基本信息
- 項目名稱：
- 蠕鐵機械性能參數(shù)液態(tài)在線檢測系統(tǒng)
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本系統(tǒng)能夠在蠕鐵鑄件生產(chǎn)之前，對蠕化率、強度、碳、硅等參數(shù)進行快速在線檢測，從而保證鑄件在澆注前材質(zhì)達到蠕墨鑄鐵生產(chǎn)要求。
- 詳細介紹：
- 本系統(tǒng)在熱分析理論的基礎上，采用“熱分析聯(lián)用技術”對現(xiàn)場采集的大量數(shù)據(jù)進行分析處理，建立了蠕鐵鑄件機械性能參數(shù)液態(tài)在線檢測的數(shù)學模型，可以檢測包括抗拉強度、伸長率、蠕化率、碳、硅等多項物理和化學性能參數(shù)。 在檢測出的材質(zhì)參數(shù)達不到要求的情況下，本系統(tǒng)建立了工藝調(diào)整數(shù)學模型和專家知識庫，能夠根據(jù)質(zhì)量目標，通過專家系統(tǒng)給出工藝提示，及時有效地指導調(diào)整生產(chǎn)工藝，從而大幅度提高質(zhì)量，減少廢品。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 一、作品設計、發(fā)明的目的 目前蠕鐵生產(chǎn)中,蠕化效果等方面不能準確快速進行爐前檢測，從而無法指導生產(chǎn)。為實現(xiàn)在蠕鐵鑄件生產(chǎn)之前的快速在線檢測，我們研制了蠕鐵機械性能參數(shù)液態(tài)在線檢測系統(tǒng)。 二、基本思路 1.首先在理論分析和現(xiàn)場實驗的基礎上，提煉蠕鐵理化參數(shù)與其熔液冷卻曲線變化規(guī)律之間關系的專家知識，再大量采集和分析實測數(shù)據(jù)，提煉數(shù)學模型。 2.在爐前對蠕鐵熔液的冷卻曲線進行快速實時檢測，通過上述數(shù)學模型和專家知識計算（推導）出鑄件的理化參數(shù)，進而判定是否達到質(zhì)量要求，如沒有達到要求，則給出工藝挽救措施。 三、創(chuàng)新點 1.采用“熱分析聯(lián)用技術”，建立了蠕鐵機械性能參數(shù)液態(tài)在線檢測數(shù)學模型，可檢測蠕化率等多項理化參數(shù)。 2.建立了鑄造工藝調(diào)整專家知識庫，能夠根據(jù)質(zhì)量目標，通過專家系統(tǒng)給出工藝提示。 四、技術關鍵 1. 建立專家知識庫 2. 建立材質(zhì)參數(shù)與特征變量之間的函數(shù)關系 3. 工藝調(diào)整與質(zhì)量控制 4. 信號采集與濾波 五、主要技術指標 1.蠕鐵主要檢測參數(shù)：蠕化率、強度等。 2.計算誤差：小于常規(guī)誤差。 3.檢測時間：1.5-3分鐘
科學性、先進性
- 一、在線檢測，避免批量損失 傳統(tǒng)的檢測手段為事后檢測，通常在澆注后5～24小時后得到檢測結果，如出現(xiàn)廢品，不可避免的產(chǎn)生批量報廢的情況。本檢測系統(tǒng)實現(xiàn)了液態(tài)條件下的在線檢測，從而徹底避免這一問題。 二、檢測成本低 采用傳統(tǒng)的試棒檢測，需要澆注試棒，加工試棒，再對試棒進行檢測，每次檢測成本高昂，本項目通過樣杯澆樣進行檢測，每次檢測成本為消耗的樣杯成本，樣杯制造成本約為7元人民幣左右，大大低于傳統(tǒng)方法。 三、檢測參數(shù)多 本檢測系統(tǒng)可以檢測的參數(shù)包括C，Si，抗拉強度，伸長率，蠕化率等多項化學和物理性能參數(shù)，其中，檢測結果中的物理性能參數(shù)是關鍵判廢指標，如果達不到要求，系統(tǒng)會進行一些工藝提示，可以根據(jù)工藝提示進行工藝調(diào)制，從而直接指導爐前生產(chǎn)。
獲獎情況及鑒定結果
- 2008年11月，某高校大學生課外學術科技作品競賽特等獎 2009年6月，某省“挑戰(zhàn)杯”大學生課外學術科技作品競賽一等獎
作品所處階段
- 實驗室階段
技術轉讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實物、圖片、樣品
