Zona Efektif Φ600×800mm Tungku Nitridasi Ion Cerdas Otomatis Penuh untuk Baja Paduan dan Baja Cetakan dengan Sistem Nitridasi Ion dan Nitridasi Lunak

1. Tinjauan Produk

Tungku nitridasi ion cerdas otomatis penuh stasiun tunggal berbentuk lonceng vertikal ini dilengkapi dengan sistem kontrol digital generasi keempat dan catu daya pulsa nitridasi ion. Tungku ini dapat melakukan nitridasi ion dan nitridasi lunak pada baja paduan, baja cetakan, dan baja tahan karat. Dilengkapi dengan sistem kontrol otomatis layar sentuh, sistem pembangkit dan pemeliharaan vakum, serta sistem pengaturan pasokan gas, tungku ini mencapai kontrol loop tertutup suhu, tekanan, dan laju aliran dengan otomatisasi proses penuh. Aplikasi tipikal meliputi penguatan permukaan benda kerja presisi seperti cetakan, roda gigi, dan poros.

2. Tantangan Industri & Analisis Akar Masalah

Sulit memastikan lapisan ternitridasi seragam: Bentuk permukaan benda kerja yang kompleks (alur, lubang) menyebabkan cakupan cahaya yang tidak merata – kedalaman dan kekerasan lapisan tidak konsisten. Akar masalah: kontrol sulit pada area pelepasan abnormal dalam pelepasan gas, efek katoda berongga memengaruhi distribusi kerapatan arus.

Kerusakan busur pada permukaan benda kerja: Lapisan minyak sisa atau kontaminan pada permukaan benda kerja menyebabkan penumpukan muatan dan pemutusan seketika busur arus tinggi – membakar permukaan benda kerja. Akar masalah: kecepatan pemadaman busur tidak mencukupi – tidak dapat memutus arus pada tingkat mikrodetik.

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

Pengulangan proses yang buruk: Fluktuasi parameter besar antar batch – kualitas lapisan ternitridasi tidak stabil. Akar masalah: kurangnya kontrol terprogram dan fungsi perekaman/ketertelusuran data.

Perlindungan keselamatan peralatan yang tidak memadai: Risiko kesalahan operasi di bawah kondisi tegangan tinggi, vakum, dan suhu tinggi. Akar masalah: kurangnya perlindungan interlock listrik-mekanik yang komprehensif dan sistem diagnosis mandiri kesalahan.

3. Solusi

3.1 Catu Daya Pulsa Frekuensi Tinggi & Pemadaman Busur Cepat: Frekuensi keluaran daya pulsa 20000Hz – keluaran gelombang persegi – tegangan 0~800V dapat disesuaikan terus menerus – siklus kerja 10-85% dapat disesuaikan terus menerus – arus rata-rata maksimum 75A. Menggunakan prinsip induksi elektromagnetik untuk deteksi busur cepat – perangkat logika digital berkecepatan tinggi memutus arus utama dalam waktu 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 (2 unit, untuk nitrogen, hidrogen, dll.) – akurasi kontrol ±0.5%. Tiga parameter loop tertutup independen – tidak ada interferensi timbal balik.

3.3 Perangkat Lunak Kontrol Cerdas Otomatis Penuh: Pengontrol logika terprogram seri FX3G (memori program 32K langkah, kecepatan pemrosesan instruksi dasar 0.21μs) + layar sentuh Kunlun Tongtai TPC1231Ni (12 inci, resolusi 1920×1080). Perangkat lunak kontrol V1.0 yang dikembangkan sendiri (Nomor Pendaftaran Hak Cipta Perangkat Lunak 5101331) dengan antarmuka login, pengaturan parameter proses, antarmuka kontrol utama, kurva historis, laporan data, catatan alarm, dan antarmuka fungsional lainnya. Mendukung antarmuka bahasa Inggris – mencapai operasi otomatis "satu tombol".

