正負(fù)，安裝牢固；

4.2.2安裝液壓泵站：打開液壓泵站的包裝，將其固定在兩臺(tái)深冷箱中間的合適位置，

按照提供的電器原理圖連接液壓泵站的控制線；

4.2.3安裝油管：按照提供的圖紙將油管連接到深冷箱油缸上；

4.2.4通訊線連接：將控制柜和計(jì)算機(jī)間的通訊線連接到相應(yīng)接口上。

4.3 機(jī)械連接

4.3.1深冷箱與控制柜連接

從深冷箱中取出連接線，對照提供的接線圖分別接在控制柜和深冷箱上的相應(yīng)接頭位置，連接緊固。

4.3.2深冷箱與液氮貯槽連接

按照圖紙將液氮傳輸管路從深冷箱進(jìn)液端開始安裝，每段管道之間通過法蘭螺栓連接，一直將管路引至液氮貯槽排液口下方；

管道與電磁閥、管道與液氮貯槽連接處采用不銹鋼鋼管連接。

4.4檢查

4.4.1合上控制柜右側(cè)斷路器開關(guān)給系統(tǒng)上電，檢查電器零部件工作是否正常；

4.4.2在深冷箱上啟動(dòng)液壓泵站，檢查泵站電機(jī)轉(zhuǎn)向；

4.4.3啟動(dòng)開門按鈕，檢查液壓系統(tǒng)工作是否正常；

4.4.4按照控制柜工作狀態(tài)指示，把系統(tǒng)狀態(tài)調(diào)到狀態(tài)五，使A、B深冷箱同時(shí)啟動(dòng)，檢查兩箱的電機(jī)轉(zhuǎn)向；

4.4.5分別設(shè)定兩臺(tái)控溫儀表的低溫報(bào)警參數(shù)，使系統(tǒng)報(bào)警，檢查報(bào)警是否正常；

4.4.6如以上安裝、檢查工作一切正常，設(shè)備可以使用。

4.5 使用

4.5.1控制柜送電

4.5.1.1合上控制柜總電源閘刀；

4.5.1.2合上深冷箱控制柜右側(cè)閘刀開關(guān)，控制箱上電；

4.5.1.3上電后狀態(tài)：

l 各儀表顯示正常；

l 電流表讀數(shù)為0；

l 電壓表讀數(shù)為380V；

l 狀態(tài)一、二、三、四、五黃色指示燈滅；

l 報(bào)警燈滅，無報(bào)警；

l 控制柜下方流程圖中指示燈顯示深冷箱四個(gè)氣體閥V1、V2、V3、V4的開關(guān)狀態(tài)，綠燈亮則閥開，紅燈亮（或閥上紅燈亮）則閥關(guān)；

4.5.2裝卸工件

4.5.2.1待控制柜上電后，在需要裝入工件的A箱（或B箱）上，按油泵啟動(dòng)按鈕；

4.5.2.2切記，解開箱蓋上箱蓋扣；

4.5.2.3油泵啟動(dòng)后，按開門按鈕，箱門緩緩開啟；

注意：開門時(shí)一定要緩慢，即剛開始和快結(jié)束都要進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)按鈕。以防開門過猛對油缸和箱體造成沖擊損壞。

4.5.2.4吊工件進(jìn)箱，放穩(wěn)在支架上；

注意：吊放工件時(shí)要注意，輕拿輕放，尤其在箱體內(nèi)不能左右搖晃或滾動(dòng)，必要時(shí)要手扶穩(wěn)，以防撞擊箱壁。

4.5.2.5工件放好后，按關(guān)門按鈕，箱門緩緩關(guān)閉，切忌用力過猛；

4.5.2.6按油泵停止按鈕，關(guān)閉油泵電機(jī)；

4.5.2.7扣上箱蓋蓋扣。

4.5.3選擇使用狀態(tài)

