Forno de Nitretação Iônica Inteligente Totalmente Automático com Zona Efetiva de Φ600×800mm para Aços Liga e Aços para Moldes com Sistema de Nitretação Iônica e Nitretação Suave

1. Visão Geral do Produto

Este forno de nitretação iônica inteligente totalmente automático de estação única com campânula vertical apresenta um sistema de controle digital de quarta geração e fonte de alimentação pulsada de nitretação iônica. Ele pode realizar nitretação iônica e nitretação suave de aços ligados, aços para moldes e aços inoxidáveis. Equipado com sistema de controle automático por tela sensível ao toque, sistema de geração e manutenção de vácuo e sistema de regulação de fornecimento de gás, ele alcança controle em malha fechada de temperatura, pressão e vazão com automação de processo completo. Aplicações típicas incluem o endurecimento superficial de peças de precisão, como moldes, engrenagens e eixos.

2. Desafios da Indústria e Análise de Causa Raiz

Difícil garantir uma camada nitretada uniforme: Formas complexas da superfície da peça (ranhuras, furos) causam cobertura de brilho irregular – profundidade e dureza da camada inconsistentes. Causa raiz: controle difícil da região de descarga anormal na descarga de gás, efeito de cátodo oco afetando a distribuição da densidade de corrente.

Danos por arco na superfície da peça: Filme de óleo residual ou contaminantes na superfície da peça causam acúmulo de carga, ruptura e arco instantâneo de alta corrente – queimando a superfície da peça. Causa raiz: velocidade de extinção de arco insuficiente – incapaz de cortar a corrente em nível de microssegundo.

Controle difícil de parâmetros acoplados de temperatura, pressão e vazão: Temperatura, pressão e vazão interagem durante a nitretação iônica – ajuste manual difícil de estabilizar. Causa raiz: falta de sistema de controle em malha fechada de múltiplos parâmetros e regulação inteligente PID.

Repetibilidade de processo ruim: Grandes flutuações de parâmetros entre lotes – qualidade instável da camada nitretada. Causa raiz: falta de controle programado e funções de gravação/rastreabilidade de dados.

Proteção de segurança inadequada do equipamento: Riscos de operação incorreta sob condições de alta tensão, vácuo e alta temperatura. Causa raiz: falta de proteção abrangente de intertravamento eletromecânico e sistema de autodiagnóstico de falhas.

3. Solução

3.1 Fonte de Alimentação Pulsada de Alta Frequência e Extinção Rápida de Arco: Frequência de saída de potência pulsada 20000Hz – saída de onda quadrada – tensão 0~800V continuamente ajustável – ciclo de trabalho 10-85% continuamente ajustável – corrente média máxima 75A. Usa princípio de indução eletromagnética para detecção rápida de arco – dispositivos lógicos digitais de alta velocidade cortam a corrente principal em 2μs – protege eficazmente a superfície da peça. IGBT adota a marca Infineon – confiável e estável.

3.2 Sistema de Controle em Malha Fechada de Três Parâmetros: Controle de temperatura usa controlador digital japonês da série Shimaden SRS13 (regulação PID) – precisão de controle ±1°C. Controle de pressão usa controlador digital japonês Shimaden SRS13 + conversor de frequência + sensor de pressão – precisão de controle ±1Pa. Controle de vazão usa medidores de vazão mássica japoneses da série HORIBA S500 (2 unidades, para nitrogênio, hidrogênio, etc.) – precisão de controle ±0,5%. Três parâmetros em malha fechada independentemente – sem interferência mútua.

3.3 Software de Controle Inteligente Totalmente Automático: Controlador lógico programável da série FX3G (memória de programa de 32K passos, velocidade de processamento de instrução básica 0,21μs) + tela sensível ao toque Kunlun Tongtai TPC1231Ni (12 polegadas, resolução 1920×1080). Software de controle V1.0 autodesenvolvido (Número de Registro de Direitos Autorais de Software 5101331) com interface de login, configuração de parâmetros de processo, interface de controle principal, curvas históricas, relatórios de dados, registros de alarme e outras interfaces funcionais. Suporta interface em inglês – alcança operação automática "one-button".

3.4 Aquecimento Uniforme e Otimização do Campo de Temperatura: Corpo do forno adota estrutura de campânula – parede de resfriamento a água de dupla camada + sistema de resfriamento a água multicanal. Câmara do forno com 2 camadas de escudos térmicos de aço inoxidável 304 (2mm cada) + 2 camadas na base do forno – garante operação a alta temperatura a longo prazo e economia de energia significativa. Placa catódica suportada por 3 conjuntos de mica fundida de alta qualidade – altura ajustável – garante superfície plana após o carregamento da peça. 2 termopares introduzidos da placa inferior do forno – um para controle de temperatura da fonte de alimentação pulsada de aquecimento por íons, um conectado ao instrumento de alarme.

