一種氣體碳氮共滲自動化控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型的一種氣體碳氮共滲自動化控制裝置，屬于氣體碳氮共滲技術領域。
【背景技術】
[0002] 氮碳共滲是W滲氮為主同時滲入碳的化學熱處理工藝，也稱為軟氮化，主要目的 是提高鋼的耐磨性和抗咬合性W滿足產(chǎn)品質量的要求。在軟氮化行業(yè)，企業(yè)不斷追求具有 更優(yōu)的生產(chǎn)工藝、更高質量的氮化產(chǎn)品及自動化程度更加完善的生產(chǎn)控制方法和裝置W減 少人工成本、減少人為誤差W及增加工藝穩(wěn)定性，增加產(chǎn)品質量和提高生產(chǎn)效率等。
[0003] 現(xiàn)有氮碳共滲技術主要分為液體法和氣體法即鹽浴軟氮化和氣體軟氮化，因目前 液體法的鹽浴氮化具有氮化過程繁瑣，反應產(chǎn)物有毒、企業(yè)對廢液處理成本高、廢料環(huán)境污 染大、氮化效率低等缺點所W行業(yè)正逐步淘汰液體法鹽浴氮化，氣體軟氮化實質上就是在 低溫條件下，W滲氮為主的低溫氮碳共滲，使碳和氮同時滲入鋼表面的一種化學熱處理。其 中滲氮使用氨氣提供氮原子，滲碳使用C0或者乙醇等提供碳元素，滲氮過程中利用氯離子 破壞不誘鋼純化膜，它的特點是處理溫度低、不受鋼種的限制及處理時間短，工件變形小， 質量穩(wěn)定，能顯著提高零件的耐磨性、疲勞強度、抗咬合、抗擦傷等性能。
[0004] 目前在氣體軟氮化方面，國內(nèi)主要用于高速鋼的軟氮化，不誘鋼氣體軟氮化尚未 普及，主要由于技術不成熟、氮化穩(wěn)定性差W及常規(guī)氣體軟氮化時間久、效率低和大批量不 誘鋼氣體軟氮化不均勻、合格率低等缺點。綜合行業(yè)情況，氣體軟氮化在國內(nèi)外主要分有高 中低Ξ層次。分別為低層次:采用人工全程手動控制，根據(jù)時間控制及經(jīng)驗來完成氣體氮碳 共滲，造成氮化效率低、氨氣消耗量大、產(chǎn)品質量穩(wěn)定性不足，只針對高速鋼的軟氮化，無法 實現(xiàn)對不誘鋼的軟氮化，廢品率高，操作麻煩工人培養(yǎng)難等缺點；中層次：國內(nèi)較普遍采用 的低自動化或半自動化控制方案，W爐外傳感器檢測取樣氣達到對乙醇及氨氣的半閉環(huán)控 審IJ，缺點是控制精度低，實時信號滯后較難得出穩(wěn)定氮化工藝參數(shù)和氨氣消耗量大，可實現(xiàn) 高速鋼軟氮化難W實現(xiàn)大批量不誘鋼的均勻軟氮化。其中如：中國專利公開號 CN102517541A所使用的即為手動或半自動控制系統(tǒng)的工藝設備，該工藝設備人工控制穩(wěn)定 性差，勞動強度大，手動控制效率低且氮化時間長，氮化氨氣用量大。高層次：即全自動控制 軟氮化，分國內(nèi)和國外兩種，采用國外高精檢測傳感器及全套控制體系的設備，缺點是成本 太高，系統(tǒng)繁瑣，維護難、維護成本高，目前國內(nèi)廠家對運一層次為剛起步階段，技術不大成 熟，有生產(chǎn)出W-氧化碳為提供碳原子的邸式爐完整閉環(huán)控制軟氮化，但采用進口氨氧探 頭，成本高，且氨氣消耗量大，氮化時間久和無法解決多層密集小零件（如空調壓縮機零件 滑片）的氮化滲層均勻性問題，所W現(xiàn)有氣體軟氮化自動化控制方法及裝置還是不夠完善。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 本實用新型的目的是：提供一種結構簡單、安全可靠、節(jié)能高效、易維護，無污染， 產(chǎn)品質量性能高，采用化C控制系統(tǒng)針對相應零件的數(shù)量與材料的工藝參數(shù)快速確立，控制 零件的白亮層、網(wǎng)狀層深度穩(wěn)定，不誘鋼批量生產(chǎn)均勻性穩(wěn)定，氨氣消耗量小耗能低，氮化 時間少效率高的一種氣體碳氮共滲自動化控制裝置，w克服現(xiàn)有技術的不足。
