เตาอบไนไตรดิ้งแบบไอออนอัตโนมัติอัจฉริยะเต็มรูปแบบสำหรับเหล็กอัลลอยด์และเหล็กแม่พิมพ์พร้อมระบบไนไตรดิ้งแบบไอออนและไนไตรดิ้งแบบอ่อน ขนาดโซนใช้งานจริง 600x800 มม.

1. ภาพรวมผลิตภัณฑ์

เตาอบไนไตรดิ้งแบบสุญญากาศแบบตั้งตรงสถานีเดียวอัตโนมัติเต็มรูปแบบอัจฉริยะนี้มีระบบควบคุมดิจิทัลรุ่นที่สี่และแหล่งจ่ายไฟพัลส์ไนไตรดิ้งไอออน สามารถทำการไนไตรดิ้งไอออนและไนไตรดิ้งแบบอ่อนสำหรับเหล็กกล้าอัลลอยด์ เหล็กกล้าแม่พิมพ์ และเหล็กกล้าไร้สนิม มาพร้อมกับระบบควบคุมอัตโนมัติแบบหน้าจอสัมผัส ระบบสร้างและบำรุงรักษาสุญญากาศ และระบบควบคุมการจ่ายแก๊ส ทำให้สามารถควบคุมอุณหภูมิ ความดัน และอัตราการไหลแบบวงปิดด้วยระบบอัตโนมัติเต็มกระบวนการ การใช้งานทั่วไป ได้แก่ การเสริมความแข็งแรงพื้นผิวของชิ้นงานที่มีความแม่นยำสูง เช่น แม่พิมพ์ เฟือง และเพลา

2. ความท้าทายของอุตสาหกรรมและการวิเคราะห์สาเหตุที่แท้จริง

ยากต่อการรับประกันชั้นไนไตรด์ที่สม่ำเสมอ: รูปทรงพื้นผิวชิ้นงานที่ซับซ้อน (ร่อง, รู) ทำให้เกิดการกระจายแสงที่ไม่สม่ำเสมอ - ความลึกและความแข็งของชั้นไม่สอดคล้องกัน สาเหตุที่แท้จริง: การควบคุมบริเวณการปล่อยประจุที่ผิดปกติในการปล่อยประจุแก๊สได้ยาก ผลกระทบแคโทดกลวงส่งผลต่อการกระจายความหนาแน่นกระแส

ความเสียหายจากอาร์คต่อพื้นผิวชิ้นงาน: ฟิล์มน้ำมันตกค้างหรือสิ่งปนเปื้อนบนพื้นผิวชิ้นงานทำให้เกิดการสะสมประจุไฟฟ้าและการแตกตัวของอาร์คกระแสสูงทันที - เผาพื้นผิวชิ้นงาน สาเหตุที่แท้จริง: ความเร็วในการดับอาร์คไม่เพียงพอ - ไม่สามารถตัดกระแสไฟฟ้าในระดับไมโครวินาทีได้

การควบคุมพารามิเตอร์อุณหภูมิ ความดัน และอัตราการไหลที่เชื่อมโยงกันได้ยาก: อุณหภูมิ ความดัน และอัตราการไหลมีปฏิสัมพันธ์กันระหว่างการไนไตรดิ้งไอออน - การปรับด้วยตนเองทำได้ยากที่จะทำให้เสถียร สาเหตุที่แท้จริง: ขาดระบบควบคุมแบบวงปิดหลายพารามิเตอร์และการควบคุมอัจฉริยะแบบ PID

ความสามารถในการทำซ้ำของกระบวนการต่ำ: ความผันผวนของพารามิเตอร์ขนาดใหญ่ระหว่างชุด - คุณภาพชั้นไนไตรด์ไม่เสถียร สาเหตุที่แท้จริง: ขาดการควบคุมตามโปรแกรมและฟังก์ชันการบันทึก/การตรวจสอบย้อนกลับข้อมูล

การป้องกันความปลอดภัยของอุปกรณ์ไม่เพียงพอ: ความเสี่ยงจากการใช้งานผิดพลาดภายใต้สภาวะแรงดันสูง สุญญากาศ และอุณหภูมิสูง สาเหตุที่แท้จริง: ขาดการป้องกันการเชื่อมโยงทางไฟฟ้า-กลไกที่ครอบคลุมและระบบวินิจฉัยตนเองเมื่อเกิดข้อผิดพลาด

