Φ600×800 мм эффективная зона полностью автоматическая интеллектуальная ионная нитрировальная печь для сплавных сталей и формовых сталей с ионным нитрированием и системой мягкого нитрирования

1. Обзор продукта

Эта вертикальная печь для ионного азотирования с одним постом, полностью автоматическая интеллектуальная, с колоколом, оснащена цифровой системой управления четвертого поколения и импульсным источником питания для ионного азотирования. Она может выполнять ионное и мягкое азотирование легированных сталей, инструментальных сталей и нержавеющих сталей. Оснащенная системой автоматического управления с сенсорным экраном, системой создания и поддержания вакуума, а также системой регулирования подачи газа, она обеспечивает замкнутое управление температурой, давлением и расходом с полной автоматизацией процесса. Типичные области применения включают упрочнение поверхности прецизионных заготовок, таких как пресс-формы, шестерни и валы.

2. Проблемы отрасли и анализ первопричин

Трудно обеспечить равномерный слой азотирования: Сложные формы поверхности заготовок (канавки, отверстия) вызывают неравномерное покрытие свечением – непостоянную глубину слоя и твердость. Первопричина: трудность контроля аномальной области разряда при газовом разряде, эффект полого катода, влияющий на распределение плотности тока.

Повреждение поверхности заготовки дугой: Остаточная масляная пленка или загрязнения на поверхности заготовки вызывают пробой накопления заряда и мгновенную дугу высокого тока – выжигание поверхности заготовки. Первопричина: недостаточная скорость гашения дуги – невозможность отключения тока на микросекундном уровне.

Трудный контроль связанных параметров температуры, давления и расхода: Температура, давление и расход взаимодействуют во время ионного азотирования – ручная регулировка затрудняет стабилизацию. Первопричина: отсутствие системы замкнутого управления несколькими параметрами и интеллектуальной ПИД-регулировки.

Плохая повторяемость процесса: Большие колебания параметров между партиями – нестабильное качество слоя азотирования. Первопричина: отсутствие программируемого управления и функций записи/отслеживания данных.

Неадекватная защита оборудования: Риски неправильной эксплуатации при высоком напряжении, вакууме и высоких температурах. Первопричина: отсутствие комплексной электромеханической блокировки и системы самодиагностики неисправностей.

3. Решение

3.1 Высокочастотный импульсный источник питания и быстрое гашение дуги: Частота выходной мощности импульса 20000 Гц – выход квадратной волны – напряжение 0~800 В непрерывно регулируемое – коэффициент заполнения 10-85% непрерывно регулируемый – максимальный средний ток 75 А. Использует принцип электромагнитной индукции для быстрого обнаружения дуги – высокоскоростные цифровые логические устройства отключают основной ток в течение 2 мкс – эффективно защищает поверхность заготовки. IGBT использует бренд Infineon – надежный и стабильный.

3.2 Система замкнутого управления тремя параметрами: Управление температурой использует японский цифровой контроллер серии Shimaden SRS13 (ПИД-регулировка) – точность управления ±1°C. Управление давлением использует японский цифровой контроллер Shimaden SRS13 + частотный преобразователь + датчик давления – точность управления ±1 Па. Управление расходом использует расходомеры массового расхода японской серии HORIBA S500 (2 шт., для азота, водорода и т. д.) – точность управления ±0,5%. Три параметра независимо замкнуты – без взаимного вмешательства.

3.3 Полностью автоматическое интеллектуальное программное обеспечение управления: Программируемый логический контроллер серии FX3G (память программы 32K шагов, скорость обработки базовых инструкций 0,21 мкс) + сенсорный экран Kunlun Tongtai TPC1231Ni (12 дюймов, разрешение 1920×1080). Собственное программное обеспечение управления V1.0 (регистрационный номер авторского права на ПО 5101331) с интерфейсом входа, настройкой параметров процесса, основным интерфейсом управления, историческими кривыми, отчетами данных, записями тревог и другими функциональными интерфейсами. Поддерживает английский интерфейс – обеспечивает автоматическое управление "одной кнопкой".

3.4 Равномерный нагрев и оптимизация температурного поля: Корпус печи имеет конструкцию с колоколом – двухслойная водоохлаждаемая стенка + многоканальная система водяного охлаждения. Камера печи с 2 слоями тепловых экранов из нержавеющей стали 304 (каждый по 2 мм) + 2 слоя на основании печи – обеспечивает длительную работу при высоких температурах и значительную экономию энергии. Катодная пластина поддерживается 3 комплектами высококачественной литой слюды – высота регулируется – обеспечивает плоскую поверхность после загрузки заготовки. 2 термопары введены из нижней плиты печи – одна для управления температурой импульсного источника питания ионного нагрева, одна подключена к сигнальному прибору.