[0006] 本實用新型是運樣實現(xiàn)的：一種氣體碳氮共滲自動化控制裝置，包括氮化爐、PLC 控制器、加熱溫控裝置、氨氣干燥設備和觸摸屏，所述氮化爐上設置有壓力傳感器、氨探頭、 熱電偶和電爐絲，在氮化爐頂部設置有葉片，葉片和風機相連接，所述加熱溫控裝置與熱電 偶和電爐絲相連接，所述氮化爐通過真空管道與真空累相連接，所述氮化爐通過排氣管道 與排氣裝置相連接，所述風機、壓力傳感器、氨探頭、加熱溫控裝置、排氣裝置W及真空累分 別與化C控制器相連接;所述氮化爐底部分別連接有氮氣管道、乙醇管道和氨氣管道;所述 排氣裝置與液化氣管相連接。
[0007] 所述氨探頭與化C控制器之間設置有氨分析儀;所述真空管道上設置有真空管道 閥口，所述排氣管道上設置有排氣閥口和排氣電磁閥。
[0008] 所述氮氣管道上設置有氮氣電磁閥，所述乙醇管道上設置有乙醇電磁閥和Ξ針滴 度計，所述氨氣管道上設置有常量調節(jié)閥和控制量調節(jié)閥和氨氣流量計。
[0009] 所述氨氣管道上設置有氨氣干燥設備，在氨氣干燥設備上設置有露點儀。
[0010] 所述排氣裝置上設置有點火裝置。
[0011] 在氨氣管道上設置有氨氣流量計。
[0012] 在液化氣管上設置有液化氣電磁閥。
[0013] 利用本一種氣體碳氮共滲自動化控制方法及裝置對11化17不誘鋼（W11化17不誘 鋼為例)進行5個批次氣體氮碳共滲處理，各實驗批次零件數(shù)量為5040件，5次實驗總共實驗 零件總數(shù)為25200件，W下為五批次零件的實施例測量結果。
[0014]
[0015] 由于采用了上述技術方案，本實用新型工作時，通過上述方法其可完成不誘鋼滑 片（WllCrl7不誘鋼滑片為例)單次裝爐量大于5000件，氨氣流量小于4 m3/h，氮化用時小 于300min，產(chǎn)品30um處硬度大于900HV，60um處硬度大于600HV，白亮層大于加 m，網(wǎng)狀層大 于80um，合格率大于99.5%，同國內(nèi)外相比系統(tǒng)設備重點實現(xiàn)了多層密集不誘鋼薄片零件的 氮化滲層均勻，氣體原料消耗量低，單次裝爐量大氮化效率高，氮化用時少的四大問題。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0017] 圖2為本實用新型的系統(tǒng)控制過程框圖；
[001引附圖標記說明：1-氮化爐，2-PLC控制器，3-氨探頭，4-熱電偶，5-葉片，6-風機，7- 加熱溫控裝置，8-壓力傳感器，9-排氣裝置，10-真空累，11-真空管道，12-氨分析儀，13-排 氣閥口，14-排氣管道，15-真空管道閥口，16-氮氣管道，17-乙醇管道，18-氨氣管道，19-氮 氣電磁閥，20-乙醇電磁閥，21-常量調節(jié)閥，22-控制量調節(jié)閥，23-Ξ針滴度計，24-氨氣干 燥設備，25-露點儀，26-液化氣管，27-點火裝置，28-氨氣流量計，29-液化氣電磁閥，30-排 氣電磁閥，31 -電爐絲，32-觸摸屏。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，但不作為對本實用新 型的限制。
[0020] 本實用新型的實施例:一種氣體碳氮共滲自動化控制裝置，包括氮化爐1、化C控制 器2、加熱溫控裝置7、氨氣干燥設備24和觸摸屏32,所述氮化爐1上設置有壓力傳感器8、氨 探頭3、熱電偶4和電爐絲31，在氮化爐1頂部設置有葉片5,葉片5和風機6相連接，所述加熱 溫控裝置7與熱電偶4和電爐絲31相連接，所述氮化爐1通過真空管道11與真空累10相連接， 所述氮化爐1通過排氣管道14與排氣裝置9相連接，所述風機6、壓力傳感器8、氨探頭3、加熱 溫控裝置7、排氣裝置9W及真空累10分別與化C控制器2相連接;所述氮化爐1底部分別連接 有氮氣管道16、乙醇管道17和氨氣管道18;所述排氣裝置9與液化氣管26相連接。
[0021] 所述氨探頭3與化C控制器2之間設置有氨分析儀12;所述真空管道11上設置有真 空管道閥口 15，所述排氣管道14上設置有排氣閥口 13和排氣電磁閥30。
[0022] 所述氮氣管道16上設置有氮氣電磁閥19,所述乙醇管道17上設置有乙醇電磁閥20 和