CN102622528B - 一种制造铝合金杆所需配方参数的自动生成方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制造铝合金杆所需配方参数的自动生成方法及系统,包括变量输入单元、中央处理单元和参数输出单元,所述变量输入单元的输出端连接中央处理单元的输入端,中央处理单元的输出端连接参数输出单元的输入端,在中央处理单元内设置相关的计算公式,通过在变量输入单元输入相关的变量参数,就可以自动生成铝合金杆所需配方参数。本自动生成系统所包含的计算公式是根据大量实验数据而推导出来的推论性能函数,无需专业的工程师手工计算,只要输入相关的变量参数,就能迅速而准确地自动生成铝合金杆所需的配方参数,大大地减低了工程师的劳动强度,而且得出的铝合金杆配方准确、无偏差,大大地保证了铝合金杆的质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种制造铝合金杆所需配方参数的自动生成方法及系统。
背景技术
现有的铝合金杆配方基本是靠人工根据简单的公式进行大量地计算所得出的,所得的结果也是一个大约的计算。这种大约的计算不能及时精确地计算出配方、配料及铝合金杆和后续热处理的参数,每次计算都可能会出现不同的配方,工程师的劳动强度很大,浪费人力物力;而且计算得出的参数主要是依赖工程师的经验,容易导致配方的偏差,甚至出现废品,大大地增加成本。
因此,现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制造铝合金杆所需配方参数的自动生成方法及系统,旨在解决现有的配方参数大部分靠人工估算、工程师劳动强度大、容易导致产品出现废品的问题。
本发明的技术方案如下:
一种制造铝合金杆所需配方参数的自动生成系统,其中,包括:
用于输入铝合金杆变量参数的变量输入单元;
用于处理输入的铝合金杆变量参数的中央处理单元;
用于输出铝合金杆所需的配方参数的参数输出单元;
所述变量输入单元包括:
用于输入铝合金杆所需达到的性能要求的第一变量输入模块;
用于输入铝料用量参数的第二变量输入模块;
用于输入经化验得到的合金材料含所需合金元素的百分值和铝锭中含所需合金元素化验百分值的第三变量输入模块,
所述中央处理单元包括:
用于根据铝合金杆的性能要求得出铝合金杆加工时性能参数的第一中央处理模块;
用于根据铝合金杆的性能要求得出铝合金杆中各合金元素的成份理想百分值的第二中央处理模块;
用于根据铝料用量参数、经化验得到的合金材料含所需合金元素的百分值、铝锭中含所需合金元素化验百分值和铝合金杆中各合金元素的成份理想百分值得出各合金元素加入量的第三中央处理模块,
所述参数输出单元包括:
用于输出铝合金杆加工时性能参数的第一参数输出模块;
用于输出铝合金杆中各合金元素的成份理想百分值的第二参数输出模块;
用于输出各合金元素加入量的第三参数输出模块,
所述第一变量输入模块的输出端连接第一中央处理模块的输入端,第一中央处理模块的输出端连接第一参数输出模块的输入端;所述第一变量输入模块的输出端连接第二中央处理模块的输入端,第二中央处理模块的输出端连接第二参数输出模块的输入端;所述第二变量输入模块、第三变量输入模块的输出端都与第三中央处理模块的输入端连接,第二中央处理模块的输出端与第三中央处理模块的输入端连接,第三中央处理模块的输出端与第三参数输出模块的输入端连接。
所述的制造铝合金杆所需配方参数的自动生成系统,其中,所述第一中央处理模块根据铝合金杆的性能要求得出铝合金杆加工时性能参数的具体公式为:
铝合金杆的强度=150+(单丝强度-285)*3/(D-d) 兆帕;
单丝的时效温度=[120+(d-1.5)*5+(单丝伸长率-2)*5] ℃,
其中,D表示铝合金杆的直径;d表示单丝直径。
