Φ300×400 میلی متر منطقه موثر. ♫ فرن نایتریژینگ یون هوشمند کاملا اتوماتیک. ♫ سیستم نایتریژینگ یون و نایتریژینگ نرم برای فولاد های آلیاژ و فولاد های قالب دار.

1. نمای کلی محصول

این کوره نیتراسیون یونی کاملاً اتوماتیک هوشمند تک ایستگاهی با محفظه زنگ عمودی، دارای سیستم کنترل دیجیتال نسل چهارم و منبع تغذیه پالس نیتراسیون یونی است. این کوره می‌تواند نیتراسیون یونی و نیتراسیون نرم آلیاژهای تیتانیوم، فولادهای آلیاژی، فولادهای قالب و فولادهای ضد زنگ را انجام دهد. مجهز به سیستم کنترل خودکار صفحه لمسی، سیستم تولید و نگهداری خلاء و سیستم تنظیم جریان گاز، کنترل حلقه بسته دما، فشار و نرخ جریان را با اتوماسیون کامل فرآیند به دست می‌آورد. کاربردهای معمول شامل تقویت سطح قطعات دقیق مانند قالب‌ها، چرخ‌دنده‌ها، شفت‌ها و قطعات هوافضا است.

2. چالش‌های صنعت و تحلیل علل ریشه‌ای

اطمینان از یکنواختی لایه نیتراسیون دشوار است: اشکال پیچیده سطح قطعه کار (شیارها، سوراخ‌ها) باعث پوشش ناهمگن درخشش می‌شود - عمق و سختی لایه ناسازگار است. علت ریشه‌ای: کنترل دشوار منطقه تخلیه غیرعادی در تخلیه گاز، اثر کاتد توخالی بر توزیع چگالی جریان تأثیر می‌گذارد.

آسیب قوس به سطح قطعه کار: فیلم روغن باقی‌مانده یا آلاینده‌ها روی سطح قطعه کار باعث تجمع بار الکتریکی و شکست و قوس جریان بالا لحظه‌ای می‌شود - سوختن سطح قطعه کار. علت ریشه‌ای: سرعت خاموش کردن قوس ناکافی - قادر به قطع جریان در سطح میکروثانیه نیست.

کنترل دشوار پارامترهای جفت شده دما، فشار و جریان: دما، فشار و جریان در طول نیتراسیون یونی با هم تعامل دارند - تنظیم دستی برای تثبیت دشوار است. علت ریشه‌ای: عدم وجود سیستم کنترل حلقه بسته چند پارامتری و تنظیم هوشمند PID.

تکرارپذیری ضعیف فرآیند: نوسانات زیاد پارامتر بین دسته‌ها - کیفیت ناپایدار لایه نیتراسیون. علت ریشه‌ای: عدم وجود کنترل برنامه‌ریزی شده و توابع ثبت/قابلیت ردیابی داده.

حفاظت ناکافی ایمنی تجهیزات: خطرات سوء عملکرد تحت شرایط ولتاژ بالا، خلاء و دمای بالا. علت ریشه‌ای: عدم وجود حفاظت جامع اینترلاک الکترومکانیکی و سیستم خود تشخیص خطا.

3. راه حل

3.1 منبع تغذیه پالس فرکانس بالا و خاموش کردن سریع قوس: فرکانس خروجی توان پالس 20000 هرتز - خروجی موج مربعی - ولتاژ 0 تا 900 ولت قابل تنظیم مداوم - چرخه وظیفه 10-85% قابل تنظیم مداوم - حداکثر جریان متوسط 30 آمپر. از اصل القای الکترومغناطیسی برای تشخیص سریع قوس استفاده می‌کند - دستگاه‌های منطق دیجیتال با سرعت بالا جریان اصلی را در عرض 2 میکروثانیه قطع می‌کنند - به طور موثر از سطح قطعه کار محافظت می‌کند. IGBT از برند Infineon استفاده می‌کند - قابل اعتماد و پایدار.

3.2 سیستم کنترل حلقه بسته سه پارامتری: کنترل دما از کنترلر دیجیتال سری SRS13 Shimaden ژاپن (تنظیم PID) استفاده می‌کند - دقت کنترل ±1 درجه سانتیگراد. کنترل فشار از کنترلر دیجیتال سری SRS13 Shimaden ژاپن + مبدل فرکانس + سنسور فشار استفاده می‌کند - دقت کنترل ±1 پاسکال. کنترل جریان از فلومتر جرمی سری HORIBA S500 ژاپن استفاده می‌کند - دقت کنترل ±0.5%. سه پارامتر به طور مستقل حلقه بسته هستند - بدون تداخل متقابل.

