Zona Efektif Φ300×400mm | Tungku Nitridasi Ion Cerdas Sepenuhnya Otomatis | Sistem Nitridasi Ion & Nitridasi Lunak untuk Baja Paduan & Baja Cetakan

1. Ikhtisar Produk

Tungku nitridasi ion cerdas otomatis satu stasiun lonceng vertikal ini dilengkapi dengan sistem kontrol digital generasi keempat dan catu daya pulsa nitridasi ion. Ia dapat melakukan nitridasi ion dan nitridasi lunak pada paduan titanium, baja paduan, baja cetakan, dan baja tahan karat. Dilengkapi dengan sistem kontrol otomatis layar sentuh, sistem pembangkitan dan pemeliharaan vakum, serta sistem pengaturan pasokan gas, alat ini mencapai kontrol loop tertutup terhadap suhu, tekanan, dan laju aliran dengan otomatisasi proses penuh. Aplikasi yang umum mencakup penguatan permukaan benda kerja presisi seperti cetakan, roda gigi, poros, dan komponen ruang angkasa.

2. Tantangan Industri & Analisis Akar Penyebab

Sulit untuk memastikan lapisan nitridasi yang seragam: Bentuk permukaan benda kerja yang rumit (alur, lubang) menyebabkan cakupan cahaya yang tidak merata – kedalaman dan kekerasan lapisan tidak konsisten. Akar penyebab: sulitnya mengontrol daerah pelepasan abnormal dalam pelepasan gas, efek katoda berongga yang mempengaruhi distribusi kepadatan arus.

Kerusakan busur pada permukaan benda kerja: Lapisan oli sisa atau kontaminan pada permukaan benda kerja menyebabkan kerusakan akumulasi muatan dan permukaan benda kerja terbakar busur arus tinggi seketika. Akar penyebab: kecepatan pemadaman busur api tidak mencukupi – tidak dapat memutus arus pada tingkat mikrodetik.

Kontrol yang sulit terhadap parameter suhu, tekanan, dan aliran yang digabungkan: Suhu, tekanan, dan aliran berinteraksi selama nitridasi ion – penyesuaian manual sulit untuk distabilkan. Penyebab utama: kurangnya sistem kontrol loop tertutup multi-parameter dan regulasi cerdas PID.

Pengulangan proses yang buruk: Fluktuasi parameter yang besar antar batch – kualitas lapisan nitridasi yang tidak stabil. Penyebab utama: kurangnya kontrol terprogram dan fungsi perekaman/penelusuran data.

Perlindungan keselamatan peralatan yang tidak memadai: Risiko kesalahan pengoperasian dalam kondisi tegangan tinggi, vakum, dan suhu tinggi. Akar penyebab: kurangnya perlindungan interlock listrik-mekanis yang komprehensif dan sistem diagnosa mandiri kesalahan.

3. Solusi

3.1 Catu Daya Pulsa Frekuensi Tinggi & Pemadam Busur Cepat: Frekuensi keluaran daya pulsa 20000Hz – keluaran gelombang persegi – tegangan 0~900V dapat disesuaikan terus menerus – siklus kerja 10-85% dapat disesuaikan terus menerus – arus rata-rata maksimum 30A. Menggunakan prinsip induksi elektromagnetik untuk deteksi busur cepat – perangkat logika digital berkecepatan tinggi memotong arus utama dalam 2μs – secara efektif melindungi permukaan benda kerja. IGBT mengadopsi merek Infineon – andal dan stabil.

3.2 Sistem Kontrol Loop Tertutup Tiga Parameter: Kontrol suhu menggunakan pengontrol digital seri Shimaden SRS13 Jepang (regulasi PID) – akurasi kontrol ±1℃. Kontrol tekanan menggunakan pengontrol digital Shimaden SRS13 Jepang + konverter frekuensi + sensor tekanan – akurasi kontrol ±1Pa. Kontrol aliran menggunakan pengukur aliran massa seri HORIBA S500 Jepang – akurasi kontrol ±0,5%. Tiga parameter loop tertutup secara independen – tidak ada interferensi timbal balik.

3.3 Perangkat Lunak Kontrol Cerdas Sepenuhnya Otomatis: PLC seri FX3G (memori program langkah 32K, kecepatan pemrosesan instruksi dasar 0,21μs) + layar sentuh MCGS 12 inci (resolusi 1920×1080). Perangkat lunak kontrol V1.0 yang dikembangkan sendiri dengan antarmuka login, pengaturan parameter proses, antarmuka kontrol utama, kurva historis, laporan data, catatan alarm, dan antarmuka fungsional lainnya. Mendukung antarmuka bahasa Inggris dan Rusia – mencapai operasi otomatis "satu tombol".

3.4 Pemanasan Seragam & Optimasi Bidang Suhu: Badan tungku mengadopsi struktur lonceng – dinding berpendingin air dua lapis + sistem pendingin air multi-saluran. Ruang tungku dengan 6 lapisan pelindung panas baja tahan karat 310S + 2 lapisan pada dasar tungku – kapas insulasi aluminium silikat 20 mm ditambahkan di dalam lapisan insulasi. Pelat katoda didukung oleh 3 set mika cor berkualitas tinggi – dapat disesuaikan ketinggiannya – memastikan permukaan rata setelah pemuatan benda kerja. 2 termokopel dimasukkan dari pelat bawah tungku – satu untuk kontrol suhu catu daya pulsa pemanas ion, satu terhubung ke instrumen alarm.

