[发明专利]一种基于PLC的电磁场深冷装置

说明书

本发明涉及材料热处理技术领域，公开了一种基于PLC的电磁场温度场耦合的材料磁冷处理装置，具体拆分为两大分装置：强电磁场发生分装置及深冷处理分装置。所述强电磁场发生分装置为总装置提供可控磁场强度的磁场环境，又包括有：强电柜和触控部分；所述深冷处理分装置为总装置提供可控温度的温度场环境，又包括有：送冷部分和触控部分；其中触控部分为公用部分并由可编程逻辑控制器与人际交互界面搭建而成。本发明为技术成熟的热处理设备，可有效地提高硬质合金综合机械性能。

技术领域

本发明属于材料热处理技术领域，具体涉及一种基于PLC的电磁场温度场耦合的材料磁冷处理装置。

背景技术

我国能源结构“多煤贫油少气”，如何因地制宜地走好煤炭资源综合开发之路即采掘机械化。据资料显示截齿是采煤机、掘进机、刨煤机上破岩落煤的关键性零件及易损件。另外，国内截齿产品的使用性能仍与国外产品具有较大差距，提高国产截齿综合机械性能是必由之路。

我国煤矿现场调研表明：齿头失效（齿尖破损、脱落等）在截齿各失效因素中占35%至45%。截齿齿尖材料主要是硬质合金。硬质合金被称为“工业的牙齿”，其具有高的硬度、强度、红热硬度和良好的耐磨性，在很多领域得到了广泛应用。

对于能明显强化硬质合金的机械性能的技术手段要数深冷处理。硬质合金在深冷处理之后显著提高了使用性能。深冷处理提高了合金的硬度和抗弯强度，使得硬质合金中的碳化物分布更均匀，故硬质合金的耐磨性得到提高，继而提高了截齿的使用寿命。虽深冷处理比一般冷处理降低钢中残留奥氏体数量的效果更好,而采用磁场深冷处理效果则更为显著。

综上所述，亟需一种新的热处理装置来提高硬质合金的使用寿命，以提高国产截齿的综合品质。

发明内容

本发明目的是提供一种基于PLC的电磁场温度场耦合的材料磁冷处理装置，可有效提高硬质合金性能。

本发明装置的特征在于，如图1所示，分为两大分装置：强电磁场发生分装置120及深冷处理分装置130。所述强电磁场发生分装置120为本装置提供可控磁场强度的磁场环境，又包括有：强电柜140和触控部分150；所述深冷处理分装置130为本装置提供可控温度的温度场环境，又包括有：送冷部分160和触控部分150；其中触控部分150为两大分装置的公用部分也是本发明的控制核心，它由PLC（可编程逻辑控制器）与HMI（人际交互界面）由RS485通讯电缆互连搭建而成。

本发明之强电磁场发生分装置120的特征在于，如图2所示，包括有：380V三相电源210、调压器220、升压变压器230、三相整流电路240、IGBT及其控制电路250、HMI 260、PLC270、SCR及其控制电路280、级联电容模块290、放电绝缘线圈2100。其中260与270组成触控部分150，除去260、270及2100的其余部分均打包集成于强电柜140中。210、220、230、240、250、290依次连接组成充电回路，其中250为受控充电开关；290、280、2100依次连接组成放电回路，其中280为受控放电开关；250、280的开与断均受控于270及260，并与270相连。

本发明之深冷处理分装置130的特征在于，如图3所示，包括有：HMI 310、PLC 320、液氮用电磁阀330、热电阻传感器340、深冷罐350、液氮罐360。其中330、340均与320相连，组成温度闭环控制系统。

本发明发明装置的总装效果，如图4所示，其中标号8、11零部件的细节部分，分别如图6、5所示。

250——IGBT及其控制电路，为控制IGBT的开关，实现电源在需要的时间节点对电容的快速充电；

260（310）——HMI，触摸屏式人机交互界面，实现在触摸屏上直接设置磁场强度等参数，并与PLC通讯；（实现在触摸屏上直接设置深冷温度等参数，并显示340的实时温度，并与PLC通讯）