Φ300×400mm Αποτελεσματική Ζώνη. Πλήρως Αυτοματοποιημένο Έξυπνο Φούρνο Νιτροποίησης Ιόντων.

1. Επισκόπηση προϊόντος

Αυτός ο πλήρως αυτόματος έξυπνος κλίβανος εναζώτου ιόντων κατακόρυφου κουδουνιού μονού σταθμού διαθέτει ψηφιακό σύστημα ελέγχου τέταρτης γενιάς και τροφοδοτικό παλμικής νιτρίδωσης ιόντων. Μπορεί να εκτελέσει νιτρίωση ιόντων και μαλακή νιτρίωση κραμάτων τιτανίου, κραματοποιημένων χάλυβων, χάλυβων καλουπιού και ανοξείδωτου χάλυβα. Εξοπλισμένο με σύστημα αυτόματου ελέγχου οθόνης αφής, σύστημα παραγωγής και συντήρησης κενού και σύστημα ρύθμισης παροχής αερίου, επιτυγχάνει έλεγχο κλειστού βρόχου της θερμοκρασίας, της πίεσης και του ρυθμού ροής με αυτοματισμό πλήρους διαδικασίας. Οι τυπικές εφαρμογές περιλαμβάνουν την επιφανειακή ενίσχυση τεμαχίων ακριβείας όπως καλούπια, γρανάζια, άξονες και εξαρτήματα αεροδιαστημικής.

2. Industry Challenges & Root Cause Analysis

Δύσκολη η εξασφάλιση ομοιόμορφης νιτρωμένης στρώσης: Τα σύνθετα σχήματα επιφάνειας του τεμαχίου εργασίας (αυλάκια, οπές) προκαλούν ανομοιόμορφη κάλυψη λάμψης – ασυνεπές βάθος και σκληρότητα στρώματος. Βασική αιτία: δύσκολος έλεγχος της ανώμαλης περιοχής εκκένωσης στην εκκένωση αερίου, φαινόμενο κοίλης καθόδου που επηρεάζει την κατανομή πυκνότητας ρεύματος.

Ζημιά με τόξο στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας: Η υπολειμματική μεμβράνη λαδιού ή οι ρύποι στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας προκαλούν διάσπαση συσσώρευσης φορτίου και στιγμιαία καύση του τόξου υψηλού ρεύματος στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας. Βασική αιτία: ανεπαρκής ταχύτητα κατάσβεσης τόξου – αδυναμία διακοπής ρεύματος σε επίπεδο μικροδευτερόλεπτου.

Δύσκολος έλεγχος των συζευγμένων παραμέτρων θερμοκρασίας, πίεσης και ροής: Η θερμοκρασία, η πίεση και η ροή αλληλεπιδρούν κατά τη διάρκεια της νιτροποίησης ιόντων - η χειροκίνητη ρύθμιση είναι δύσκολο να σταθεροποιηθεί. Βασική αιτία: έλλειψη πολυπαραμετρικού συστήματος ελέγχου κλειστού βρόχου και έξυπνης ρύθμισης PID.

Κακή επαναληψιμότητα της διαδικασίας: Μεγάλες διακυμάνσεις παραμέτρων μεταξύ των παρτίδων – ασταθής ποιότητα νιτρωμένης στρώσης. Βασική αιτία: έλλειψη προγραμματισμένου ελέγχου και λειτουργιών καταγραφής/ιχνηλασιμότητας δεδομένων.

Ανεπαρκής προστασία ασφάλειας εξοπλισμού: Κίνδυνοι λανθασμένης λειτουργίας υπό συνθήκες υψηλής τάσης, κενού και υψηλής θερμοκρασίας. Βασική αιτία: έλλειψη ολοκληρωμένης ηλεκτρικής-μηχανικής προστασίας μπλοκαρίσματος και συστήματος αυτοδιάγνωσης βλαβών.

3. Λύση

3.1 Τροφοδοτικό παλμών υψηλής συχνότητας & γρήγορη κατάσβεση τόξου: Συχνότητα εξόδου παλμικής ισχύος 20000Hz – έξοδος τετραγωνικού κύματος – τάση 0~900V συνεχώς ρυθμιζόμενη – κύκλος λειτουργίας 10-85% συνεχώς ρυθμιζόμενο – μέγιστο μέσο ρεύμα 30A. Χρησιμοποιεί την αρχή της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής για γρήγορη ανίχνευση τόξου – ψηφιακές λογικές συσκευές υψηλής ταχύτητας κόβουν το κύριο ρεύμα εντός 2μs – προστατεύει αποτελεσματικά την επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας. Η IGBT υιοθετεί την επωνυμία Infineon – αξιόπιστη και σταθερή.