4.5.3.1參照流程圖右上角標(biāo)注選擇要操作的狀態(tài)，按下選擇的狀態(tài)按鈕；如按下 狀態(tài)一按鈕，狀態(tài)一指示燈亮；

4.5.3.2根據(jù)選擇的狀態(tài)，參照下圖操作氣體閥V1、V2、V3、V4；

注意：旋轉(zhuǎn)氣體閥手柄時(shí)，要緩緩旋轉(zhuǎn)，同時(shí)要觀察手柄下兩個(gè)指示燈；綠燈亮表示閥開到位，紅燈亮表示閥關(guān)到位，只要燈亮即可停止旋轉(zhuǎn)。

注意：廠房內(nèi)東側(cè)箱為A箱；西側(cè)箱為B箱

4.5.3.3待調(diào)好使用狀態(tài)后，所選工作箱的電機(jī)開始啟動(dòng)，如果不啟動(dòng)，則說明狀態(tài)有誤，請?jiān)敿?xì)檢查。

4.5.4液氮貯槽使用

4.5.4.1詳細(xì)閱讀液氮貯槽使用說明書；

4.5.4.2檢查液氮貯槽液位計(jì)液位，如液氮不足要及時(shí)充裝；

4.5.4.3檢查液氮貯槽壓力表壓力；

4.5.4.4如果壓力在0.4Mpa和0.8Mpa之間，則說明壓力許可，如果小于0.4則要打開增壓閥，讓液氮罐增壓，到0.8Mpa時(shí)關(guān)閉增壓閥；

4.5.4.5當(dāng)壓力達(dá)到要求后，打開輸液管和液氮貯槽連接處的進(jìn)液閥；

注意：液氮貯槽其他閥門未經(jīng)允許切勿輕易轉(zhuǎn)動(dòng)，尤其是和安全閥聯(lián)通的閥門。

4.5.5工藝運(yùn)行

根據(jù)實(shí)際情況選擇計(jì)算機(jī)控制或智能儀表控制，設(shè)定工藝曲線，運(yùn)行程序。具體工藝設(shè)定方法見第5章與第6章。

4.5.6工藝結(jié)束

4.5.6.1當(dāng)設(shè)定工藝運(yùn)行結(jié)束后，設(shè)備會(huì)自動(dòng)停止運(yùn)行；

4.5.6.2結(jié)束后，可隨時(shí)開箱取出工件；

4.5.6.3關(guān)畢設(shè)備

l 關(guān)閉液氮罐進(jìn)液閥、關(guān)閉增壓閥、保持氣體通過閥打開；

l 關(guān)閉液氮罐進(jìn)液閥后，打開電磁閥把管道中氣體排干凈，防止管道中壓力過高；

l 關(guān)閉箱蓋，停止油泵；

l 深冷處理結(jié)束后，要將箱體內(nèi)水擦干，箱體保持干凈整潔；

l 關(guān)閉控制柜電源。

4.6設(shè)備保養(yǎng)維護(hù)

4.6.1箱體內(nèi)保持干凈整潔；

4.6.2保持油泵及電機(jī)干凈整潔，保持油泵油量充足；

4.6.3設(shè)備如長時(shí)間不用，控制柜應(yīng)1周次進(jìn)行通電，檢查各部件狀況；

4.6.4在使用和保養(yǎng)過程中，要注意保護(hù)密封棉完整，防止損壞使深冷箱泄露。

相關(guān)介紹：

浙江永嘉沈高閥門有限公司是一家致力于閥門科研、設(shè)計(jì)、制造、銷售為一體的生產(chǎn)廠家。公司通過ISO9001,API 和CE質(zhì)量體系認(rèn)證，產(chǎn)品嚴(yán)格執(zhí)行ANSI、BS、DIN、JB、API、JIS、GB等國際標(biāo)先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn).公稱壓力:PN2.0~42MPa,150LB~2500LB,公稱通徑:DN15~800mm,1/2”~32”,主要生產(chǎn)材料為WCB、A105、LCB、WC6、WC9、F11、F22、CF8、CF8M、CF3、CF3M等的各類閘閥、截止閥、止回閥、球閥等產(chǎn)品。產(chǎn)品廣泛用于石油、化工、治金、電力、煉油、醫(yī)藥、輸油、輸氣管道、城建等行業(yè)，深受用戶信賴。

資料提供/李柏和