3.3 نرم‌افزار کنترل هوشمند کاملاً خودکار: PLC سری FX3G (حافظه برنامه 32K مرحله، سرعت پردازش دستورالعمل پایه 0.21 میکروثانیه) + صفحه لمسی MCGS 12 اینچی (رزولوشن 1920×1080). نرم‌افزار کنترل خود توسعه یافته V1.0 با رابط ورود، تنظیم پارامتر فرآیند، رابط کنترل اصلی، منحنی‌های تاریخی، گزارش‌های داده، سوابق هشدار و سایر رابط‌های عملکردی. از رابط‌های انگلیسی و روسی پشتیبانی می‌کند - به عملیات خودکار "یک دکمه" دست می‌یابد.

3.4 بهینه‌سازی گرمایش یکنواخت و میدان دما: بدنه کوره از ساختار زنگ عمودی استفاده می‌کند - دیوار خنک‌شونده با آب دو لایه + سیستم خنک‌کننده آب چند کاناله. محفظه کوره با 6 لایه سپر حرارتی فولاد ضد زنگ 310S + 2 لایه در پایه کوره - 20 میلی‌متر پنبه عایق سیلیکات آلومینیوم در داخل لایه عایق اضافه شده است. صفحه کاتد توسط 3 مجموعه میکای ریخته‌گری با کیفیت بالا پشتیبانی می‌شود - ارتفاع قابل تنظیم است - سطح صاف پس از بارگیری قطعه کار را تضمین می‌کند. 2 ترموکوپل از صفحه پایینی کوره وارد شده است - یکی برای کنترل دمای منبع تغذیه پالس گرمایش یونی، یکی متصل به دستگاه هشدار.

3.5 سیستم خلاء و حلقه بسته فشار: پمپ روتاری وکیوم دو مرحله‌ای 2X-15 + شیر پروانه‌ای خلاء بالا GI-50 - کنترل حلقه بسته مبدل فرکانس. فرستنده فشار، فشار کوره را اندازه‌گیری کرده و سیگنال جریان استاندارد را به کنترلر دیجیتال خروجی می‌دهد - محاسبه PID سیگنال را به مبدل فرکانس خروجی می‌دهد - سرعت موتور پمپ خلاء را تنظیم می‌کند - فشار ثابت کوره را در نقطه تنظیم فرآیند حفظ می‌کند. دقت کنترل فشار ±1 پاسکال - عملکرد طولانی مدت با سرعت پایین پمپ خلاء عمر مفید را افزایش داده و به طور قابل توجهی در مصرف انرژی صرفه‌جویی می‌کند.

3.6 اینترلاک‌های ایمنی متعدد و خود تشخیص خطا: سیستم دارای هشدارهای دمای بیش از حد، فشار بیش از حد، آسیب ترموکوپل، کمبود آب، از دست دادن فاز (هشدار صوتی/بصری + هشدار رابط کنترل) است - اقدامات حفاظتی مربوطه مانند ممنوعیت روشن شدن، ممنوعیت گرمایش، قطع یا از سرگیری گرمایش را انجام می‌دهد. تمام شیرها در هنگام خطا به طور خودکار بسته می‌شوند. تمام شیرها از نوع قطع شونده با قطع برق هستند.

4. مشخصات فنی

5. راهنمای انتخاب

5.1 سناریوهای پیشنهادی

• نیتراسیون یونی و نیتراسیون نرم فولادهای قالب، فولادهای آلیاژی، فولادهای ضد زنگ

• تقویت سطح آلیاژ تیتانیوم

• قطعات دقیق نیازمند یکنواختی لایه نیتراسیون و تکرارپذیری فرآیند

5.2 ملاحظات کلیدی انتخاب

1. اندازه و بار قطعه کار: منطقه موثر Φ300×400 میلی‌متر و حداکثر بار 100 کیلوگرم را تأیید کنید

2. الزامات دمای فرآیند: معمول 500-600 درجه سانتیگراد، حداکثر 650 درجه سانتیگراد - دمای فرآیند را در محدوده تأیید کنید

