[发明专利]一种合金板锤的智能制备系统及方法

权利要求书

1.一种合金板锤的智能制备系统，其特征在于，它包括：温度检测模块、时钟模块、PLC、脱氧模块、报警模块、加热模块和冷冻模块；

所述温度检测模块包括分别设于中频感应电炉中的温度检测仪01、设于砂箱的温度检测仪02和设于冷冻箱的温度检测仪03，分别用于检测中频感应电炉、砂箱和冷冻箱内的温度值，并转化为数字信号001、002和003传递至PLC;

时钟模块包括设于砂箱的定时器01、设于热处理炉中的定时器02和设于冷冻箱的定时器03，当定时器01被触发5min后向PLC传递数字信号101；当定时器01再次被触发7min后向PLC传递数字信号102；当定时器01再次被触发24h后向PLC传递数字信号103；当定时器02被触发4h后向PLC传递数字信号104；当定时器02再次被触发3min后向PLC传递数字信号105；当定时器02再次被触发30min后向PLC传递数字信号106；当定时器02再次被触发2h后向PLC传递数字信号107；接收执行信号701，启动定时器03，5h后，向PLC传递数字信号108；

所述PLC分别与温度检测模块、时钟模块、脱氧模块、报警模块、加热模块和冷冻模块连接,用于接收数字信号001，当温度达到1610℃时，向脱氧模块传递执行信号201；接收数字信号002，当温度达到900℃时，向加热模块传递执行信号202；接收数字信号003，当温度达到-40℃时，向冷冻模块传递执行信号301，同时，向时钟模块传递执行信号701；接收数字信号501，向报警模块传递执行信号402；接收数字信号101、102和103，向报警模块传递执行信号401；接收数字信号104、106和107，向加热模块传递执行信号203；接收数字信号105，向加热模块传递执行信号204；接收数字信号108，向冷冻模块传递执行信号302；

所述报警模块接收数字信号101、102、103和402，发出警铃声；

所述脱氧模块包括脱氧装置，用于接收执行信号201，向中频感应电炉中加入预定剂量01的脱氧剂；预定时间1后，向中频感应电炉中加入预定剂量02的钒铁和预定剂量03的钛铁；预定时间2后，向中频感应电炉中加入预定剂量04的稀土和预定剂量05的硼；

所述加热模块包括设于砂箱、热处理炉和回火炉的加热器，所述砂箱的加热器被触发器后，将其加热至110℃；所述热处理炉的加热器被触发后，将其加热至950℃，同时，向PLC传递数字信号501；接收执行信号202，将加热器调节至保温模式；接收执行信号203，关闭加热器；

冷冻模块包括设于冷冻箱的制冷器，用于接收数字信号301，将制冷器调节至保温模块；接收执行信号302，关闭制冷器。

2.如权利要求1所述的一种合金板锤的智能制备系统，其特征在于，它还包括硬化模块，所述硬化模块包括硬化装置，所述硬化装置包括箱体，所述箱体内装有二氧化碳气体，所述箱体上设有导管，所述导管设置有阀门，所述阀门上设置有时间计量仪；当硬化装置被触发后，阀门打开，二氧化碳通过导管进入铸型，进入流量为0.8m3/h，20s后向PLC传递阀门数字信号，所述PLC接收阀门数字信号，向阀门传递关闭执行信号，将阀门关闭。

3.如权利要求2所述的一种合金板锤的智能制备系统，其特征在于，所述时间计量仪，从阀门打开时，开始计时，当计量达到20s后，自动清零。

4.如权利要求3所述的一种合金板锤的智能制备系统，其特征在于所述脱氧装置包括箱体，所述箱体内设有若干隔层，所述隔层将箱体分为脱氧剂存放层、钒铁存放层、钛铁存放层、稀土存放层和硼存放层，每层对应的箱体上设有导管，所述导管上设有阀门，所述阀门上设有体积计量仪，用于计量所经阀门的物料剂量。

5.如权利要求1至4之一所述的一种合金板锤的智能制备系统的智能制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤1：在中频感应电炉中熔炼高钒耐磨合金钢，金属炉料加入顺序为生铁、废钢、钼铁、镍铁、硅铁、锰铁、铬铁，温度检测模块检测中频感应电炉中的温度值，并转化为数字信号001传递至PLC;所述PLC接收数字信号001，当温度达到1610℃时，向脱氧模块传递执行信号201；所述脱氧模块接收执行信号201，向中频感应电炉中加入预定剂量01的脱氧剂；预定时间1后，向中频感应电炉中加入预定剂量02的钒铁和预定剂量03的钛铁；预定时间2后，向中频感应电炉中加入预定剂量04的稀土和预定剂量05的硼；使高钒耐磨合金钢中的合金成分达到预定要求，然后微调钢液中的化学成分，准备浇注；

