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离子氮化设备简介

信息来源:https://www.hb-sirc.com/ 作者:离子氮化炉公司 发布时间:2020-08-28 17:46

  武汉安德热处理设备有限公司是专门从事离子氮化工艺研究、设备生产的专业公司。对辉光离子氮化炉的设计、生产积累了丰富经验。主要产品有LD系列离子氮化炉、LDMC系列脉冲离子氮化炉、带辅助加热的离子氮化炉。我公司的用户遍及全国二十余省、市的机械行业,我们的优良产品和服务得到用户的好评和信赖。我们的设备能够为用户提高产品质量,创造更大的效益是我们工作的目标。

  一. 离子氮化工艺

  离子氮化是一种可以显著提高钢铁零件表面硬度﹑耐磨损﹑耐疲劳和耐腐蚀性能的化学热处理工艺。

  将欲处理零件置于真空炉体内,在真空条件下,往炉内充以稀薄的含氮气体。零件接离子电源阴极,炉体接阳极,阴阳极接数百伏直流电压。由于电场作用,炉内稀薄气体被电离,氮离子定向撞击阴极(零件),零件表面产生辉光放电并被加热。在一定气氛和一定温度下,零件表面复合、吸收氮原子,形成高浓度的含氮层并向心部扩散,经过一段时间,得到工艺要求所需要的氮化层。

  离子氮化工艺由于其节能﹑省气﹑效率高﹑质量好等优点,在动力﹑机床﹑石化机械﹑轻纺机械﹑摸具等行业中得到了广泛应用。

  二. 离子氮化设备

  设备主要用于机械零件的离子氮化、离子氮碳共渗(软氮化)等离子化学热处理工艺,使机械零件表面改性,获得所需要的机械性能和物理化学性能。

  成套设备由离子电源﹑真空炉体﹑真空获得系统﹑测控温系统﹑供气系统等组成。

  2.1 离子电源

  离子电源是离子氮化设备中的关键部分,离子电源是否稳定可靠直接影响整台设备的正常工作和工艺质量的好坏。

  离子电源分为直流离子电源和脉冲离子电源,用户可根据需要选用。

  2.1.1直流离子电源

  直流离子电源主要包括整流变压器﹑可控硅整流电路﹑L-C振荡灭弧电路﹑截止反馈电路﹑控制电路。

  直流离子电源具有阴阳极短路、过流过压、缺错相、误操作等保护功能。

  2.1.2 脉冲离子电源

  脉冲离子电源是在直流离子电源的基础上加装由IGBT元件及控制电路组成的斩波器,通过斩波得到占空比可调的脉冲电流。脉冲电源与直流电源相比具有灭弧快、节能(省电20%左右)等优点,是直流电源的更新换代产品,该电源可广泛应用于离子渗氮、离子渗碳、离子渗金属等领域。

  脉冲离子电源设有阴阳极短路、过流过压、缺错相、误操作等保护,提高了电源应对外界因素的自身保护功能。

  我公司生产的脉冲离子电源分为仪表控制型和计算机控制型两大类。

  2.1.2.1仪表控制型脉冲离子电源

  用户可根据工艺要求预先在温度控制器中设定多段升温曲线、保温平台,在压力控制器中设定多段升压曲线、保压平台,通过模糊自适应PID调节控制,确保温度、压力完全按设定的工艺进行,完成整个工艺过程的自动控制。这样,节约了人力,避免了人工操作对工艺质量的影响,使工艺质量的稳定性和重现性大大提高。

  下图为某工艺的温度曲线和压力曲线,在温度控制器和压力控制器中设定完成即可。

  2.1.2.2计算机控制型脉冲离子电源

  计算机控制型脉冲离子电源已在生产厂家获得了广泛应用。

  其主机采用日本三菱可编程控制器和通用商业计算机(或工业计算机),采用MCGS中文工控组态软件。具有10段升温保温PID控制,仪表控温精度±1℃,10段升压保压控制,压力控制精度在±1Pa。

  赏心悦目的界面令您在轻松的环境下工作,清晰的视窗界面和提示使操作简捷容易,方便灵活的程序编排让您在处理过程中可根据需要及时调整工艺参数设置。可储存历史工艺参数,便于日后检查和调用。