3. โซลูชัน

3.1 แหล่งจ่ายไฟพัลส์ความถี่สูงและการดับอาร์คอย่างรวดเร็ว: ความถี่เอาต์พุตพัลส์ 20000Hz - เอาต์พุตคลื่นสี่เหลี่ยม - แรงดันไฟฟ้า 0~800V ปรับได้อย่างต่อเนื่อง - รอบการทำงาน 10-85% ปรับได้อย่างต่อเนื่อง - กระแสเฉลี่ยสูงสุด 75A ใช้หลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าสำหรับการตรวจจับอาร์คอย่างรวดเร็ว - อุปกรณ์ลอจิกดิจิทัลความเร็วสูงตัดกระแสหลักภายใน 2 ไมโครวินาที - ปกป้องพื้นผิวชิ้นงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ IGBT ใช้แบรนด์ Infineon - เชื่อถือได้และเสถียร

3.2 ระบบควบคุมแบบวงปิดสามพารามิเตอร์: การควบคุมอุณหภูมิใช้คอนโทรลเลอร์ดิจิทัลซีรีส์ SRS13 ของ Shimaden ประเทศญี่ปุ่น (การควบคุม PID) - ความแม่นยำในการควบคุม ±1°C การควบคุมความดันใช้คอนโทรลเลอร์ดิจิทัล SRS13 ของ Shimaden ประเทศญี่ปุ่น + ตัวแปลงความถี่ + เซ็นเซอร์วัดความดัน - ความแม่นยำในการควบคุม ±1Pa การควบคุมอัตราการไหลใช้เครื่องวัดอัตราการไหลมวลซีรีส์ S500 ของ HORIBA ประเทศญี่ปุ่น (2 เครื่อง สำหรับไนโตรเจน ไฮโดรเจน ฯลฯ) - ความแม่นยำในการควบคุม ±0.5% พารามิเตอร์สามตัวควบคุมแบบวงปิดอิสระ - ไม่มีการรบกวนซึ่งกันและกัน

3.3 ซอฟต์แวร์ควบคุมอัจฉริยะอัตโนมัติเต็มรูปแบบ: PLC ซีรีส์ FX3G (หน่วยความจำโปรแกรม 32K สเต็ป, ความเร็วในการประมวลผลคำสั่งพื้นฐาน 0.21 ไมโครวินาที) + หน้าจอสัมผัส Kunlun Tongtai TPC1231Ni (12 นิ้ว, ความละเอียด 1920×1080) ซอฟต์แวร์ควบคุม V1.0 ที่พัฒนาขึ้นเอง (หมายเลขทะเบียนลิขสิทธิ์ซอฟต์แวร์ 5101331) พร้อมอินเทอร์เฟซการเข้าสู่ระบบ, การตั้งค่าพารามิเตอร์กระบวนการ, อินเทอร์เฟซการควบคุมหลัก, กราฟประวัติ, รายงานข้อมูล, บันทึกการแจ้งเตือน และอินเทอร์เฟซฟังก์ชันอื่นๆ รองรับอินเทอร์เฟซภาษาอังกฤษ - บรรลุการทำงานอัตโนมัติแบบ "ปุ่มเดียว"

3.4 การให้ความร้อนที่สม่ำเสมอและการปรับปรุงสนามอุณหภูมิ: ตัวเตาใช้โครงสร้างแบบระฆัง - ผนังระบายความร้อนด้วยน้ำสองชั้น + ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำหลายช่อง ห้องเตาพร้อมแผ่นฉนวนกันความร้อนสแตนเลส 304 2 ชั้น (หนา 2 มม. แต่ละชั้น) + 2 ชั้นที่ฐานเตา - รับประกันการทำงานที่อุณหภูมิสูงในระยะยาวและการประหยัดพลังงานอย่างมาก แผ่นแคโทดรองรับด้วยชุดไมก้าหล่อคุณภาพสูง 3 ชุด - ปรับความสูงได้ - รับประกันพื้นผิวเรียบหลังจากการโหลดชิ้นงาน เทอร์โมคัปเปิล 2 ตัวต่อเข้าจากแผ่นฐานเตา - ตัวหนึ่งสำหรับการควบคุมอุณหภูมิแหล่งจ่ายไฟพัลส์ความร้อนไอออน และอีกตัวเชื่อมต่อกับเครื่องมือแจ้งเตือน