所述的制造铝合金杆所需配方参数的自动生成系统,其中,电工铝镁硅合金杆中各合金成份理想百分值的计算公式为:
铁合金的成份理想百分值=[ 0.35+(d- 1.5)/100]±0.02 %;
硅合金的成份理想百分值=[ 0.60+(d- 1.5)/25+(单丝强度- 285)/1000] ±0.03 %;
镁的成份理想百分值=[1.2*硅合金的成份理想百分值] ±0.03 %;
稀土合金的成份理想百分值=[0.003-(350-单丝强度)/ 单丝强度/1000-(d-1.5)/d/1000/2] ±0.0003 %,
其中, d表示单丝直径。
所述的制造铝合金杆所需配方参数的自动生成系统,其中,型号为AT1的耐热合金杆中各合金成份理想百分值的计算公式为:
锆合金的成份理想百分值=0.08±0.005 %;
钇合金的成份理想百分值=0.05±0.003 %;
其中,导电率为60%的耐热合金杆中硼合金的成份理想百分值为:硼合金的成份理想百分值=(0.020+0.15*(Fe化验值-Fe理想值)+0.10*( Si化验值-Si理想值)) %;
导电率为58%的耐热合金杆中硼合金的成份理想百分值为:硼合金的成份理想百分值=(0.020+0.15*(Fe化验值-Fe理想值)+0.10*( Si化验值-Si理想值)*0.4) %,
其中,Fe化验值表示铝锭中铁合金的成份化验值;Fe理想值表示铝合金杆中铁合金的成份理想值;Si化验值表示铝锭中硅合金的成份化验值;Si理想值表示铝合金杆中硅合金的成份理想值。
所述的制造铝合金杆所需配方参数的自动生成系统,其中,型号为AT3的耐热合金杆中各合金成份理想百分值的计算公式为:
锆合金的成份理想百分值=0.3±0.005 %;
钇合金的成份理想百分值= 0.20±0.003 %;
其中,导电率为60%的耐热合金杆中硼合金的成份理想百分值为:硼合金的成份理想百分值=(0.020+0.15*(Fe化验值-Fe理想值)+0.10*( Si化验值-Si理想值)) + Y理想值 *0.3 %;
导电率为58%的耐热合金杆中硼合金的成份理想百分值为:硼合金的成份理想百分值=(0.020+0.15*(Fe化验值-Fe理想值)+0.10*( Si化验值-Si理想值)*0.4) + Y理想值*0.3 %,
其中,Fe化验值表示铝锭中铁合金的成份化验值;Fe理想值表示铝合金杆中铁合金的成份理想值;Si化验值表示铝锭中硅合金的成份化验值;Si理想值表示铝合金杆中硅合金的成份理想值;Y理想值表示铝合金杆中钇合金的成份理想值。
所述的制造铝合金杆所需配方参数的自动生成系统,其中,型号为AT4的耐热合金杆中各合金成份理想百分值的计算公式为:
锆合金的成份理想百分值= 0.5±0.005 %;
钇合金的成份理想百分值=0.4±0.003 %;
其中,导电率为60%的耐热合金杆中硼合金的成份理想百分值为:硼合金的成份理想百分值=(0.020+0.15*(Fe化验值-Fe理想值)+0.10*( Si化验值-Si理想值)) + Y理想值*0.5 %;
导电率为58%的耐热合金杆中硼合金的成份理想百分值为:硼合金的成份理想百分值=(0.020+0.15*(Fe化验值-Fe理想值)+0.10*( Si化验值-Si理想值)*0.4) + Y理想值*0.5 %,
其中,Fe化验值表示铝锭中铁合金的成份化验值;Fe理想值表示铝合金杆中铁合金的成份理想值;Si化验值表示铝锭中硅合金的成份化验值;Si理想值表示铝合金杆中硅合金的成份理想值;Y理想值表示铝合金杆中钇合金的成份理想值。
所述的制造铝合金杆所需配方参数的自动生成系统,其中,所述第三中央处理模根据铝料用量参数、经化验得到的合金材料含所需合金元素的百分值、铝锭中含所需合金元素化验百分值和铝合金杆中各合金元素的成份理想百分值得出各合金元素加入量的计算公式:
X1=铝液重量*(X理想值-X化验值)/(X合金含量+相互影响或烧损值)/100 (kg);