3. تأمین گاز: کاربر باید N₂، H₂، Ar، CH₄ (خلوص 99.999%) و هوای فشرده (≤0.6 مگاپاسکال) را تأمین کند

4. شرایط آب خنک‌کننده: کاربر باید برج خنک‌کننده و پمپ را تأمین کند - ورودی ≤31 درجه سانتیگراد، جریان 20 متر مکعب در ساعت

5. منبع تغذیه: کاربر باید منبع تغذیه سه فاز 380 ولت/50 هرتز و سیم مسی BVR 70 میلی‌متر مربع (250 آمپر) را تأمین کند

6. سوالات متداول

س1: چگونه از آسیب قوس به قطعات کار جلوگیری می‌شود؟

پاسخ: منبع تغذیه پالس از اصل القای الکترومغناطیسی برای تشخیص سریع سیگنال قوس (تقریباً بدون تأخیر) استفاده می‌کند - دستگاه‌های منطق دیجیتال با سرعت بالا جریان اصلی را در عرض 2 میکروثانیه قطع می‌کنند - خاموش کردن بسیار سریع قوس. در مقایسه با منابع تغذیه DC سنتی، به طور موثر از سطح قطعه کار در برابر سوختگی قوس محافظت می‌کند.

س2: چگونه یکنواختی لایه نیتراسیون تضمین می‌شود؟

پاسخ: چرخه وظیفه پالس قابل تنظیم (10-85%) دامنه تنظیم پارامتر فرآیند را گسترش می‌دهد - کنترل‌پذیری مستقل بهتری را فراهم می‌کند. همراه با کنترل حلقه بسته سه پارامتری دما، فشار و جریان - یکنواختی پوشش درخشش را بر روی قطعات با اشکال پیچیده بهبود می‌بخشد. اثر کاتد توخالی نیز به خوبی سرکوب می‌شود.

س3: آیا تجهیزات می‌توانند به عملیات کاملاً خودکار دست یابند؟

پاسخ: حالت عملیات خودکار "یک دکمه" را ارائه می‌دهد. اپراتور فقط نیاز به تکمیل بارگیری/تخلیه دارد - سیستم به طور خودکار پمپ نگهداری و پمپ پیش خلاء را راه‌اندازی می‌کند، شیر بافل و شیر برقی را برای استخراج خلاء باز می‌کند، پس از رسیدن به فشار کاری به طور خودکار تخلیه درخشان را فعال می‌کند، پس از رسیدن به فشار کاری به طور خودکار وارد مرحله گرمایش شده و جریان/فشار/ولتاژ/چرخه وظیفه/جریان را طبق منحنی فرآیند تنظیم می‌کند، پس از نگهداری به طور خودکار خاموش و خنک می‌شود.

س4: چگونه داده‌های فرآیند ثبت و ردیابی می‌شوند؟

پاسخ: رابط کنترل اصلی داده‌های عملیاتی بی‌درنگ مانند دما، خلاء، جریان، ولتاژ را نمایش می‌دهد - اطلاعات تاریخ را برای هر کوره ثبت می‌کند. رابط پرس و جو منحنی تاریخی و گزارش داده به شما امکان می‌دهد منحنی‌ها یا پارامترهای فعلی و تاریخی را پرس و جو کنید - پشتیبان‌گیری داده از طریق اتصال شبکه یا ذخیره‌سازی خارجی - گزارش‌ها در قالب EXCEL خروجی می‌گیرند.

س5: چه ویژگی‌های حفاظتی ایمنی گنجانده شده است؟

پاسخ: دارای هشدارهای دمای بیش از حد، فشار بیش از حد، آسیب ترموکوپل، کمبود آب، از دست دادن فاز (صوتی/بصری + رابط کنترل) است - اقدامات حفاظتی مربوطه مانند ممنوعیت روشن شدن، ممنوعیت گرمایش، قطع یا از سرگیری گرمایش را انجام می‌دهد. تمام شیرها در هنگام خطا به طور خودکار بسته می‌شوند. تمام شیرها از نوع قطع شونده با قطع برق هستند. سیستم دارای خود تشخیص خطا است - به کاربران یادآوری می‌کند که نقاط خطای مربوطه را بررسی و تعمیر کنند.