【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及磨球热处理，具体是一种高性能磨球的长寿命热处理工艺方法。
技术介绍
1、磨球热处理是一种通过控制加热、保温和冷却过程来改变金属材料内部组织结构，从而改善其力学性能的工艺方法，这种处理可以显著提高磨球的硬度、韧性、耐磨性和抗冲击性等性能，延长其使用寿命，但是，传统磨球在服役过程中存在高能耗和低效率的问题，尤其是在大型连续球磨机中，且传统高铬铸铁磨球在高强度冲击条件下表现出韧性不足，容易发生早期失效，同时传统的热处理工艺如盐浴等温处理或油淬+余热空气等温处理存在环境污染问题，且操作复杂，导致了频繁的停机更换、生产效率降低、维护成本增加以及环境负担加重。
技术实现思路
1、本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种高性能磨球的长寿命热处理工艺方法，其工艺方法包括：
4、s1、对于由纳米陶瓷掺杂改性的磨球材料，采用基于大数据指导的新型mq-p-t热处理工艺；
5、s2、在所述mq-p-t热处理过程中，通过调整多个热处理参数，包括但不限于温度、时间、冷却速率以及循环次数，以调控磨球微观组织结构，得到优于常规热处理工艺的非均匀球状结构组织；
6、s3、所述热处理工艺能
7、s4、基于所述热处理工艺，构建工艺优化的磨球热处理准则，确保磨球在实际应用中的高效能和长寿命。
8、作为本专利技术再进一步的方案：所述纳米陶瓷掺杂包括但不限于氧化物、氮化物或碳化物，且掺杂比例根据机器学习预测模型进行优化；该模型使用支持向量机算法来预测最佳掺杂比例，其数学表达为：
9、其中，y^是预测的磨球性能指标，x表示掺杂成分和其他相关变量，αi和b是svm模型参数，k是核函数，用于映射原始数据到高维空间。
10、作为本专利技术再进一步的方案：所述mq-p-t热处理工艺中，多循环淬火步骤涉及至少一次快速冷却过程和随后的一次回火过程；
11、具体的热处理设备参数如下：
12、淬火炉：型号qtf-100，最大加热温度1200℃，控温精度±5℃；
13、回火炉：型号htf-80，最大加热温度700℃，控温精度±2℃；
14、快速冷却系统：采用风冷与油冷结合的方式，冷却速度可调范围为5℃/s至20℃/s。
15、作为本专利技术再进一步的方案：所述mq-p-t热处理工艺还包括一个碳分配步骤，该步骤是在淬火后将磨球保持在一定温度下，以便碳元素在钢基体内的重新分布；具体设备及参数为：
16、碳分配炉：型号cd-60，操作温度范围300℃至600℃，控温精度±1℃。
17、作为本专利技术再进一步的方案：所述等温处理是在特定温度下对磨球进行保温处理，以便形成稳定的微观组织结构；具体设备及参数为：
18、等温处理炉：型号it-50，操作温度范围150℃至400℃，控温精度±1℃。
19、作为本专利技术再进一步的方案：所述热处理工艺参数是通过建立热处理工艺－显微组织－服役性能之间的非线性表达关系模型确定；
20、所述该模型基于人工神经网络，其结构为三层前馈网络，输入层节点数对应于热处理参数数量，输出层节点数为磨球性能指标数量，隐藏层节点数依据交叉验证结果选择最优值。
21、作为本专利技术再进一步的方案：所述方法还包括利用信号处理、优化算法和机器学习技术来分析磨球服役过程中的介质尺寸及配比、充填率、转速率、料球比和磨矿浓度工艺参数与磨机效率之间的关联模型；
22、所述该模型采用遗传算法(ga)优化，其适应度函数定义为：
23、
24、其中e代表磨机效率，c代表能耗成本。
25、作为本专利技术再进一步的方案：所述方法还包括基于磨音检测技术来监测球磨机内部负荷状态，从而实现智能控制球磨机运行工况；
26、所用的声学传感器型号为as-200，频率响应范围20hz至20khz，灵敏度-40dbv/pa。
27、作为本专利技术再进一步的方案：所述磨音检测技术用于捕捉钢球之间碰撞产生的特定频率音响响度，据此判断球磨机筒体内部的负荷状态，并依据模糊控制规则自动调节给料速度。
28、作为本专利技术再进一步的方案：所述模糊控制器的隶属函数选用三角形隶属函数，模糊推理采用mamdani型推理机制。
29、具体的，三角形隶属函数用三个点来描述：左边界a、顶点b和右边界c，其数学表达式为：
30、假设我们有“低”“中”“高”三个级别的音响响度输入变量，它们可以定义如下：
31、低：a1,b1,c1；
32、中：a2,b2,c2；
33、高：a3,b3,c3。
34、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
