Fourneau de nitruration ionique intelligent entièrement automatique à zone effective de Φ600×800mm pour aciers alliés et aciers à outils avec système de nitruration ionique et de nitruration douce

1. Aperçu du produit

Ce four de nitruration ionique intelligent entièrement automatique à station unique à cloche verticale est doté d'un système de contrôle numérique de quatrième génération et d'une alimentation pulsée de nitruration ionique. Il peut effectuer la nitruration ionique et la nitruration douce des aciers alliés, des aciers à outils et des aciers inoxydables. Équipé d'un système de contrôle automatique à écran tactile, d'un système de génération et de maintenance du vide, et d'un système de régulation d'alimentation en gaz, il réalise un contrôle en boucle fermée de la température, de la pression et du débit avec une automatisation complète du processus. Les applications typiques comprennent le renforcement de surface de pièces de précision telles que les moules, les engrenages et les arbres.

2. Défis de l'industrie et analyse des causes profondes

Difficile d'assurer une couche nitrurée uniforme : les formes complexes de surface des pièces (rainures, trous) provoquent une couverture de décharge inégale - profondeur et dureté de couche incohérentes. Cause profonde : contrôle difficile de la région de décharge anormale dans la décharge gazeuse, effet de cathode creuse affectant la distribution de la densité de courant.

Dommages par arc à la surface de la pièce : un film d'huile résiduel ou des contaminants sur la surface de la pièce provoquent une rupture par accumulation de charge et un arc instantané à courant élevé - brûlant la surface de la pièce. Cause profonde : vitesse d'extinction d'arc insuffisante - incapable de couper le courant au niveau de la microseconde.

Contrôle difficile des paramètres couplés température, pression et débit : la température, la pression et le débit interagissent pendant la nitruration ionique - réglage manuel difficile à stabiliser. Cause profonde : manque de système de contrôle en boucle fermée multi-paramètres et de régulation intelligente PID.

Répétabilité de processus médiocre : grandes fluctuations de paramètres entre les lots - qualité de couche nitrurée instable. Cause profonde : manque de contrôle programmé et de fonctions d'enregistrement/traçabilité des données.

Protection de sécurité inadéquate de l'équipement : risques de mauvaise manipulation dans des conditions de haute tension, de vide et de haute température. Cause profonde : manque de protection complète par interverrouillage électromécanique et de système d'autodiagnostic de défaut.

3. Solution

3.1 Alimentation pulsée haute fréquence et extinction d'arc rapide : fréquence de sortie d'alimentation pulsée 20000 Hz - sortie à onde carrée - tension 0~800V réglable en continu - rapport cyclique 10-85% réglable en continu - courant moyen maximal 75A. Utilise le principe d'induction électromagnétique pour une détection rapide d'arc - des dispositifs logiques numériques à haute vitesse coupent le courant principal dans les 2 µs - protège efficacement la surface de la pièce. L'IGBT adopte la marque Infineon - fiable et stable.

3.2 Système de contrôle en boucle fermée à trois paramètres : le contrôle de la température utilise un contrôleur numérique japonais Shimaden série SRS13 (régulation PID) - précision de contrôle ±1℃. Le contrôle de la pression utilise un contrôleur numérique japonais Shimaden SRS13 + convertisseur de fréquence + capteur de pression - précision de contrôle ±1Pa. Le contrôle du débit utilise des débitmètres massiques japonais HORIBA série S500 (2 unités, pour azote, hydrogène, etc.) - précision de contrôle ±0,5%. Trois paramètres en boucle fermée indépendante - pas d'interférence mutuelle.

3.3 Logiciel de contrôle intelligent entièrement automatique : automate programmable série FX3G (mémoire de programme 32K pas, vitesse de traitement des instructions de base 0,21 µs) + écran tactile Kunlun Tongtai TPC1231Ni (12 pouces, résolution 1920×1080). Logiciel de contrôle auto-développé V1.0 (Numéro d'enregistrement de droit d'auteur logiciel 5101331) avec interface de connexion, réglage des paramètres de processus, interface de contrôle principale, courbes historiques, rapports de données, enregistrements d'alarme et autres interfaces fonctionnelles. Prend en charge l'interface anglaise - réalise une opération automatique "en un clic".

3.4 Chauffage uniforme et optimisation du champ de température : le corps du four adopte une structure à cloche - paroi double couche refroidie par eau + système de refroidissement par eau multi-canaux. Chambre du four avec 2 couches de boucliers thermiques en acier inoxydable 304 (2 mm chacune) + 2 couches sur la base du four - assure un fonctionnement à haute température à long terme et des économies d'énergie significatives. La plaque cathodique est supportée par 3 ensembles de mica coulé de haute qualité - hauteur réglable - assure une surface plane après chargement de la pièce. 2 thermocouples introduits par la plaque de fond du four - un pour le contrôle de la température de l'alimentation pulsée de chauffage ionique, un connecté à l'instrument d'alarme.