3.5 ระบบสุญญากาศและการควบคุมความดันแบบวงปิด: ปั๊มโรตารี่แวน 2X-15 + วาล์วผีเสื้อสุญญากาศสูง GI-50 - การควบคุมแบบวงปิดด้วยตัวแปลงความถี่ เครื่องส่งสัญญาณความดันวัดความดันในเตาและส่งสัญญาณกระแสมาตรฐานไปยังคอนโทรลเลอร์ดิจิทัล - การคำนวณ PID ส่งสัญญาณไปยังตัวแปลงความถี่ - ปรับความเร็วของมอเตอร์ปั๊มสุญญากาศ - รักษาความดันในเตาให้คงที่ที่จุดตั้งค่ากระบวนการ ความแม่นยำในการควบคุมความดัน ±1Pa - การทำงานด้วยความเร็วต่ำของปั๊มสุญญากาศในระยะยาวช่วยยืดอายุการใช้งานและประหยัดพลังงานได้อย่างมาก

3.6 การเชื่อมโยงความปลอดภัยหลายชั้นและการวินิจฉัยตนเองเมื่อเกิดข้อผิดพลาด: ระบบมีสัญญาณเตือนอุณหภูมิเกิน, ความดันเกิน, ความเสียหายของเทอร์โมคัปเปิล, น้ำขาด, การสูญเสียเฟส (สัญญาณเตือนด้วยเสียง/ภาพ + สัญญาณเตือนบนอินเทอร์เฟซควบคุม) - ดำเนินการป้องกันที่สอดคล้องกัน เช่น การห้ามเปิดเครื่อง, การห้ามให้ความร้อน, การตัดหรือกลับมาให้ความร้อน วาล์วทั้งหมดจะปิดโดยอัตโนมัติเมื่อเกิดข้อผิดพลาด วาล์วทั้งหมดเป็นแบบปิดเมื่อไม่มีไฟ ระบบมีฟังก์ชันวินิจฉัยตนเองเมื่อเกิดข้อผิดพลาด - แจ้งเตือนผู้ใช้ให้ตรวจสอบและซ่อมแซมจุดที่เกิดข้อผิดพลาดที่เกี่ยวข้อง

4. ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิค

5. คู่มือการเลือก

5.1 สถานการณ์ที่แนะนำ

• การไนไตรดิ้งไอออนและไนไตรดิ้งแบบอ่อนสำหรับเหล็กกล้าแม่พิมพ์ เหล็กกล้าอัลลอยด์ เหล็กกล้าไร้สนิม

• ชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำสูงที่ต้องการความสม่ำเสมอของชั้นไนไตรด์และความสามารถในการทำซ้ำของกระบวนการที่เข้มงวด

• สายการผลิตไนไตรดิ้งที่ประมวลผลชิ้นงานขนาดใหญ่ (Φ600×800 มม.)

5.2 ข้อควรพิจารณาในการเลือกที่สำคัญ

1. ขนาดและน้ำหนักบรรทุกของชิ้นงาน: ตรวจสอบโซนทำงานที่มีประสิทธิภาพ Φ600×800 มม. และน้ำหนักบรรทุกสูงสุด 400 กก.

2. ข้อกำหนดอุณหภูมิของกระบวนการ: ทั่วไป 500-600°C, สูงสุด 650°C – ยืนยันอุณหภูมิของกระบวนการอยู่ในช่วงที่กำหนด

3. การจ่ายแก๊ส: ผู้ใช้ต้องจัดหา N₂, H₂ (ความบริสุทธิ์ 99.9%) และอากาศอัด (≤0.6MPa)

4. สภาวะน้ำหล่อเย็น: ผู้ใช้ต้องจัดหาหอหล่อเย็นและปั๊ม – ทางเข้า ≤31°C, อัตราการไหล 20 ลบ.ม./ชม.

5. แหล่งจ่ายไฟ: ผู้ใช้ต้องจัดหาแหล่งจ่ายไฟ 3 เฟส 380V/50Hz และสายทองแดง BVR ขนาด 35 ตร.มม. (100A)

6. คำถามที่พบบ่อย

Q1: ป้องกันความเสียหายจากอาร์คต่อชิ้นงานได้อย่างไร?