X2=(铝液重量+ΣM)*(X理想值-X化验值)/(X合金含量+相互影响或烧损值)/100 (kg),
其中,X1表示只考虑各项合金加入量,不考虑各项合金加入量对合金成份的影响所得出的单项合金元素加入量;X2表示考虑各项合金加入量对合金成份的影响所得出的该合金的实际加入量;X理想值表示铝合金杆中该合金元素的成份理想百分值;X化验值表示铝锭中该合金元素的成份化验值;X合金含量表示合金材料中该合金元素的成份化验值;ΣM表示各项合金加入量X1的总和。
一种制造铝合金杆所需配方参数的自动生成方法,其中,包括以下具体步骤:
步骤1:输入所要生产的铝合金杆的性能要求,经过中央处理单元处理得出铝合金杆加工时的性能参数,铝合金杆中各元素的成份理想百分值;
步骤2:将铝锭和合金材料做成份分析,得到各合金元素在铝锭中的成份化验百分值和在合金材料中的成份化验百分值;
步骤3:输入铝料的用量参数,经过中央处理单元处理得出各种合金材料的加入量;
步骤4:按照得到的各合金材料的加入量和铝合金杆加工时的性能参数制得铝合金杆;
步骤5:将制得的铝合金杆进行成份分析,得到铝合金杆各合金元素的实际含量百分值;
步骤6:将各合金元素成份化验的结果与各合金成份的理想值对比,检验铝合金杆是否合格。
所述的制造铝合金杆所需配方参数的自动生成系统,其中,所述步骤1中输入所要生产的铝合金杆的性能要求超出自动生成系统的设计范围时,经中央处理单元判断后,输出FALSE,
其中,FALSE表示铝合金杆的性能要求输入错误。
本发明的有益效果:本发明通过提供一种制造铝合金杆所需配方参数的自动生成方法及系统,本系统所包含的公式是根据大量实验数据而推导出来的推论性能函数,无需专业的工程师手工计算,只要把变量参数输入到本自动生成系统中就能迅速而准确自动生成铝合金杆所需的配方参数,大大地减低了工程师的劳动强度,而且得出的铝合金杆配方准确、无偏差,大大地保证了铝合金杆的质量。
附图说明
图1是本发明中一种制造铝合金杆所需配方参数的自动生成系统的结构示意图。
图2是本制造铝合金杆所需配方参数的自动生成方法的步骤流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。
如图1所示,是本制造铝合金杆所需的配方参数的自动生成系统的结构示意图。本自动生成系统包括用于输入铝合金杆变量参数的变量输入单元;用于处理输入的铝合金杆变量参数的中央处理单元;用于输出铝合金杆所需的配方参数的参数输出单元。
所述变量输入单元包括用于输入铝合金杆的性能要求的第一变量输入模块;用于输入铝料用量参数的第二变量输入模块;用于输入经化验得到的合金材料含所需合金元素的百分值和铝锭中含所需合金元素化验百分值的第三变量输入模块。
所述中央处理单元包括用于根据铝合金杆的性能要求得出铝合金杆加工时性能参数的第一中央处理模块;用于根据铝合金杆的性能要求得出铝合金杆中各合金元素的成份理想百分值的第二中央处理模块;用于根据铝料用量参数、经化验得到的合金材料含所需合金元素的百分值、铝锭中含所需合金元素化验百分值和铝合金杆中各合金元素的成份理想百分值得出各合金元素加入量的第三中央处理模块。
所述参数输出模块包括用于输出铝合金杆加工时性能参数的第一参数输出模块;用于输出铝合金杆中各合金元素的成份理想百分值的第二参数输出模块;用于输出各合金元素加入量的第三参数输出模块。
所述第一变量输入模块的输出端连接第一中央处理模块的输入端,第一中央处理模块的输出端连接第一参数输出模块的输入端;所述第一变量输入模块的输出端连接第二中央处理模块的输入端,第二中央处理模块的输出端连接第二参数输出模块的输入端;所述第二变量输入模块、第三变量输入模块的输出端都与第三中央处理模块的输入端连接,第二中央处理模块的输出端与第三中央处理模块的输入端连接,第三中央处理模块的输出端与第三参数输出模块的输入端连接。
