كقطعة أساسية من المعدات في مجال المعالجة الحرارية الدقيقة ، أصبحت أفران التخفيف الغازية عالية الضغط الفراغ هي الخيار الأول لمعالجة القسوة العالية ،مواد عالية الصلابة (مثل الصلب السريع)، سبائك التيتانيوم، والصلب المقاوم للصدأ) في الصناعات مثل الطيران والفضاء، والمعدات الراقية، والقوالب الدقيقة.والتحكم الدقيق في درجة الحرارة"استخدامها وصيانتها تختلف عن أفران التدفئة التقليدية ويجب أن تركز على ثلاثة جوانب أساسية: "تحكم بيئة الفراغ، إدارة تدفق الغازات عالية الضغط،وتسخين متساوٍ منخفض الحرارةمن خلال عمليات عملية كاملة موحدة والصيانة المكررة، يتم ضمان أداء المعدات المستقر وجودة معالجة قطعة العمل المؤهلة.
قبل صياغة خطة "الاستخدام والصيانة" ، من الضروري توضيح الخصائص الفريدة للأفران الفراغية عالية الضغط للغاز.فهي ليست مجرد مزيج من "التدفئة تحت الفراغ + التبريد تحت الضغط العالي" ولكن معدات معقدة تدمج أنظمة فراغ، أنظمة التدفئة، أنظمة إخماد الغاز، وأنظمة التحكم في درجة الحرارة. تحدد خصائصها الأساسية سيناريوهات التطبيقات الاتجاهات الرئيسية من "الاستخدام والصيانة":
- بيئة الفراغ: يمكن أن تصل درجة الفراغ داخل الفرن إلى 1 × 10−2 ~ 1 × 10−5Pa ، مما يمنع بشكل فعال الأكسدة وإزالة الكربون من قطع العمل أثناء التسخين.وهي مناسبة بشكل خاص لأجزاء الدقة التي تتطلب انتهاء سطح عالية وتكوين كيميائي مستقر.
- إطفاء الغازات عالية الضغط: الغازات الخاملة مثل النيتروجين والأرجون تستخدم كوسائط تبريد، مع ضغط غاز التخفيف تصل إلى 10MPa.التبريد القسري عن طريق تدفق الغاز عالي السرعة يسمح بتخفيف سريع لقطع العمل (سرعة التبريد تصل إلى 50 ~ 100 °C / s)، مما يقلل من خطر تشوه قطعة العمل والتشقق.
- تسخين الحرارة: في نطاق درجات الحرارة المنخفضة (≤600 درجة مئوية) ، يتم تبني التدفئة الدورية المحيطة بالغاز الخامل.حل مشاكل "التدفئة البطيئة منخفضة درجة الحرارة والتناسق الضعيف في درجة الحرارة" في أفران الفراغ التقليديةيمكن التحكم في توحيد درجة حرارة الفرن في غضون ± 3 درجة مئوية.
- معالجة الأدوات والصلب: على سبيل المثال ، فإن إطفاء أدوات قطع الفولاذ عالية السرعة ومطبوعات العمل البارد تتطلب تسخين فراغ لمنع أكسدة حافة القطع ،وتخفيف الغاز بضغط عالي لضمان صلابة موحدة (HRC≥62).
- مواد الطيران والفضاء: لمعالجة محلول مكونات سبيكة التيتانيوم وأجزاء السوبر سبيكة ، فإن بيئة الفراغ تمنع التهاب عناصر السبيكة ،والتحكم الدقيق في درجة الحرارة يضمن البنية الدقيقة المستقرة.
- مكونات الدقة: لمعالجة الحرارة لمعدات نقل السيارات وأعمدة الدقة في المعدات الإلكترونية ، يسمح التخفيف بالغاز عالي الضغط بتكامل "التخفيف + التشديد منخفض درجة الحرارة ،" تخفيض خصومات التصنيع اللاحقة.
الخطوة الأولى في "استخدام وصيانة" أفران التخفيف الغازية الفراغية عالية الضغط هي اتباع عملية التشغيل بخمس خطوات بدقة:"إعداد ما قبل البدء → ضخ الفراغ → التدفئة وارتفاع درجة الحرارة → إطفاء الغاز عالي الضغط → المعالجة بعد الإيقافهذا يمنع مشاكل مثل تلف نظام الفراغ و ضعف تأثير إطفاء الغاز الناجم عن التشغيل غير السليم:
قبل بدء التشغيل ، ركز على فحص الفراغ ، وإطفاء الغاز ، والأنظمة الكهربائية ، أثناء إعداد المواد المساعدة. تتضمن الخطوات المحددة:
-
فحص نظام الفراغ:
تحقق من أن مستوى الزيت من مضخات الفراغ (المضخات الميكانيكية،المضخات الانتشارية) في المقياس القياسي (مستوى الزيت يجب أن تغطي 2/3 من معدات مضخة) وإذا كانت نوعية الزيت واضحة (إذا أصبح الزيت أسود أو مستحلب)، استبدالها على الفور).