3.5 Вакуумная система и замкнутое управление давлением: Роторный пластинчатый насос 2X-15 + высоковакуумный дроссельный клапан GI-50 – замкнутое управление частотным преобразователем. Датчик давления измеряет давление в печи и выдает стандартный токовый сигнал на цифровой контроллер – ПИД-расчет выдает сигнал на частотный преобразователь – регулирует скорость двигателя вакуумного насоса – поддерживает постоянное давление в печи на заданном технологическом уровне. Точность управления давлением ±1 Па – длительная работа вакуумного насоса на низких скоростях продлевает срок службы и значительно экономит энергию.

3.6 Множественные блокировки безопасности и самодиагностика неисправностей: Система оснащена сигнализацией превышения температуры, превышения давления, повреждения термопары, нехватки воды, потери фазы (звуковая/визуальная сигнализация + сигнализация на интерфейсе управления) – предпринимает соответствующие защитные действия, такие как запрет включения питания, запрет нагрева, отключение или возобновление нагрева. Все клапаны автоматически закрываются при неисправности. Все клапаны имеют тип отключения при потере питания. Система оснащена самодиагностикой неисправностей – предлагает пользователям проверить и устранить соответствующие точки неисправности.

4. Технические характеристики

5. Руководство по выбору

5.1 Рекомендуемые сценарии

• Ионное и мягкое азотирование инструментальных сталей, легированных сталей, нержавеющих сталей

• Прецизионные компоненты, требующие строгой однородности слоя азотирования и повторяемости процесса

• Линии производства азотирования, обрабатывающие более крупные заготовки (Ø600×800 мм)

5.2 Ключевые соображения при выборе

1. Размер заготовки и нагрузка: Проверьте эффективную зону Ø600×800 мм и максимальную нагрузку 400 кг

2. Требования к температуре процесса: Обычная 500-600°C, максимальная 650°C – подтвердите, что температура процесса находится в пределах диапазона

3. Подача газа: Пользователь должен обеспечить N₂, H₂ (чистота 99,9%) и сжатый воздух (≤0,6 МПа)

4. Условия охлаждающей воды: Пользователь должен обеспечить градирню и насос – вход ≤31°C, расход 20 м³/ч

5. Источник питания: Пользователь должен обеспечить 3-фазное питание 380 В/50 Гц и медный провод BVR сечением 35 мм² (100 А)

6. Часто задаваемые вопросы

В1: Как предотвращается повреждение заготовок дугой?

О: Импульсный источник питания использует принцип электромагнитной индукции для быстрого обнаружения дугового сигнала (практически без задержки) – высокоскоростные цифровые логические устройства отключают основной ток в течение 2 мкс – чрезвычайно быстрое гашение дуги. По сравнению с традиционными источниками питания постоянного тока, эффективно защищает поверхность заготовки от дуговых ожогов.

В2: Как обеспечивается однородность слоя азотирования?

О: Регулируемый коэффициент заполнения импульса (10-85%) расширяет диапазон регулировки параметров процесса – обеспечивает лучшую независимую управляемость. В сочетании с замкнутым управлением тремя параметрами температуры, давления и расхода – улучшает однородность покрытия свечением на заготовках сложной формы. Эффект полого катода также хорошо подавляется.

В3: Может ли оборудование работать в полностью автоматическом режиме?

О: Имеет режим автоматической работы "одной кнопкой". Оператору нужно только выполнить загрузку/выгрузку – система автоматически запускает насос обслуживания и предварительный вакуумный насос, открывает заслонку и электромагнитный клапан для создания вакуума, автоматически активирует тлеющий разряд после достижения рабочего давления, автоматически переходит в стадию нагрева и регулирует расход/давление/напряжение/коэффициент заполнения/ток в соответствии с кривой процесса, автоматически отключается и охлаждается после выдержки.

В4: Как записываются и отслеживаются данные процесса?

О: Основной интерфейс управления отображает данные работы в реальном времени, такие как температура, вакуум, расход, напряжение – записывает информацию о дате для каждой печи. Интерфейс запроса исторических кривых и отчетов данных позволяет запрашивать текущие и исторические кривые или параметры – резервное копирование данных через сетевое подключение или внешнее хранилище – отчеты выводятся в формате EXCEL.

В5: Какие функции защиты безопасности включены?

О: Имеет сигнализацию превышения температуры, превышения давления, повреждения термопары, нехватки воды, потери фазы (звуковая/визуальная + интерфейс управления) – предпринимает соответствующие защитные действия, такие как запрет включения питания, запрет нагрева, отключение или возобновление нагрева. Все клапаны автоматически закрываются при неисправности. Все клапаны имеют тип отключения при потере питания. Система оснащена самодиагностикой неисправностей – предлагает пользователям проверить и устранить соответствующие точки неисправности.