3.5 Sistem Vakum & Loop Tertutup Tekanan: Pompa baling-baling putar 2X-15 + katup kupu-kupu vakum tinggi GI-50 – kontrol loop tertutup konverter frekuensi. Pemancar tekanan mengukur tekanan tungku dan mengeluarkan sinyal arus standar ke pengontrol digital – perhitungan PID mengeluarkan sinyal ke konverter frekuensi – menyesuaikan kecepatan motor pompa vakum – menjaga tekanan tungku tetap konstan pada titik setel proses. Akurasi kontrol tekanan ±1Pa – pengoperasian pompa vakum berkecepatan rendah dalam jangka panjang memperpanjang masa pakai dan menghemat energi secara signifikan.

3.6 Interlock Keamanan Berganda & Diagnosis Mandiri Kesalahan: Fitur sistem suhu berlebih, tekanan berlebih, kerusakan termokopel, kekurangan air, alarm kehilangan fasa (alarm suara/visual + alarm antarmuka kontrol) – mengambil tindakan perlindungan yang sesuai seperti melarang penyalaan, melarang pemanasan, memutus atau melanjutkan pemanasan. Semua katup menutup secara otomatis jika terjadi kesalahan. Semua katup adalah tipe pemutus daya.

4. Spesifikasi Teknis

5. Panduan Seleksi

5.1 Skenario yang Direkomendasikan

• Ion nitridasi dan nitridasi lunak pada baja cetakan, baja paduan, baja tahan karat

• Penguatan permukaan paduan titanium

• Komponen presisi memerlukan keseragaman lapisan nitridasi yang ketat dan kemampuan pengulangan proses

5.2 Pertimbangan Pemilihan Utama

1. Ukuran dan beban benda kerja: Verifikasi zona efektif Φ300×400mm dan beban maksimal 100kg

2. Persyaratan suhu proses: Umum 500-600℃, maks 650℃ – konfirmasi suhu proses dalam kisaran

3. Pasokan gas: Pengguna menyediakan N₂, H₂, Ar, CH₄ (kemurnian 99,999%) dan udara bertekanan (≤0,6MPa)

4. Kondisi air pendingin: Pengguna harus menyediakan menara pendingin dan pompa – saluran masuk ≤31℃, aliran 20m³/jam

5. Catu daya: Pengguna menyediakan daya 3 fase 380V/50Hz dan kabel tembaga BVR 70mm² (250A)

6. Pertanyaan Umum

Q1: Bagaimana mencegah kerusakan busur pada benda kerja?

A: Catu daya pulsa menggunakan prinsip induksi elektromagnetik untuk deteksi sinyal busur cepat (hampir tanpa penundaan) – perangkat logika digital berkecepatan tinggi memutus arus utama dalam 2μs – pemadaman busur sangat cepat. Dibandingkan dengan catu daya DC tradisional, secara efektif melindungi permukaan benda kerja dari luka bakar busur.

Q2: Bagaimana keseragaman lapisan nitridasi dipastikan?

J: Siklus kerja daya pulsa yang dapat disesuaikan (10-85%) memperluas rentang penyesuaian parameter proses – memberikan pengendalian independen yang lebih baik. Dikombinasikan dengan kontrol loop tertutup tiga parameter pada suhu, tekanan, dan aliran – meningkatkan keseragaman cakupan cahaya pada benda kerja berbentuk kompleks. Efek katoda berongga juga ditekan dengan baik.

Q3: Dapatkah peralatan mencapai operasi otomatis penuh?

J: Menampilkan mode operasi otomatis "satu tombol". Operator hanya perlu menyelesaikan pemuatan/pembongkaran – sistem secara otomatis memulai pompa pemeliharaan dan pompa pra-evakuasi, membuka katup penyekat dan katup solenoid untuk mengekstraksi vakum, secara otomatis mengaktifkan pelepasan pijar setelah mencapai tekanan kerja, secara otomatis memasuki tahap pemanasan dan menyesuaikan aliran/tekanan/tegangan/siklus tugas/arus per kurva proses, mati secara otomatis dan mendingin setelah ditahan.

Q4: Bagaimana data proses dicatat dan ditelusuri?

A: Antarmuka kontrol utama menampilkan data pengoperasian waktu nyata seperti suhu, vakum, aliran, tegangan – mencatat informasi tanggal untuk setiap tungku. Antarmuka kueri kurva historis dan laporan data memungkinkan kueri kurva atau parameter saat ini dan historis – pencadangan data melalui koneksi jaringan atau penyimpanan eksternal – keluaran laporan dalam format EXCEL.

Q5: Fitur perlindungan keselamatan apa saja yang disertakan?

A: Menampilkan suhu berlebih, tekanan berlebih, kerusakan termokopel, kekurangan air, alarm kehilangan fasa (antarmuka kontrol terdengar/visual +) – mengambil tindakan perlindungan yang sesuai seperti melarang penyalaan, melarang pemanasan, memutus atau melanjutkan pemanasan. Semua katup menutup secara otomatis jika terjadi kesalahan. Semua katup adalah tipe pemutus daya. Sistem menampilkan diagnosis mandiri kesalahan – meminta pengguna untuk memeriksa dan memperbaiki titik kesalahan terkait.