3.5 Sistema de Vácuo e Malha Fechada de Pressão: Bomba de palhetas rotativas 2X-15 + válvula borboleta de alto vácuo GI-50 – controle em malha fechada por conversor de frequência. Transmissor de pressão mede a pressão do forno e emite sinal de corrente padrão para o controlador digital – cálculo PID emite sinal para o conversor de frequência – ajusta a velocidade do motor da bomba de vácuo – mantém a pressão constante do forno no ponto de ajuste do processo. Precisão do controle de pressão ±1Pa – operação a longo prazo em baixa velocidade da bomba de vácuo estende a vida útil e economiza energia significativamente.

3.6 Múltiplos Intertravamentos de Segurança e Autodiagnóstico de Falhas: O sistema apresenta alarmes de sobretemperatura, sobrepressão, danos ao termopar, falta de água, perda de fase (alarme sonoro/visual + alarme na interface de controle) – toma ações de proteção correspondentes, como proibir a energização, proibir o aquecimento, cortar ou retomar o aquecimento. Todas as válvulas fecham automaticamente em caso de falha. Todas as válvulas são do tipo de desligamento por falta de energia. O sistema apresenta autodiagnóstico de falhas – solicita aos usuários que verifiquem e reparem os pontos de falha correspondentes.

4. Especificações Técnicas

5. Guia de Seleção

5.1 Cenários Recomendados

• Nitretação iônica e nitretação suave de aços para moldes, aços ligados, aços inoxidáveis

• Componentes de precisão que exigem uniformidade rigorosa da camada nitretada e repetibilidade do processo

• Linhas de produção de nitretação processando peças maiores (Φ600×800mm)

5.2 Principais Considerações de Seleção

1. Tamanho e carga da peça: Verificar zona efetiva Φ600×800mm e carga máxima 400kg

2. Requisitos de temperatura do processo: Comum 500-600°C, máximo 650°C – confirmar temperatura do processo dentro da faixa

3. Fornecimento de gás: Usuário deve fornecer N₂, H₂ (pureza 99,9%) e ar comprimido (≤0,6MPa)

4. Condições de água de resfriamento: Usuário deve fornecer torre de resfriamento e bomba – entrada ≤31°C, vazão 20m³/h

5. Fonte de alimentação: Usuário deve fornecer energia trifásica 380V/50Hz e fio de cobre BVR de 35mm² (100A)

6. FAQ

P1: Como é evitado o dano por arco às peças?

R: A fonte de alimentação pulsada usa o princípio de indução eletromagnética para detecção rápida de sinal de arco (quase sem atraso) – dispositivos lógicos digitais de alta velocidade cortam a corrente principal em 2μs – extinção de arco extremamente rápida. Comparado com fontes de alimentação DC tradicionais, protege eficazmente a superfície da peça contra queimaduras de arco.

P2: Como é garantida a uniformidade da camada nitretada?

R: Ciclo de trabalho de potência pulsada ajustável (10-85%) amplia a faixa de ajuste de parâmetros do processo – fornece melhor controle independente. Combinado com o controle em malha fechada de três parâmetros de temperatura, pressão e vazão – melhora a uniformidade da cobertura de brilho em peças de formato complexo. O efeito de cátodo oco também é bem suprimido.

P3: O equipamento pode atingir operação totalmente automática?

R: Apresenta modo de operação automática "one-button". O operador só precisa concluir o carregamento/descarregamento – o sistema inicia automaticamente a bomba de manutenção e a bomba de pré-evacuação, abre a válvula de defletor e a válvula solenóide para extrair vácuo, ativa automaticamente a descarga de brilho após atingir a pressão de trabalho, entra automaticamente no estágio de aquecimento e ajusta vazão/pressão/tensão/ciclo de trabalho/corrente de acordo com a curva do processo, desliga e resfria automaticamente após a manutenção.

P4: Como os dados do processo são gravados e rastreados?

R: A interface de controle principal exibe dados operacionais em tempo real, como temperatura, vácuo, vazão, tensão – registra informações de data para cada forno. A interface de consulta de curva histórica e relatório de dados permite consultar curvas ou parâmetros atuais e históricos – backup de dados via conexão de rede ou armazenamento externo – relatórios emitidos em formato EXCEL.

P5: Quais recursos de proteção de segurança estão incluídos?

R: Apresenta alarmes de sobretemperatura, sobrepressão, danos ao termopar, falta de água, perda de fase (sonoro/visual + interface de controle) – toma ações de proteção correspondentes, como proibir a energização, proibir o aquecimento, cortar ou retomar o aquecimento. Todas as válvulas fecham automaticamente em caso de falha. Todas as válvulas são do tipo de desligamento por falta de energia. O sistema apresenta autodiagnóstico de falhas – solicita aos usuários que verifiquem e reparem os pontos de falha correspondentes.