所述第一中央处理模块根据铝合金杆需要达到的性能要求得出铝合金杆加工时性能参数的具体公式为
铝合金杆的强度=150+(单丝强度-285)*3/(D-d)MPa(兆帕);
单丝的时效温度=[120+(d-1.5)*5+(单丝伸长率-2)*5] ℃,
其中,D表示铝合金杆的直径;d表示单丝直径。
所述单丝是指经过拉丝工序后的铝合金杆。
所述第二中央处理模块根据铝合金杆需要达到的性能要求得出铝合金杆中各合金元素的成份理想百分值的具体公式为:
1. 电工铝镁硅合金杆配方计算公式:
(1)Fe(铁合金)的成份理想百分值=[ 0.35+(d- 1.5)/100]±0.02 %;
(2)Si(硅合金)的成份理想百分值=[ 0.60+(d- 1.5)/25+(单丝强度- 285)/1000] ±0.03 %;
(3)Mg(镁合金)的成份理想百分值=[1.2*Si的成份理想百分值] ±0.03 %;
(4)Re(稀土合金)的成份理想百分值=[0.003-(350-单丝强度)/ 单丝强度/1000-(d-1.5)/d/1000/2] ±0.0003 %。
2. 耐热合金杆配方的计算公式:
(1)Zr(锆合金)的成份理想百分值= IF(型号="AT1",0.08,IF(型号="AT3",0.3,IF(型号="AT4",0.5)))±0.005 %;
(2)Y(钇合金)的成份理想百分值= IF(型号="AT1",0.05,IF(型号="AT3",0.20,IF(型号="AT4",0.4))))±0.003 %;
(3)B(硼合金)的成份理想百分值:
a.当导电率=60%时:
B的成份理想百分值=(0.020+0.15*(Fe化验值-Fe理想值)+0.10*( Si化验值-Si理想值)) +IF(型号="AT1",0,IF(型号="AT3",F4*0.3,IF(型号="AT4",F4*0.5,0))) %;
b. 当导电率=58%时:
B的成份理想百分值=(0.020+0.15*(Fe化验值-Fe理想值)+0.10*( Si化验值-Si理想值)*0.4) +IF(型号="AT1",0,IF(型号="AT3",F4*0.3,IF(型号="AT4",F4*0.5,0))) %。
所述耐热合金杆配方的计算公式的具体为:
当耐热合金杆的型号为AT1,导电率=60%时,耐热合金杆中各合金成份理想百分值的计算公式:
Zr(锆合金)的成份理想百分值=0.08±0.005 %;
Y(钇合金)的成份理想百分值=0.05±0.003 %;
B(硼合金)的成份理想百分值=(0.020+0.15*(Fe化验值-Fe理想值)+0.10*( Si化验值-Si理想值)) %。
当耐热合金杆的型号为AT1,导电率=58%时,耐热合金杆中各合金成份理想百分值的计算公式:
Zr(锆合金)的成份理想百分值=0.08±0.005 %;
Y(钇合金)的成份理想百分值=0.05±0.003 %;
B(硼合金)的成份理想百分值=(0.020+0.15*(Fe化验值-Fe理想值)+0.10*( Si化验值-Si理想值)*0.4) %。
当耐热合金杆的型号为AT3,导电率=60%时,耐热合金杆中各合金成份理想百分值的计算公式:
(1)Zr(锆合金)的成份理想百分值=0.3±0.005 %;
(2)Y(钇合金)的成份理想百分值= 0.20±0.003 %;
(3)B(硼合金)的成份理想百分值=(0.020+0.15*(Fe化验值-Fe理想值)+0.10*( Si化验值-Si理想值)) + Y理想值 *0.3 %。
当耐热合金杆的型号为AT3,导电率=58%时,耐热合金杆中各合金成份理想百分值的计算公式:
(1)Zr(锆合金)的成份理想百分值=0.3±0.005 %;
(2)Y(钇合金)的成份理想百分值=0.20±0.003 %;
