فرن النيتردة الأيوني من النوع البئر العميق

فرن النيتردة الأيوني من النوع البئر العميق هو جهاز يستخدم لمعالجة النيتردة السطحية للمواد المعدنية.

• هيكل جسم الفرن: يعتمد عادةً هيكل بئر عميق أسطواني، ويتكون من غطاء الفرن، واسطوانة الفرن، ولوحة قاع الفرن، والإطار الأساسي. تملأ الطبقات الداخلية لغطاء الفرن، واسطوانة الفرن، ولوحة قاع الفرن بماء التبريد لتقليل درجة حرارة جسم الفرن وحماية هيكل الفرن.
• نظام التسخين: بشكل عام، يتم تركيب عناصر التسخين (مثل شرائط المقاومة) على الجدار الداخلي لبطانة الفرن. يتم توليد الحرارة بواسطة عناصر التسخين لتوفير درجة حرارة النيتردة المطلوبة داخل الفرن.
• نظام التفريغ: يتكون من مضخة تفريغ وأنابيب وصمامات ومقياس تفريغ وما إلى ذلك، ويمكنه إخلاء الفرن إلى درجة التفريغ المطلوبة، مما يخلق بيئة تفريغ جيدة للنيتردة الأيونية. يمكن أن تصل درجة التفريغ القصوى عادةً إلى مستوى 10⁻¹ باسكال ~ 10⁻³ باسكال.
• نظام إمداد الغاز: مزود بأنابيب إمداد الغاز ومقاييس التدفق، ويمكنه التحكم بدقة في معدل التدفق والضغط للغازات المحتوية على النيتروجين (مثل النيتروجين وغاز الأمونيا) المحقونة في الفرن لتلبية متطلبات عمليات النيتردة المختلفة.
• نظام قياس درجة الحرارة والتحكم فيها: يتم إدخال عناصر قياس درجة الحرارة (مثل المزدوجات الحرارية) في الفرن لقياس درجة الحرارة، ويتم إرجاع إشارة درجة الحرارة إلى أداة التحكم في درجة الحرارة لتحقيق تحكم دقيق في درجة الحرارة الداخلية للفرن. يمكن أن تصل دقة التحكم في درجة الحرارة إلى ±1℃ ~ ±5℃.

• في بيئة التفريغ، يتم ملء الغازات المحتوية على النيتروجين (مثل النيتروجين وغاز الأمونيا) في الفرن. يطبق مصدر الطاقة للجهاز مجالًا كهربائيًا بين القطب الموجب والقطب السالب، مما يؤين الغازات المحتوية على النيتروجين لتوليد جسيمات مشحونة مثل أيونات النيتروجين والإلكترونات، مما يشكل بلازما. تتسارع أيونات النيتروجين تحت تأثير المجال الكهربائي وتضرب سطح قطعة العمل المعدنية بسرعة عالية. تتحول الطاقة الحركية للأيونات إلى طاقة حرارية لتسخين قطعة العمل. في الوقت نفسه، تكتسب أيونات النيتروجين إلكترونات على سطح قطعة العمل ويتم اختزالها إلى ذرات نيتروجين. تخترق ذرات النيتروجين سطح المعدن، وتنتشر إلى الداخل، وتخضع لتفاعلات كيميائية مع ذرات المعدن، مما يشكل طبقة نيتردة على سطح المعدن.

• حجم غرفة الفرن: وفقًا لمتطلبات الإنتاج المختلفة، يمكن أن يتراوح قطر غرفة الفرن من 500 مم إلى 2000 مم، ويمكن أن يتراوح عمق غرفة الفرن من 1000 مم إلى 5000 مم، لتلبية معالجة النيتردة لقطع العمل بأحجام وأشكال مختلفة.
• نطاق درجة الحرارة: درجة حرارة التشغيل المستخدمة بشكل شائع هي عمومًا 500℃ ~ 650℃، ويمكن أن تصل درجة حرارة التشغيل القصوى إلى حوالي 700℃، والتي يمكن أن تلبي متطلبات درجة حرارة النيتردة الأيونية لمعظم المواد المعدنية.
• معلمات إمداد الطاقة: الجهد الناتج قابل للتعديل بشكل مستمر بشكل عام من 0 فولت إلى 1000 فولت. يختلف التيار الناتج وفقًا لطرازات المعدات المختلفة، مع قيم شائعة تبلغ 50 أمبير و 100 أمبير و 150 أمبير وما إلى ذلك. التردد عادة ما يكون أقل من 100 هرتز.
• درجة التفريغ: يمكن أن تصل درجة التفريغ القصوى عادةً إلى 10⁻¹ باسكال ~ 10⁻³ باسكال، ومعدل ارتفاع الضغط هو ≤0.67 باسكال/ساعة لضمان استقرار بيئة التفريغ داخل الفرن.

• توحيد جيد لدرجة الحرارة: من خلال الترتيب المعقول لعناصر التسخين وتركيب أجهزة توجيه الهواء، يمكن توزيع درجة الحرارة داخل الفرن بالتساوي، مما يؤدي إلى تجنب التسخين الموضعي الزائد بشكل فعال وضمان اتساق جودة نيتردة قطعة العمل.
• كفاءة نيتردة عالية: أثناء عملية النيتردة الأيونية، تضرب أيونات النيتروجين مباشرة سطح قطعة العمل، مما يسرع اختراق وانتشار ذرات النيتروجين. بالمقارنة مع طريقة النيتردة بالغاز التقليدية، فإن سرعة النيتردة أسرع، مما يمكن أن يقلل بشكل كبير من وقت النيتردة ويحسن كفاءة الإنتاج.
• تأثير معالجة جيد: يمكن أن يشكل طبقة نيتردة ذات صلابة عالية، ومقاومة جيدة للتآكل، ومقاومة قوية للتآكل على السطح المعدني، مما يحسن بشكل كبير الأداء السطحي للأجزاء المعدنية ويطيل عمرها التشغيلي.
• نطاق تطبيق واسع: مناسب لمعالجة النيتردة لقطع العمل المعدنية مثل الفولاذ الكربوني، والفولاذ السبائكي، والفولاذ المقاوم للصدأ، وفولاذ القوالب، وسبائك التيتانيوم بأشكال وأحجام مختلفة، خاصة للأجزاء ذات المحور الطويل ذات الأشكال المنتظمة نسبيًا مثل الأعمدة والتروس والقوالب.