3.5 Système de vide et boucle fermée de pression : pompe à palettes rotative 2X-15 + vanne papillon à vide poussé GI-50 - contrôle en boucle fermée du convertisseur de fréquence. Le transmetteur de pression mesure la pression du four et sort un signal de courant standard vers le contrôleur numérique - le calcul PID sort un signal vers le convertisseur de fréquence - ajuste la vitesse du moteur de la pompe à vide - maintient une pression de four constante au point de consigne du processus. Précision du contrôle de pression ±1Pa - fonctionnement à basse vitesse à long terme de la pompe à vide prolonge la durée de vie et permet d'économiser considérablement de l'énergie.

3.6 Interverrouillages de sécurité multiples et autodiagnostic de défaut : le système présente des alarmes de surchauffe, de surpression, de dommage de thermocouple, de manque d'eau, de perte de phase (alarme sonore/visuelle + alarme d'interface de contrôle) - prend des mesures de protection correspondantes telles que l'interdiction de mise sous tension, l'interdiction de chauffage, la coupure ou la reprise du chauffage. Toutes les vannes se ferment automatiquement en cas de défaut. Toutes les vannes sont de type à fermeture par coupure de courant. Le système dispose d'un autodiagnostic de défaut - invite les utilisateurs à vérifier et réparer les points de défaut correspondants.

4. Spécifications techniques

5. Guide de sélection

5.1 Scénarios recommandés

• Nitruration ionique et nitruration douce des aciers à outils, aciers alliés, aciers inoxydables

• Composants de précision nécessitant une uniformité de couche nitrurée et une répétabilité de processus strictes

• Lignes de production de nitruration traitant des pièces plus grandes (Φ600×800mm)

5.2 Considérations clés pour la sélection

1. Taille et charge de la pièce : vérifier la zone effective Φ600×800mm et la charge maximale de 400 kg

2. Exigences de température du processus : courant 500-600℃, maximum 650℃ - confirmer que la température du processus est dans la plage

3. Alimentation en gaz : l'utilisateur doit fournir N₂, H₂ (pureté 99,9%) et air comprimé (≤0,6 MPa)

4. Conditions de l'eau de refroidissement : l'utilisateur doit fournir la tour de refroidissement et la pompe - entrée ≤31℃, débit 20 m³/h

5. Alimentation : l'utilisateur doit fournir une alimentation triphasée 380V/50Hz et un fil de cuivre BVR de 35 mm² (100A)

6. FAQ

Q1 : Comment les dommages par arc aux pièces sont-ils évités ?

R : L'alimentation pulsée utilise le principe d'induction électromagnétique pour une détection rapide du signal d'arc (presque aucun délai) - des dispositifs logiques numériques à haute vitesse coupent le courant principal dans les 2 µs - extinction d'arc extrêmement rapide. Comparé aux alimentations CC traditionnelles, il protège efficacement la surface de la pièce contre les brûlures par arc.

Q2 : Comment l'uniformité de la couche nitrurée est-elle assurée ?

R : Le rapport cyclique d'impulsion réglable (10-85%) élargit la plage de réglage des paramètres du processus - offre une meilleure contrôlabilité indépendante. Combiné au contrôle en boucle fermée à trois paramètres de température, pression et débit - améliore l'uniformité de la couverture de décharge sur les pièces de forme complexe. L'effet de cathode creuse est également bien supprimé.

Q3 : L'équipement peut-il fonctionner entièrement automatiquement ?

R : Dispose d'un mode de fonctionnement automatique "en un clic". L'opérateur n'a qu'à effectuer le chargement/déchargement - le système démarre automatiquement la pompe de maintenance et la pompe de pré-évacuation, ouvre la vanne à volet et la électrovanne pour extraire le vide, active automatiquement la décharge luminescente après avoir atteint la pression de travail, entre automatiquement en phase de chauffage et ajuste le débit/pression/tension/rapport cyclique/courant selon la courbe de processus, s'arrête et refroidit automatiquement après maintien.

Q4 : Comment les données de processus sont-elles enregistrées et tracées ?

R : L'interface de contrôle principale affiche les données de fonctionnement en temps réel telles que la température, le vide, le débit, la tension - enregistre les informations de date pour chaque four. L'interface de requête de courbes historiques et de rapports de données permet de consulter les courbes ou paramètres actuels et historiques - sauvegarde des données via connexion réseau ou stockage externe - rapports exportés au format EXCEL.

Q5 : Quelles sont les caractéristiques de protection de sécurité incluses ?

R : Présente des alarmes de surchauffe, de surpression, de dommage de thermocouple, de manque d'eau, de perte de phase (sonore/visuelle + interface de contrôle) - prend des mesures de protection correspondantes telles que l'interdiction de mise sous tension, l'interdiction de chauffage, la coupure ou la reprise du chauffage. Toutes les vannes se ferment automatiquement en cas de défaut. Toutes les vannes sont de type à fermeture par coupure de courant. Le système dispose d'un autodiagnostic de défaut - invite les utilisateurs à vérifier et réparer les points de défaut correspondants.