3.2 Σύστημα ελέγχου κλειστού βρόχου τριών παραμέτρων: Ο έλεγχος θερμοκρασίας χρησιμοποιεί ιαπωνικό ψηφιακό ελεγκτή σειράς Shimaden SRS13 (Ρύθμιση PID) – ακρίβεια ελέγχου ±1℃. Ο έλεγχος πίεσης χρησιμοποιεί ιαπωνικό ψηφιακό ελεγκτή Shimaden SRS13 + μετατροπέα συχνότητας + αισθητήρα πίεσης – ακρίβεια ελέγχου ±1Pa. Ο έλεγχος ροής χρησιμοποιεί ιαπωνικό μετρητή ροής μάζας σειράς HORIBA S500 – ακρίβεια ελέγχου ±0,5%. Τρεις παράμετροι ανεξάρτητα κλειστού βρόχου – χωρίς αμοιβαία παρεμβολή.

3.3 Λογισμικό πλήρως αυτόματου ευφυούς ελέγχου: PLC σειράς FX3G (μνήμη προγράμματος 32K βημάτων, βασική ταχύτητα επεξεργασίας εντολών 0,21μs) + MCGS οθόνη αφής 12 ιντσών (ανάλυση 1920×1080). Λογισμικό ελέγχου V1.0 που αναπτύχθηκε μόνος του με διεπαφή σύνδεσης, ρύθμιση παραμέτρων διεργασίας, κύρια διεπαφή ελέγχου, ιστορικές καμπύλες, αναφορές δεδομένων, εγγραφές συναγερμών και άλλες λειτουργικές διεπαφές. Υποστηρίζει αγγλικές και ρωσικές διεπαφές – επιτυγχάνει αυτόματη λειτουργία με ένα κουμπί.

3.4 Βελτιστοποίηση πεδίου ομοιόμορφης θέρμανσης και θερμοκρασίας: Το σώμα του κλιβάνου υιοθετεί δομή καμπάνας – υδρόψυκτος τοίχος διπλής στρώσης + σύστημα ψύξης νερού πολλαπλών καναλιών. Θάλαμος κλιβάνου με 6 στρώσεις θερμικής ασπίδας από ανοξείδωτο χάλυβα 310S + 2 στρώσεις στη βάση του κλιβάνου – Βαμβάκι μόνωσης από πυριτικό αλουμίνιο 20 mm προστίθεται στο εσωτερικό μονωτικό στρώμα. Η πλάκα καθόδου υποστηρίζεται από 3 σετ χυτού μαρμαρυγία υψηλής ποιότητας - ρυθμιζόμενο ύψος - εξασφαλίζει επίπεδη επιφάνεια μετά τη φόρτωση του τεμαχίου εργασίας. 2 θερμοστοιχεία που εισήχθησαν από την κάτω πλάκα του κλιβάνου - ένα για έλεγχο θερμοκρασίας παλμικής τροφοδοσίας θέρμανσης ιόντων, ένα συνδεδεμένο στο όργανο συναγερμού.

3.5 Σύστημα κενού & πίεσης κλειστού βρόχου: 2X-15 περιστροφική αντλία πτερυγίων + βαλβίδα πεταλούδας υψηλής υποπίεσης GI-50 – Έλεγχος κλειστού βρόχου μετατροπέα συχνότητας. Ο πομπός πίεσης μετρά την πίεση του κλιβάνου και εξάγει τυπικό σήμα ρεύματος στον ψηφιακό ελεγκτή – Ο υπολογισμός PID εξάγει σήμα σε μετατροπέα συχνότητας – ρυθμίζει την ταχύτητα του κινητήρα της αντλίας κενού – διατηρεί σταθερή την πίεση του κλιβάνου στο σημείο ρύθμισης διεργασίας. Ακρίβεια ελέγχου πίεσης ±1Pa – η μακροχρόνια λειτουργία χαμηλής ταχύτητας της αντλίας κενού επεκτείνει τη διάρκεια ζωής και εξοικονομεί σημαντικά ενέργεια.

3.6 Πολλαπλές μανδαλώσεις ασφαλείας και αυτοδιάγνωση σφαλμάτων: Το σύστημα διαθέτει υπερθερμοκρασία, υπερπίεση, ζημιά στο θερμοστοιχείο, έλλειψη νερού, συναγερμούς απώλειας φάσης (ηχητικός/οπτικός συναγερμός + συναγερμός διεπαφής ελέγχου) – λαμβάνει αντίστοιχες προστατευτικές ενέργειες όπως απαγόρευση ενεργοποίησης, απαγόρευση θέρμανσης, διακοπή ή επαναφορά. Όλες οι βαλβίδες κλείνουν αυτόματα σε περίπτωση βλάβης. Όλες οι βαλβίδες είναι τύπου διακοπής ρεύματος.

