[实用新型]一种智能铝基材料制备中试平台

说明书

本实用新型公开了一种智能铝基材料制备中试平台，包括整机的智能控制系统，所述智能控制系统由PLC与WinCC上位机构成，所述智能控制系统通信连接有中频熔化装置、电磁搅拌及保温装置、液压开模装置、多功能除气装置和超声波金属熔体处理装置；所述电磁搅拌及保温装置设置于中频熔化装置下位；所述金属模具设置于电磁搅拌及保温装置下位；所述多功能除气装置设置于中频熔化装置和电磁搅拌及保温装置上方；所述中频熔化装置上方设置有视频监控系统；所述视频监控系统通信连接到WinCC上位机控制系统。本实用新型的智能铝基材料制备中试平台，能够完成铝基材各类试验；能够实现各个功能模块独立控制和整个平台的联合控制。

技术领域

本实用新型涉及一种中试平台，具体涉及一种智能铝基材料制备中试平台，属于金属材料实验平台技术领域。

背景技术

铝是仅次于钢铁的第二大金属材料；由于其优良的结构及功能方面的特性，同时结合铝及其合金材料性能的改善和提高，其应用范围不断扩大，随着科技的发展，越来越多的“以铝代钢”“以铝节木”“以铝节铜”等工业铝型材被广泛研发应用，现有技术中，高性能的铝基材料被应用到航天航空、轨道交通、汽车轻量化、电子信息和家电家居等行业；但在铝基材料实验涉及各方面，现有技术中，还没有比较好的实验平台。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提出了一种智能铝基材料制备中试平台，能够完成铝基材各类试验；能够实现各个功能模块独立控制和整个平台的联合控制。

本实用新型的智能铝基材料制备中试平台，包括整机的智能控制系统，所述智能控制系统由PLC与WinCC上位机构成，所述智能控制系统通信连接有中频熔化装置、电磁搅拌及保温装置、液压开模装置、多功能除气装置和超声波金属熔体处理装置；所述电磁搅拌及保温装置设置于中频熔化装置下位；所述液压开模装置上设置有金属模具；所述金属模具设置于电磁搅拌及保温装置下位；所述多功能除气装置设置于中频熔化装置和电磁搅拌及保温装置上方；所述中频熔化装置上方设置有视频监控系统；所述视频监控系统通信连接到WinCC 上位机控制系统；中频熔化装置可完成钢、不锈钢、铜、铝、金、银等金属材料的熔炼加热，通过WinCC控制系统远程通信方式对中频熔化装置进行控制，中频熔化装置其为4-20mA或0-5V的控制加热方式，保温在720-730℃；设置有多重报警保护装置的功能；可以自动/手动倾翻使铝液倒进下位炉，需要完成中频熔炼装置和电磁搅拌及保温装置的除气工作；通过除气搅拌后，检测铝液的除气效率，除气率≥65％；检验方法为取未除气前铝液和除气后铝液分别进行测氢仪抽真空，通过试样剖面孔洞面积计算除气率；通过除气搅拌后，抽取铝液试样在真空状态下进行凝固，试样剖面的针孔度在1级以上品质；电磁搅拌及保温装置包括炉体，及设置于炉体上的加料装置；输入电压表、输入电流指示、急停等模块；其分为电磁搅拌部分和保温控制部分；触摸屏显示工作频率、工作电流、故障报警、搅拌模式等指示界面；搅拌状态可以通过调整工作频率和工作强度来改变工作的输出电流，从而达到改变搅拌强度的目的；搅拌可分为连续和定时两种模式，2种模式都具有正搅、反搅、正反搅拌的3种搅拌方式；在搅拌状态下，可设置搅拌时间、正搅时间、反搅时间；温控表可进行7段以上程序控制的高功能数字程序调节仪，可设置大小的升、降温度斜率编程及操作十分灵活，且具有跳转(循环)、运行、暂停及停止等可编程/可操作命令；保温控制部分是PID调节方式无超调及无欠调的优良控制特性；设置有四种停电/开机事件处理模式；及具备曲线拟合功能，能获得光滑平顺的曲线控制效果；采用轻量可密集安装型单相晶闸管调整器；通过内部短接线可切换成相位控制方式和零位控制方式(其中零位控制方式为变周期过零触发)；具备电流限制及过流保护功能，保温控制部分具备散热器超温报警功能；其具备WinCC监控系统；超声波金属熔体处理装置为外加模块，不改变现有的生产装置和工艺流程，安装操作方便；其能够细化金属晶粒、均匀合金成分，显著改善铸造材料的强度、抗疲劳性，提升材料的综合性能，其主要包括专用电源、专用换能器、专用变幅杆和专用工具头等；其安装简便：通过标准法兰盘对接安装，无需改变现有的生产装置和工艺流程；本平台的金属模具及液压开模装置包括熔炼铝合金金属型铸造的一种非标定制装置，装置主要构成为：金属型模具(带顶杆机构及水冷通道)、液压开模机(含自动顶料机构和液压泵站)和操作平台；金属型模具2套(成型产品尺寸分别为Ф150x500和Ф100x500)，采用底注加侧注方式，带顶出结构，带冷却水通道；液压开模机采用按钮式电动开、合模，能够自动顶出机构，液压泵站系统压力为25Mpa；由于中频熔化装置、电磁搅拌及保温装置、液压开模装置、多功能除气装置和超声波金属熔体处理装置均为现有模块组装构成实验平台，在此不再详述每一模块具体结构。