  整个工艺过程实际的温度和炉压数据存储在计算机中,经图形软件处理后以彩色图形曲线方式显示在计算机屏幕上,并可打印保存,这对分析和改进工艺有很大的帮助。

  以下为我公司一设备的历史曲线的窗口界面

  该画面可查询历史记录的曲线,包括目标曲线和实际曲线。

  说明:该画面红实线为记录的温度实际曲线,蓝实线为记录的压力实际曲线。

  计算机控制型脉冲离子氮化设备大大提高了工艺质量,给使用者带来了很大的方便。

  2.2 真空炉体

  炉体由具备国家二级压力容器生产许可证的我公司的定点协作单位负责制造。

  真空炉体分为普通炉体和带辅助加热炉体,用户可根据需要选用。

  2.2.1普通炉体

  设备的真空炉体分井式(零件吊挂)、罩式(零件堆放)和综合式三种供用户选购。

  真空炉体由炉筒和炉底盘组成。

  炉筒体用钢板焊接而成,为双层结构,中间可通水冷却。各密封面﹝槽﹞用真空橡胶密封圈密封。炉内装有不銹钢隔热屏﹑阴极盘。炉筒上开有观察窗。进气接口装在炉体顶部。

  炉底盘上装有阴极输电接口﹑测温接口﹑测压接口﹑抽气接口等。

  阴极输电装置由阴极杆、密封件、绝缘垫、承重柱和气隙套组成。阴极引线通过阴极输电装置与阴极盘相连。

  下图为设备的阴极输电装置示意图。

  真空炉体有良好的密封,以保证工艺对真空度的要求。

  根据加工零件尺寸和生产能力的要求,真空炉体要有足够的工作容积。

  2.2.2带辅助加热炉体

  为提高加热效果和炉内温度均匀性,可选择带辅助加热炉体。

  在普通炉体内加装电热合金丝(带)、陶瓷绝缘体和固定架组成的辅助加热组件组成带辅助加热炉体。

  辅助加热要配套配置相应的低电压大电流辅助加热电源。

  2.3 真空获得系统

  真空获得系统由旋片式机械真空泵﹑真空电磁阀﹑真空蝶阀组成,通过真空管道与真空炉体连接。

  低真空计用于测量真空炉体真空度。

  2.4 测控温系统

  测控温系统由热电偶﹑控温电路和控温仪表组成。由热电偶得到温度毫伏信号,通过控温仪表PID调节和相关电路,准确控制工件温度。

  2.5 供气系统

  供气系统由氨气瓶、氨气减压器、转子流量计(或质量流量计)和输气管道组成。

  设备配有两只流量计,一只用于氨气流量调节,一只用于渗碳气流量调节,两种气体经过流量计后混合通入炉内,通过调节流量比例可实现氮碳共渗工艺(软氮化)。

  三. 离子氮化设备主要技术参数和技术指标

  3.1直流离子电源主要参数

  直流输出电压: 0—1000V可调

  直流电源大输出电流:

1.png

  灭弧方式:LC振荡灭弧和截止灭弧

  3.2脉冲电源主要参数

  脉冲电源大输出电流:

2.png

  占空比(脉冲电源): 0.10—0.85可调

  脉冲频率(脉冲电源): 1000Hz

  控制方式(脉冲电源): 定频调宽

  输出波形(脉冲电源): 矩形方波

  3.3炉体部分主要指标

3.png

  工作温度: ≦650℃

  很小真空度: ≤6.67Pa

  压升率: ≤0.133Pa/min

  仪表控温精度: ±1℃

  四.设备特点

  本公司在离子氮化设备及工艺方面积累了大量的经验,注重于设备的可靠性,稳定性和先进性。设备主要有以下技术特点:

  1.真空炉体制造增加焊接后时效工序,法兰密封面磨削加工。长期保证密封面不变形,从而保证了真空密封要求。

  2.保护截止电路特殊设计,即使阴阳极之间短路,也能自动保护,决不损坏设备和炉内零件。

  3.电源的整流电路的可控硅﹑二极管和脉冲发生电路的IGBT元件全部采用进口摸块,线路简单,质量可靠。

  4.操作按钮互相设有保护,即使操作人员失误操作,也不会损坏设备。

  5.动作控制采用固化电路,线路简单,大大提高可靠性。

  6.温度和压力控制采用自适应PID调节。保证控制精度,减少电参数波动。

  五.售后服务和技术服务

  为使本公司设备能够在用户的生产中发挥更大的作用,按交钥匙工程的规范要求,我们建立了成套的系统服务。包括以下内容:

  1.在用户生产现场进行设备安装和调试。

  2.设备保修一年。

  3.长期提供维修和配件供应服务。

  4.对用户的操作人员和维修人员进行离子渗氮工艺和设备技术讲座、设备操作和维修培训。

  六.定购设备说明

  6.1.希望用户提供的资料

  1.氮化零件的材料、技术要求、前后工序情况,便于确定好的氮化工艺。

  2.氮化零件简图、重量、批量,便于帮助用户选择设备功率、炉型和炉体相关尺寸。

  6.2.设备使用的必要条件

  1.与设备功率相匹配的50Hz380V三相交流电源。

  2.自来水或循环冷却水(压力≧1.5㎏)。

  3.渗氮气源(一般使用氨气)。

  4.一定面积和一定高度的厂房。


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