4. Τεχνικές Προδιαγραφές

5. Οδηγός επιλογής

5.1 Προτεινόμενα σενάρια

• Εναζώτωση ιόντων και μαλακή νιτρίωση χάλυβων καλουπιού, κραματοποιημένου χάλυβα, ανοξείδωτου χάλυβα

• Ενίσχυση επιφάνειας από κράμα τιτανίου

• Στοιχεία ακριβείας που απαιτούν αυστηρή ομοιομορφία νιτρωμένης στρώσης και επαναληψιμότητα της διαδικασίας

5.2 Θέματα επιλογής κλειδιού

1. Μέγεθος και φορτίο τεμαχίου εργασίας: Επαληθεύστε την ενεργή ζώνη Φ300×400mm και μέγιστο φορτίο 100kg

2. Απαιτήσεις θερμοκρασίας διεργασίας: Κοινή 500-600℃, μέγιστο 650℃ – επιβεβαίωση θερμοκρασίας διαδικασίας εντός εύρους

3. Παροχή αερίου: Χρήστης για παροχή N2, H2, Ar, CH4 (καθαρότητα 99,999%) και πεπιεσμένο αέρα (≤0,6 MPa)

4. Συνθήκες νερού ψύξης: Χρήστης για παροχή πύργου ψύξης και αντλίας – είσοδος ≤31℃, ροή 20 m³/h

5. Τροφοδοσία: Χρήστης για παροχή τριφασικής ισχύος 380V/50Hz και χάλκινο σύρμα BVR 70mm² (250A)

6. Συχνές ερωτήσεις

Ε1: Πώς αποτρέπεται η ζημιά με τόξο στα τεμάχια εργασίας;

Α: Το παλμικό τροφοδοτικό χρησιμοποιεί αρχή ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής για γρήγορη ανίχνευση σήματος τόξου (σχεδόν χωρίς καθυστέρηση) – ψηφιακές λογικές συσκευές υψηλής ταχύτητας κόβουν το κύριο ρεύμα εντός 2μs – εξαιρετικά γρήγορη κατάσβεση τόξου. Σε σύγκριση με τα παραδοσιακά τροφοδοτικά συνεχούς ρεύματος, προστατεύει αποτελεσματικά την επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας από εγκαύματα τόξου.

Ε2: Πώς διασφαλίζεται η ομοιομορφία του νιτρωμένου στρώματος;

Α: Ο ρυθμιζόμενος κύκλος λειτουργίας παλμικής ισχύος (10-85%) διευρύνει το εύρος προσαρμογής παραμέτρων διεργασίας – παρέχει καλύτερη ανεξάρτητη δυνατότητα ελέγχου. Σε συνδυασμό με έλεγχο κλειστού βρόχου τριών παραμέτρων της θερμοκρασίας, της πίεσης και της ροής – βελτιώνει την ομοιομορφία κάλυψης λάμψης σε σύνθετα τεμάχια εργασίας. Το φαινόμενο της κοίλης καθόδου καταστέλλεται επίσης καλά.

Ε3: Μπορεί ο εξοπλισμός να επιτύχει πλήρως αυτόματη λειτουργία;

Α: Διαθέτει λειτουργία αυτόματης λειτουργίας με ένα κουμπί. Ο χειριστής χρειάζεται μόνο να ολοκληρώσει τη φόρτωση/εκφόρτωση - το σύστημα εκκινεί αυτόματα την αντλία συντήρησης και την αντλία προεκκένωσης, ανοίγει τη βαλβίδα διαφράγματος και την ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα για την εξαγωγή κενού, ενεργοποιεί αυτόματα την εκκένωση πυράκτωσης μετά την επίτευξη της πίεσης εργασίας, εισέρχεται αυτόματα στο στάδιο θέρμανσης και ρυθμίζει τη ροή/πίεση/τάση/κύκλο λειτουργίας/ρεύμα ανά καμπύλη διεργασίας και κλείνει αυτόματα μετά την καμπύλη διεργασίας.

Ε4: Πώς καταγράφονται και ανιχνεύονται τα δεδομένα διεργασίας;

A: Η κύρια διεπαφή ελέγχου εμφανίζει δεδομένα λειτουργίας σε πραγματικό χρόνο, όπως θερμοκρασία, κενό, ροή, τάση – καταγράφει πληροφορίες ημερομηνίας για κάθε φούρνο. Η διεπαφή ερωτήματος ιστορικής καμπύλης και αναφοράς δεδομένων επιτρέπει την υποβολή ερωτημάτων για τρέχουσες και ιστορικές καμπύλες ή παραμέτρους – δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας δεδομένων μέσω σύνδεσης δικτύου ή εξωτερικής αποθήκευσης – εξόδου αναφορών σε μορφή EXCEL.

Ε5: Ποια χαρακτηριστικά προστασίας ασφαλείας περιλαμβάνονται;

A: Διαθέτει υπερβολική θερμοκρασία, υπερβολική πίεση, ζημιά στο θερμοστοιχείο, έλλειψη νερού, συναγερμούς απώλειας φάσης (ηχητική/οπτική + διεπαφή ελέγχου) – λαμβάνει τις αντίστοιχες προστατευτικές ενέργειες όπως απαγόρευση ενεργοποίησης, απαγόρευση θέρμανσης, διακοπή ή επανέναρξη θέρμανσης. Όλες οι βαλβίδες κλείνουν αυτόματα σε περίπτωση βλάβης. Όλες οι βαλβίδες είναι τύπου διακοπής ρεύματος. Το σύστημα διαθέτει αυτοδιάγνωση σφαλμάτων – προτρέπει τους χρήστες να ελέγξουν και να επιδιορθώσουν τα αντίστοιχα σημεία βλάβης.