步骤2：将板锤表面打磨光滑，清洗干净，然后将板锤置入砂箱中，选用二氧化碳水玻璃砂工艺；造型时，将石英砂干混，同时，触发定时器01，当定时器01被触发5min后向PLC传递数字信号101；所述接收数字信号101，向报警模块传递执行信号401；所述报警模块接收执行信号401，发出警铃声；提醒工作人员加入水玻璃，加入水玻璃湿混，同时，再次触发定时器01，当定时器01再次被触发7min后向PLC传递数字信号102；所述PLC接收数字信号102，向报警模块传递执行信号401；所述报警模块接收执行信号401，发出警铃声；提醒工作人员对其进行造型；

造型完成后，触发硬化装置，当硬化装置被触发后，阀门打开，二氧化碳通过导管进入铸型进行硬化，进入流量为0.8m3/h，20s后，关闭阀门；箱内用定位销定位，箱外用合箱线定位，型腔内用镁砂粉涂料涂刷两层；

步骤3：合金钢冶炼完成后，触发砂箱的加热器，当砂箱的加热器被触发器后，加热模块将砂箱加热至110℃；然后采用中间注入式浇注系统浇注，浇注温度为1540-1560℃，再次触发定时器01，当定时器01再次被触发24h后向PLC传递数字信号103；所述PLC接收向报警模块传递执行信号401；所述报警模块接收执行信号401，发出警铃声；提醒工作人员打开砂箱，清理板锤表面，切除冒口，修整毛边，打磨切割处；

步骤4：铸造工艺完成后，进行热处理，即温度检测模块检测砂箱内温度值，并转化为数字信号002传递至PLC;所述PLC接收数字信号002，当温度达到900℃时，向加热模块传递执行信号202；所述加热模块接收执行信号202，将加热器调节至保温模式，同时触发定时器02，当定时器02被触发4h后向PLC传递数字信号104；所述PLC接收数字信号104，向加热模块传递执行信号203；所述加热模块接收执行信号203，关闭加热器；空冷至室温；预定时间3后，触发热处理炉的加热器，将板锤放入热处理炉中加热至950℃，升温速率大于100℃/s，此时，向PLC传递数字信号501，所述PLC接收数字信号501，向报警模块传递执行信号402；所述报警模块接收执行信号402，发出警铃声，提醒工作人员再次触发定时器02，当定时器02再次被触发3min后向PLC传递数字信号105；所述PLC接收数字信号105，向加热模块传递执行信号204；所述加热模块关闭该处的加热器，预冷到850℃，再油冷至200~250℃，再次触发定时器02，当定时器02再次被触发30min后向PLC传递数字信号106；所述PLC接收数字信号106，向加热模块传递执行信号203；所述加热模块接收执行信号203，关闭加热器；空冷至室温；最后放入回火炉中，触发回火炉中的加热器，加热至230~270℃，进行回火，再次触发定时器02，当定时器02再次被触发2h后向PLC传递数字信号107；所述PLC接收数字信号107，向加热模块传递执行信号203；所述加热模块接收执行信号203，关闭加热器，空冷至室温；

步骤5：将热处理完后的高钒耐磨合金辊齿放入冷冻箱中，触发冷冻模块，冷冻模块被触发后，将其冷冻至-40℃，温度检测模块检测冷冻箱内的温度值并转化为数字信号003传递至PLC，所述PLC接收数字信号003，当温度达到-40℃时，向冷冻模块传递执行信号301，同时，向时钟模块传递执行信号701；所述冷冻模块接收数字信号301，将制冷器调节至保温模式；所述定时模块启动定时器03，经5h后，向PLC传递数字信号108；所述PLC接收数字信号108，向冷冻模块传递执行信号302；所述冷冻模块接收执行信号302，关闭制冷器，然后取出恢复至室温；

步骤6：将经过上述处理后的板锤的合金材料层的末端加工出焊接坡口，然后用耐磨焊条焊接，要求焊后的熔覆金属一部分覆盖住合金材料层末端，另一部分覆盖在板锤本体上，焊后清渣打磨，使其表面曲线圆滑过渡。