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 一、系統(tǒng)使用說明 首先在《首頁》觸摸【進入測試】按鈕進入測試。輸入相關參數(shù)，進入《測試頁面》等待測試。（詳見論文文檔） 二、作品技術特點和優(yōu)勢 1.本系統(tǒng)可較全面的檢測出蠕鐵材質(zhì)參數(shù)。 2.本系統(tǒng)實現(xiàn)了蠕鐵材質(zhì)參數(shù)的液態(tài)在線檢測。 3.本系統(tǒng)建立了鑄造工藝調(diào)整專家知識庫。 三、作品適應范圍及推廣前景 1.作品適應范圍：本系統(tǒng)可應用于蠕鐵的生產(chǎn)檢驗過程。 2.推廣前景的的技術性說明 蠕鐵作為優(yōu)異的鑄鐵材料，在生產(chǎn)工藝和檢測手段突破后，必將取得飛速發(fā)展，特別在汽車發(fā)動機的制造上，蠕鐵的優(yōu)勢地位將逐漸確立，為本項目的推廣提供了有利的條件。 3.項目經(jīng)濟社會效益分析 ①使用本系統(tǒng)的用戶可顯著降低廢品率。 ②由于本系統(tǒng)的有效質(zhì)量控制，企業(yè)可生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鑄件，爭取高檔次訂單，提高了產(chǎn)品國產(chǎn)化水平。
同類課題研究水平概述
- 熱分析法快速測定化學成分、物理特性是60年代發(fā)展起來的一項測試技術。與傳統(tǒng)的分析法相比，具有快速、準確、簡便及價廉等特點。 經(jīng)查新，國內(nèi)有一些廠家和研究單位已生產(chǎn)出金屬液爐前檢測儀，如：天津撒布浪斯探測儀器有限公司開發(fā)的NSP-510型爐前鐵水成分測定儀，可爐前快速測量鐵水的碳當量CE、碳含量C%、硅含量Si%；其特點是：冷卻曲線和測量數(shù)據(jù)CE、C% 、Si%同時顯示；可設定兩條檢測線，以適應不同類型的鐵水成分測量。南京崛宇科技有限公司生產(chǎn)的JY金相圖像分析系統(tǒng)提供了數(shù)十種金相檢驗標準方便客戶做金相檢驗的需要，軟件可自動評定完成金相檢驗工作。系統(tǒng)可以完成蠕墨鑄鐵評級、球鐵評級等分析項目。 國外也有許多企業(yè)在研制并生產(chǎn)金屬液爐前快速檢測儀，研究的國家有日本、瑞典、美國、德國等。瑞典Novacast公司在球鐵的主要工藝品質(zhì)一文中介紹了PQ—DIT系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以估計鐵水中的含氧量和氧的活度以及實際碳當量、形核水平以及其他一些冶金參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)和化學成分可以評估熔體以及是否需要添加特殊微量元素來調(diào)節(jié)原鐵水成分。日本生產(chǎn)的3E-SG可測試C、Si、CEV、球化率；德國生的Detal-CII可測試C、Si、CEV、SC球化率、孕育效果等。 與本項目產(chǎn)品相比，其它同類產(chǎn)品或多或少地還存在著一些問題，主要有： （1）現(xiàn)場抗干擾能力差，測試故障率高； （2）精度、穩(wěn)定性、重現(xiàn)性差(未考慮三元相圖、Ts找不準、Si誤差大)； （3）功能少，關鍵參數(shù)不能輸出，適應范圍有限。 （4）目前同類型檢測儀沒有聯(lián)網(wǎng)的功能。 并且，據(jù)目前資料顯示，國內(nèi)外廠家和研究單位已生產(chǎn)出的金屬液爐前檢測儀只能針對蠕鐵的化學成分和個別物理性能參數(shù)進行檢測，但對于綜合的物理性能參數(shù)的檢測還沒有相關的產(chǎn)品報告。 本項目開發(fā)的蠕鐵機械性能參數(shù)液態(tài)在線檢測系統(tǒng)，采用熱分析聯(lián)用技術，能快速檢測的參數(shù)包括C，Si，抗拉強度，伸長率，蠕化率等多項化學和物理性能參數(shù)，其中，檢測結果中的物理性能參數(shù)是關鍵判廢指標，如達不到要求，系統(tǒng)會進行一些工藝提示，可以根據(jù)工藝提示進行工藝調(diào)制，從而直接指導爐前生產(chǎn)。并能提供以太網(wǎng)、USB等多種數(shù)據(jù)傳輸接口，在蠕鐵的多功能檢測、功能擴充性、遠程網(wǎng)絡監(jiān)控諸方面，具有明顯的技術優(yōu)勢。