(3)B(硼合金)的成份理想百分值=(0.020+0.15*(Fe化验值-Fe理想值)+0.10*( Si化验值-Si理想值)*0.4) + Y理想值*0.3 %。
当耐热合金杆的型号为AT4,导电率=60%时,耐热合金杆中各合金成份理想百分值的计算公式:
(1)Zr(锆合金)的成份理想百分值= 0.5±0.005 %;
(2)Y(钇合金)的成份理想百分值=0.4±0.003 %;
(3)B(硼合金)的成份理想百分值=(0.020+0.15*(Fe化验值-Fe理想值)+0.10*( Si化验值-Si理想值)) + Y理想值*0.5 %。
当耐热合金杆的型号为AT4,导电率=58%时,耐热合金杆中各合金成份理想百分值的计算公式:
(1)Zr(锆合金)的成份理想百分值= 0.5±0.005 %;
(2)Y(钇合金)的成份理想百分值= 0.4±0.003 %;
(3)B(硼合金)的成份理想百分值=(0.020+0.15*(Fe化验值-Fe理想值)+0.10*( Si化验值-Si理想值)*0.4) + Y理想值*0.5 %。
其中,Fe化验值表示铝锭中铁合金的成份化验值;Fe理想值表示铝合金杆中铁合金的成份理想值;Si化验值表示铝锭中硅合金的成份化验值;Si理想值表示铝合金杆中硅合金的成份理想值;Y理想值表示铝合金杆中钇合金的成份理想值。
所述第三中央处理模根据铝料用量参数、经化验得到的合金材料含所需合金元素的百分值、铝锭中含所需合金元素化验百分值和铝合金杆中各合金元素的成份理想百分值得出各合金元素加入量的计算公式:
X1=铝液重量*(X理想值-X化验值)/(X合金含量+相互影响或烧损值)/100 (kg);
X2=(铝液重量+ΣM)*(X理想值-X化验值)/(X合金含量+相互影响或烧损值)/100 (kg),
其中,X1表示只考虑各项合金加入量,不考虑各项合金加入量对合金成份的影响所得出的单项合金元素加入量;X2表示考虑各项合金加入量对合金成份的影响所得出的该合金的实际加入量;X理想值表示铝合金杆中该合金元素的成份理想百分值;X化验值表示铝锭中该合金元素的成份化验值;X合金含量表示合金材料中该合金元素的成份化验值;ΣM表示各项合金加入量X1的总和。
第一个公式用于计算各项合金的加入量X1,但是由于各项合金加在一起会产生一个总加入量,这个总加入量会影响铝合金杆中各合金元素的成份百分值,所以这个总加入量必须计算,因此用第二个公式进行第二次各项合金加入量X2的计算,尽量用第二次计算消除这种由于各自加入量所造成的成份误差。实际上通过第二次计算还是会存在偏差,但这个偏差在实际加料中已不影响最后的配料结果。
本自动生成系统内所包含的计算公式是根据大量的实验数据推导得出的推论性能函数,所述的计算公式不唯一,利用本发明推导出来的计算公式也应包含在本发明里面。
如图2所示,是本制造铝合金杆所需配方参数的自动生成方法的步骤流程图,具体步骤为:
步骤1:输入所要生产的铝合金杆的性能要求,经过中央处理单元处理得出铝合金杆加工时的性能参数,铝合金杆中各元素的成份理想百分值;
步骤2:将铝锭和合金材料做成份分析,得到各合金元素在铝锭中的成份化验百分值和在合金材料中的成份化验百分值;
步骤3:输入铝料的用量参数,经过中央处理单元处理得出各种合金材料的加入量;
步骤4:按照得到的各合金材料的加入量和铝合金杆加工时的性能参数制得铝合金杆;
步骤5:将制得的铝合金杆进行成份分析,得到铝合金杆各合金元素的实际含量百分值;
步骤6:将各合金元素成份化验的结果与各合金成份的理想值对比,检验铝合金杆是否合格。
所述步骤1中输入所要生产的铝合金杆的性能要求超出自动生成系统的设计范围时,经中央处理单元判断后,输出FALSE,
其中,FALSE表示铝合金杆的性能要求输入错误。
所述成份分析是利用光谱仪进行光谱分析实现。
下面根据本发明结合实施例作详细说明:
实施例一:铝镁硅合金杆配方实例:
(1)把铝合金杆的性能要求:单丝直径=3.58mm, 绞前强度=330MPa, 伸长率=4%,输入到第一变量输入模块中,第一参数输出模块输出铝合金杆的加工时的性能参数:铝合金杆的强度=186 MPa, 伸长率=10%(该值是根据长期经验得到的一个参考值,与本计算没有直接关系,只是作为铝合金杆检验的一个参考值),时效温度=154℃;
第二参数输出模块输出铝合金杆中各元素的成份理想百分值:
Fe(铁合金)的成份理想百分值=0.351%~0.391%,中间值=0.371%;
Si(硅合金)的成份理想百分值=0.698%~0.758%,中间值=0.728%;
Mg(镁合金)的成份理想百分值=0.834%~0.914%,中间值=0.874%;
Re(稀土合金)的成份理想百分值=0.0024%~0.0030%,中间值=0.0027%。
(2)将买回来的铝锭和合金材料做成份化验,得出合金材料中各合金元素的化验百分值:Fe(铁合金)的化验百分值=0.115%;Si(硅合金)的化验百分值=0.115%;Mg(镁合金)的化验百分值=100%;Re(稀土合金)的化验百分值=0.003%。
(3) 将铝料的用量参数输入到第二变量输入模块、各合金元素的化验百分值和铝锭中含所需合金元素化验百分值输入到第三变量输入模块中,第三参数输出模块输出各种合金材料的加入量:
Fe(铁合金)的加入量=160.7kg;
Si(硅合金)的加入量=548kg;
Mg(镁合金)的加入量=96kg;
Re(稀土合金)的加入量=273kg。
(4) 按照得到的各合金材料的加入量和铝合金杆加工时的性能参数制得铝合金杆。
(5) 将制得的铝合金杆进行成份分析,得到铝合金杆各合金元素的实际含量百分值:
Fe(铁合金)的实际含量百分值= 0.378%;
Si(硅合金)的实际含量百分值= 0.722%;
Mg(镁合金)的实际含量百分值= 0.864%;
Re(稀土合金)的实际含量百分值=0.0025%。
(6) 将各合金元素成份化验的结果与各合金成份的理想值对比,在设计值范围内。
实施例二:耐热铝合金杆配方实例:
(1) 把铝合金杆的性能要求:导电率:60%,及温度等级:AT1,输入到第一变量输入模块中,第二参数输出模块输出铝合金杆中各元素的成份理想百分值:
Zr(锆合金)的成份理想百分值=0.075%~0.085%,中间值=0.080%;
Y(钇合金)的成份理想百分值= 0.047%~0.053%,中间值=0.050%;
B(硼合金)的成份理想百分值=0.026%~0.030%,中间值=0.028%;
及铝合金杆电阻率〈=28.50。
(2) 将买回来的铝锭和合金材料做成份化验,得出合金材料中各合金元素的化验百分值:Zr(锆合金)=0.045%;Y(钇合金)=0.105%;B(硼合金)=0.03%。
(3) 将铝料的用量参数输入到第二变量输入模块,各合金元素的化验百分值和铝锭中含所需合金元素化验百分值输入到第三变量输入模块中,第三参数输出模块输出各种合金材料的加入量:
Zr(锆合金)的加入量=164.8kg;
Y(钇合金)的加入量=49kg;
B(硼合金)的加入量=93.5kg。
(4) 按照得到的各合金材料的加入量和铝合金杆加工时的性能参数制得铝合金杆。
(5) 将制得的铝合金杆进行成份分析,得到铝合金杆各合金元素的实际含量百分值:
Zr(锆合金)的实际含量百分值= 0.0785%;
Y(钇合金)的实际含量百分值= 0.049%;
B(硼合金)的实际含量百分值= 0.031%;
铝合金杆的电阻率=28.36。
(6) 将各合金元素成份化验的结果与各合金成份的理想值对比,在设计值范围内。
应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种制造铝合金杆所需配方参数的自动生成系统,其特征在于,包括:
用于输入铝合金杆变量参数的变量输入单元;
用于处理输入的铝合金杆变量参数的中央处理单元;
用于输出铝合金杆所需的配方参数的参数输出单元;
所述变量输入单元包括:
用于输入铝合金杆所需达到的性能要求的第一变量输入模块;
用于输入铝料用量参数的第二变量输入模块;
用于输入经化验得到的合金材料含所需合金元素的百分值和铝锭中含所需合金元素化验百分值的第三变量输入模块,
所述中央处理单元包括:
用于根据铝合金杆的性能要求得出铝合金杆加工时性能参数的第一中央处理模块;
用于根据铝合金杆的性能要求得出铝合金杆中各合金元素的成份理想百分值的第二中央处理模块;
用于根据铝料用量参数、经化验得到的合金材料含所需合金元素的百分值、铝锭中含所需合金元素化验百分值和铝合金杆中各合金元素的成份理想百分值得出各合金元素加入量的第三中央处理模块,
所述参数输出单元包括:
用于输出铝合金杆加工时性能参数的第一参数输出模块;
用于输出铝合金杆中各合金元素的成份理想百分值的第二参数输出模块;
用于输出各合金元素加入量的第三参数输出模块,
所述第一变量输入模块的输出端连接第一中央处理模块的输入端,第一中央处理模块的输出端连接第一参数输出模块的输入端;所述第一变量输入模块的输出端连接第二中央处理模块的输入端,第二中央处理模块的输出端连接第二参数输出模块的输入端;所述第二变量输入模块、第三变量输入模块的输出端都与第三中央处理模块的输入端连接,第二中央处理模块的输出端与第三中央处理模块的输入端连接,第三中央处理模块的输出端与第三参数输出模块的输入端连接;
所述第一中央处理模块根据铝合金杆的性能要求得出铝合金杆加工时性能参数的具体公式为:铝合金杆的强度=150+(单丝强度-285)*3/(D-d)2兆帕;单丝的时效温度=[120+(d-1.5)*5+(单丝伸长率-2)*5] ℃;其中,D表示铝合金杆的直径;d表示单丝直径。
2. 根据权利要求1所述的制造铝合金杆所需配方参数的自动生成系统,其特征在于,电工铝镁硅合金杆中各合金成份理想百分值的计算公式为:
铁合金的成份理想百分值=[ 0.35+(d- 1.5)/100]±0.02 %;
硅合金的成份理想百分值=[ 0.60+(d- 1.5)/25+(单丝强度- 285)/1000] ±0.03 %;
镁的成份理想百分值=[1.2*硅合金的成份理想百分值] ±0.03 %;
稀土合金的成份理想百分值=[0.003-(350-单丝强度)/ 单丝强度/1000-(d-1.5)/d/1000/2] ±0.0003 %,
其中, d表示单丝直径。
3. 根据权利要求1所述的制造铝合金杆所需配方参数的自动生成系统,其特征在于,型号为AT1的耐热合金杆中各合金成份理想百分值的计算公式为:
锆合金的成份理想百分值=0.08±0.005 %;
钇合金的成份理想百分值=0.05±0.003 %;
其中,导电率为60%的耐热合金杆中硼合金的成份理想百分值为:硼合金的成份理想百分值=(0.020+0.15*(Fe化验值-Fe理想值)+0.10*( Si化验值-Si理想值)) %;
导电率为58%的耐热合金杆中硼合金的成份理想百分值为:硼合金的成份理想百分值=(0.020+0.15*(Fe化验值-Fe理想值)+0.10*( Si化验值-Si理想值)*0.4) %,
其中,Fe化验值表示铝锭中铁合金的成份化验值;Fe理想值表示铝合金杆中铁合金的成份理想值;Si化验值表示铝锭中硅合金的成份化验值;Si理想值表示铝合金杆中硅合金的成份理想值。
4. 根据权利要求1所述的制造铝合金杆所需配方参数的自动生成系统,其特征在于,型号为AT3的耐热合金杆中各合金成份理想百分值的计算公式为:
锆合金的成份理想百分值=0.3±0.005 %;
钇合金的成份理想百分值= 0.20±0.003 %;