35、通过纳米陶瓷掺杂改性以及基于大数据指导的新型mq-p-t热处理工艺，能够优化磨球材料的微观组织结构，从而显著提高磨球的抗冲击磨损性能和服役寿命，利用支持向量机(svm)算法预测最佳掺杂比例，确保了新材料开发的高效性和准确性，通过优化热处理参数和建立热处理工艺－显微组织－服役性能之间的非线性表达关系模型，实现了磨球性能的精确控制，减少了因性能不足导致的频繁更换和维修成本，采用遗传算法优化磨机效率与能耗成本之间的关联模型，提高了磨机的整体运行效率，降低了能源消耗，同时基于磨音检测技术监测球磨机内部负荷状态，并通过模糊控制器自动调节给料速度，实现了对球磨机运行工况的智能控制，不仅提高了生产过程的自动化水平，还保证了磨机在最佳状态下工作，进一步提升了生产效率和产品质量。
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1.一种高性能磨球的长寿命热处理工艺方法，其特征在于：其工艺方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种高性能磨球的长寿命热处理工艺方法，其特征在于：所述纳米陶瓷掺杂包括但不限于氧化物、氮化物或碳化物，且掺杂比例根据机器学习预测模型进行优化；该模型使用支持向量机算法来预测最佳掺杂比例，其数学表达为：
3.根据权利要求1所述的一种高性能磨球的长寿命热处理工艺方法，其特征在于：所述MQ-P-T热处理工艺中，多循环淬火步骤涉及至少一次快速冷却过程和随后的一次回火过程；
4.根据权利要求1所述的一种高性能磨球的长寿命热处理工艺方法，其特征在于：所述MQ-P-T热处理工艺还包括一个碳分配步骤，该步骤是在淬火后将磨球保持在一定温度下，以便碳元素在钢基体内的重新分布；具体设备及参数为：
5.根据权利要求1所述的一种高性能磨球的长寿命热处理工艺方法，其特征在于：所述等温处理是在特定温度下对磨球进行保温处理，以便形成稳定的微观组织结构；具体设备及参数为：
6.根据权利要求1所述的一种高性能磨球的长寿命热处理工艺方法，其特征在于：所述热处理工艺
7.根据权利要求1-6中任一所述的一种高性能磨球的长寿命热处理工艺方法，其特征在于：所述方法还包括利用信号处理、优化算法和机器学习技术来分析磨球服役过程中的介质尺寸及配比、充填率、转速率、料球比和磨矿浓度等工艺参数与磨机效率之间的关联模型；
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种高性能磨球的长寿命热处理工艺方法，其特征在于：所述方法还包括基于磨音检测技术来监测球磨机内部负荷状态，从而实现智能控制球磨机运行工况；
9.根据权利要求8所述的一种高性能磨球的长寿命热处理工艺方法，其特征在于：所述磨音检测技术用于捕捉钢球之间碰撞产生的特定频率音响响度，据此判断球磨机筒体内部的负荷状态，并依据模糊控制规则自动调节给料速度。
10.根据权利要求9所述的一种高性能磨球的长寿命热处理工艺方法，其特征在于：所述模糊控制器的隶属函数选用三角形隶属函数，模糊推理采用Mamdani型推理机制。
...【技术特征摘要】
1.一种高性能磨球的长寿命热处理工艺方法，其特征在于：其工艺方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种高性能磨球的长寿命热处理工艺方法，其特征在于：所述纳米陶瓷掺杂包括但不限于氧化物、氮化物或碳化物，且掺杂比例根据机器学习预测模型进行优化；该模型使用支持向量机算法来预测最佳掺杂比例，其数学表达为：
3.根据权利要求1所述的一种高性能磨球的长寿命热处理工艺方法，其特征在于：所述mq-p-t热处理工艺中，多循环淬火步骤涉及至少一次快速冷却过程和随后的一次回火过程；
4.根据权利要求1所述的一种高性能磨球的长寿命热处理工艺方法，其特征在于：所述mq-p-t热处理工艺还包括一个碳分配步骤，该步骤是在淬火后将磨球保持在一定温度下，以便碳元素在钢基体内的重新分布；具体设备及参数为：
5.根据权利要求1所述的一种高性能磨球的长寿命热处理工艺方法，其特征在于：所述等温处理是在特定温度下对磨球进行保温处理，以便形成稳定的微观组织结构；具体设备及参数为：
6.根据权利要求1所述的一种高性能磨球的长寿...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈全心，胡焰，尹自信，桂劲松，戴婧，程琦，
申请(专利权)人：宁国市华丰耐磨材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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