3.4 Pemanasan Seragam & Optimalisasi Medan Suhu: Badan tungku mengadopsi struktur lonceng – dinding berpendingin air lapis ganda + sistem pendingin air multi-saluran. Ruang tungku dengan 2 lapis pelindung panas baja tahan karat 304 (masing-masing 2mm) + 2 lapis di dasar tungku – memastikan operasi suhu tinggi jangka panjang dan penghematan energi yang signifikan. Pelat katoda didukung oleh 3 set mika cor berkualitas tinggi – ketinggian dapat disesuaikan – memastikan permukaan datar setelah pemuatan benda kerja. 2 termokopel dimasukkan dari pelat dasar tungku – satu untuk kontrol suhu catu daya pulsa pemanasan 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 – mempertahankan tekanan tungku konstan pada titik setel proses. Akurasi kontrol tekanan ±1Pa – operasi kecepatan rendah jangka panjang pompa vakum memperpanjang masa pakai dan secara signifikan menghemat energi.

3.6 Interlock Keselamatan Ganda & Diagnosis Mandiri Kesalahan: Sistem dilengkapi alarm suhu berlebih, tekanan berlebih, kerusakan termokopel, kekurangan air, kehilangan fasa (alarm suara/visual + alarm antarmuka kontrol) – mengambil tindakan perlindungan yang sesuai seperti melarang penyalaan, melarang pemanasan, memutus atau melanjutkan pemanasan. Semua katup secara otomatis tertutup saat terjadi kesalahan. Semua katup bertipe penutup saat daya mati. Sistem dilengkapi diagnosis mandiri kesalahan – meminta pengguna untuk memeriksa dan memperbaiki titik kesalahan yang sesuai.

4. Spesifikasi Teknis

5. Panduan Pemilihan

5.1 Skenario yang Direkomendasikan

• Nitriding ion dan nitridasi lunak baja cetakan, baja paduan, baja tahan karat

• Komponen presisi yang membutuhkan keseragaman lapisan ternitridasi dan pengulangan proses yang ketat

• Jalur produksi nitridasi yang memproses benda kerja yang lebih besar (Φ600×800mm)

5.2 Pertimbangan Pemilihan Utama

1. Ukuran dan beban benda kerja: Verifikasi zona efektif Φ600×800mm dan beban maks 400kg

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

3. Pasokan gas: Pengguna menyediakan N₂, H₂ (kemurnian 99.9%) dan udara terkompresi (≤0.6MPa)

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

5. Catu daya: Pengguna menyediakan daya 3-fasa 380V/50Hz dan kabel tembaga BVR 35mm² (100A)

6. FAQ

Q1: Bagaimana kerusakan busur pada benda kerja dicegah?

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 waktu 2μs – pemadaman busur yang sangat cepat. Dibandingkan dengan catu daya DC tradisional, secara efektif melindungi permukaan benda kerja dari luka bakar busur.

Q2: Bagaimana keseragaman lapisan ternitridasi dipastikan?

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

Q3: Bisakah peralatan mencapai operasi otomatis penuh?

A: Dilengkapi 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 mengekstrak vakum, secara otomatis mengaktifkan pelepasan cahaya setelah mencapai tekanan kerja, secara otomatis memasuki tahap pemanasan dan menyesuaikan aliran/tekanan/tegangan/siklus kerja/arus sesuai kurva proses, secara otomatis mematikan dan mendinginkan setelah ditahan.

Q4: Bagaimana data proses dicatat dan dilacak?

A: Antarmuka kontrol utama menampilkan data operasi real-time 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 – laporan dikeluarkan dalam format EXCEL.

Q5: Fitur perlindungan keselamatan apa saja yang disertakan?

A: Dilengkapi alarm suhu berlebih, tekanan berlebih, kerusakan termokopel, kekurangan air, kehilangan fasa (suara/visual + antarmuka kontrol) – mengambil tindakan perlindungan yang sesuai seperti melarang penyalaan, melarang pemanasan, memutus atau melanjutkan pemanasan. Semua katup secara otomatis tertutup saat terjadi kesalahan. Semua katup bertipe penutup saat daya mati. Sistem dilengkapi diagnosis mandiri kesalahan – meminta pengguna untuk memeriksa dan memperbaiki titik kesalahan yang sesuai.