A: แหล่งจ่ายไฟพัลส์ใช้หลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าสำหรับการตรวจจับสัญญาณอาร์คอย่างรวดเร็ว (แทบไม่มีความล่าช้า) - อุปกรณ์ลอจิกดิจิทัลความเร็วสูงตัดกระแสหลักภายใน 2 ไมโครวินาที - การดับอาร์คที่รวดเร็วมาก เมื่อเทียบกับแหล่งจ่ายไฟ DC แบบดั้งเดิม ช่วยปกป้องพื้นผิวชิ้นงานจากรอยไหม้จากอาร์คได้อย่างมีประสิทธิภาพ

Q2: รับประกันความสม่ำเสมอของชั้นไนไตรด์ได้อย่างไร?

A: รอบการทำงานของพัลส์ที่ปรับได้ (10-85%) ช่วยเพิ่มช่วงการปรับพารามิเตอร์กระบวนการ - ให้การควบคุมที่เป็นอิสระได้ดีขึ้น เมื่อรวมกับการควบคุมแบบวงปิดสามพารามิเตอร์ของอุณหภูมิ ความดัน และอัตราการไหล - ช่วยเพิ่มความสม่ำเสมอของการกระจายแสงบนชิ้นงานที่มีรูปทรงซับซ้อน นอกจากนี้ยังช่วยยับยั้งผลกระทบแคโทดกลวงได้เป็นอย่างดี

Q3: อุปกรณ์สามารถทำงานอัตโนมัติเต็มรูปแบบได้หรือไม่?

A: มีโหมดการทำงานอัตโนมัติแบบ "ปุ่มเดียว" ผู้ปฏิบัติงานเพียงแค่ต้องทำการโหลด/ยกเลิกการโหลด - ระบบจะเริ่มปั๊มบำรุงรักษาและปั๊มพรี-แวคคูมโดยอัตโนมัติ เปิดวาล์วแผ่นกั้นและโซลินอยด์วาล์วเพื่อสร้างสุญญากาศ เปิดใช้งานการปล่อยประจุเรืองแสงโดยอัตโนมัติหลังจากถึงแรงดันใช้งาน เข้าสู่ขั้นตอนการให้ความร้อนโดยอัตโนมัติและปรับอัตราการไหล/ความดัน/แรงดันไฟฟ้า/รอบการทำงาน/กระแสตามเส้นโค้งกระบวนการ ปิดเครื่องและทำให้เย็นลงโดยอัตโนมัติหลังจากคงอุณหภูมิไว้

Q4: บันทึกและติดตามข้อมูลกระบวนการได้อย่างไร?

A: อินเทอร์เฟซการควบคุมหลักแสดงข้อมูลการทำงานแบบเรียลไทม์ เช่น อุณหภูมิ สุญญากาศ อัตราการไหล แรงดัน - บันทึกข้อมูลวันที่สำหรับแต่ละเตา อินเทอร์เฟซการสอบถามกราฟประวัติและรายงานข้อมูลช่วยให้สามารถสอบถามกราฟหรือพารามิเตอร์ปัจจุบันและในอดีตได้ - สำรองข้อมูลผ่านการเชื่อมต่อเครือข่ายหรือที่เก็บข้อมูลภายนอก - รายงานจะแสดงผลในรูปแบบ EXCEL

Q5: มีคุณสมบัติการป้องกันความปลอดภัยอะไรบ้าง?

A: มีสัญญาณเตือนอุณหภูมิเกิน, ความดันเกิน, ความเสียหายของเทอร์โมคัปเปิล, น้ำขาด, การสูญเสียเฟส (เสียง/ภาพ + อินเทอร์เฟซควบคุม) - ดำเนินการป้องกันที่สอดคล้องกัน เช่น การห้ามเปิดเครื่อง, การห้ามให้ความร้อน, การตัดหรือกลับมาให้ความร้อน วาล์วทั้งหมดจะปิดโดยอัตโนมัติเมื่อเกิดข้อผิดพลาด วาล์วทั้งหมดเป็นแบบปิดเมื่อไม่มีไฟ ระบบมีฟังก์ชันวินิจฉัยตนเองเมื่อเกิดข้อผิดพลาด - แจ้งเตือนผู้ใช้ให้ตรวจสอบและซ่อมแซมจุดที่เกิดข้อผิดพลาดที่เกี่ยวข้อง