其中,导电率为60%的耐热合金杆中硼合金的成份理想百分值为:硼合金的成份理想百分值=(0.020+0.15*(Fe化验值-Fe理想值)+0.10*( Si化验值-Si理想值)) + Y理想值 *0.3 %;
导电率为58%的耐热合金杆中硼合金的成份理想百分值为:硼合金的成份理想百分值=(0.020+0.15*(Fe化验值-Fe理想值)+0.10*( Si化验值-Si理想值)*0.4) + Y理想值*0.3 %,
其中,Fe化验值表示铝锭中铁合金的成份化验值;Fe理想值表示铝合金杆中铁合金的成份理想值;Si化验值表示铝锭中硅合金的成份化验值;Si理想值表示铝合金杆中硅合金的成份理想值;Y理想值表示铝合金杆中钇合金的成份理想值。
5. 根据权利要求1所述的制造铝合金杆所需配方参数的自动生成系统,其特征在于,型号为AT4的耐热合金杆中各合金成份理想百分值的计算公式为:
锆合金的成份理想百分值= 0.5±0.005 %;
钇合金的成份理想百分值=0.4±0.003 %;
其中,导电率为60%的耐热合金杆中硼合金的成份理想百分值为:硼合金的成份理想百分值=(0.020+0.15*(Fe化验值-Fe理想值)+0.10*( Si化验值-Si理想值)) + Y理想值*0.5 %;
导电率为58%的耐热合金杆中硼合金的成份理想百分值为:硼合金的成份理想百分值=(0.020+0.15*(Fe化验值-Fe理想值)+0.10*( Si化验值-Si理想值)*0.4) + Y理想值*0.5 %,
其中,Fe化验值表示铝锭中铁合金的成份化验值;Fe理想值表示铝合金杆中铁合金的成份理想值;Si化验值表示铝锭中硅合金的成份化验值;Si理想值表示铝合金杆中硅合金的成份理想值;Y理想值表示铝合金杆中钇合金的成份理想值。
6. 根据权利要求1所述的制造铝合金杆所需配方参数的自动生成系统,其特征在于,所述第三中央处理模块根据铝料用量参数、经化验得到的合金材料含所需合金元素的百分值、铝锭中含所需合金元素化验百分值和铝合金杆中各合金元素的成份理想百分值得出各合金元素加入量的计算公式:
X1=铝液重量*(X理想值-X化验值)/(X合金含量+相互影响或烧损值)/100 (kg);
X2=(铝液重量+ΣM)*(X理想值-X化验值)/(X合金含量+相互影响或烧损值)/100 (kg),
其中,X1表示只考虑各项合金加入量,不考虑各项合金加入量对合金成份的影响所得出的单项合金元素加入量;X2表示考虑各项合金加入量对合金成份的影响所得出的该合金的实际加入量;X理想值表示铝合金杆中该合金元素的成份理想百分值;X化验值表示铝锭中该合金元素的成份化验值;X合金含量表示合金材料中该合金元素的成份化验值;ΣM表示各项合金加入量X1的总和。
7. 一种如权利要求1-6任意一项所述的制造铝合金杆所需配方参数的自动生成方法,其特征在于,包括以下具体步骤:
步骤1:输入所要生产的铝合金杆的性能要求,经过中央处理单元处理得出铝合金杆加工时的性能参数,铝合金杆中各元素的成份理想百分值;
步骤2:将铝锭和合金材料做成份分析,得到各合金元素在铝锭中的成份化验百分值和在合金材料中的成份化验百分值;
步骤3:输入铝料的用量参数,经过中央处理单元处理得出各种合金材料的加入量;
步骤4:按照得到的各合金材料的加入量和铝合金杆加工时的性能参数制得铝合金杆;
步骤5:将制得的铝合金杆进行成份分析,得到铝合金杆各合金元素的实际含量百分值;
步骤6:将各合金元素成份化验的结果与各合金成份的理想值对比,检验铝合金杆是否合格。
8. 根据权利要求7所述的制造铝合金杆所需配方参数的自动生成方法,其特征在于,所述步骤1中输入所要生产的铝合金杆的性能要求超出自动生成系统的设计范围时,经中央处理单元判断后,输出FALSE,
其中,FALSE表示铝合金杆的性能要求输入错误。
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