فحص أسطح الختم من صمامات الفراغ (صمامات الزاوية، صمامات الفراشة) لتحديد سلامتها.ومسح واجهات الصمام بقطعة قماش خالية من القشرة لمنع الشوائب من التأثير على أداء الختم.
اختبار التشغيل الطبيعي لمقاييس الفراغ (مقاييس الأيونات، مقاييس المقاومة) لضمان أن خطأ عرض درجة الفراغ لا يتجاوز 5٪.
-
فحص نظام إطفاء الغاز:
تحقق من ضغط أسطوانات الغاز الخامل (نقاء النيتروجين ≥ 99.999٪ ، ضغط الأسطوانة ≥ 10MPa) وما إذا كانت خطوط الأنابيب الموصلة تتسرب (اكتشافها بمستشعر تسرب طيف الكتلة الهيليوم ،تتطلب معدل تسرب ≤1 × 10-8Pa・m3/s).
تحقق من سلامة مروحة إطفاء الغاز والمنحرف ؛ تأكد من عدم تشوه شفرات المروحة وعدم حجب المنحرف لضمان تدفق الغاز المتساوي.
-
فحص النظام الكهربائي:
تحقق مما إذا كانت عناصر التدفئة (أنابيب الجرافيت ، أسلاك الموليبدينوم) مكسورة أو مشوهة ؛ يجب أن تكون مقاومة العزل ≥ 5MΩ (اختبار بمقياس مقاومة العزل).
اختبار نظام التحكم في درجة الحرارة (المزاوج الحرارية، وجهاز التحكم PLC) لضمان أن يكون الخطأ بين درجة الحرارة المحددة ودرجة حرارة الفرن الفعلية ≤3 درجة مئوية.وأن جهاز إنذار ارتفاع درجة الحرارة (الحد الأقصى لدرجة الحرارة هو 50 درجة مئوية أعلى من درجة حرارة العملية) حساس وموثوق به.
-
تحضير قطعة العمل والمواد المساعدة:
تنظيف بقع الزيت والصدأ من سطح القطعة (مسحها بالكحول لمنع المواد المتطايرة من تلوث نظام الفراغ أثناء التسخين).يجب أن لا تتجاوز قدرة تحميل قطعة العمل 70٪ من حجم غرفة الفرن الفعالة، ويجب توزيع قطع العمل بالتساوي على رف المواد لتجنب الإفراط في الحرارة المحلية.
إعداد مسدس فراغ (لتمرير أسطح ختم الصمامات) والنيتروجين عالي النقاء (للتأمين من نقص الغاز أثناء إطفاء الغاز).
عملية التشغيل هي جوهر "الاستخدام والصيانة"، والتي تتطلب تحكمًا دقيقًا مرحلة بخطوة في المعلمات مثل درجة الفراغ ودرجة الحرارة وضغط إطفاء الغاز:
-
مرحلة ضخ الفراغ:
أولا، تشغيل المضخة الميكانيكية ومضخة حتى درجة الفراغ داخل الفرن ≤1Pa (تستغرق حوالي 15 ~ 30 دقيقة) ، ثم تشغيل مضخة الانتشار (لضخات الانتشار النفطي،أولاً، قم بتسخين زيت مضخة الانتشار إلى 200-250 درجة مئوية.(حافظ على دفئها لمدة 30 دقيقة، ثم ضخها إلى فراغ عال).
هدف ضخ الفراغ العالي: وفقًا لمتطلبات العملية ، تتطلب معالجة قطعة العمل العامة ضخ أقل من 1 × 10 -3Pa ، في حين تتطلب قطع الدقة ضخ أقل من 1 × 10-5Pa.إذا انخفضت درجة الفراغ بسرعة كبيرة جدا أثناء الضخأوقف الجهاز وتحقق من وجود تسرب
-
مرحلة التدفئة وارتفاع درجة الحرارة:
في نطاق درجة الحرارة المنخفضة (درجة حرارة الغرفة ~ 600 °C) ، قم بتشغيل وضع التسخين الحراري، والتحكم في تدفق الغاز الخامل عند 5 ~ 10m3 / h ،وتعيين معدل التسخين ≤10°C/min لتجنب تشوه قطعة العمل بسبب اختلاف درجة الحرارة المفرط.
في نطاق درجات الحرارة العالية (أكثر من 600 درجة مئوية) ، قم بتبديل إلى وضع التسخين الإشعاعي. قم بتعديل معدل التسخين وفقًا لمادة قطعة العمل (≤8 درجة مئوية / دقيقة للفولاذ السريع ، ≤5 درجة مئوية / دقيقة لسبائك التيتانيوم).بعد الوصول إلى درجة الحرارة المستهدفة ، حافظ على درجة الحرارة (يتم حساب وقت الاحتفاظ بناءً على سمك قطعة العمل ، بشكل عام 1 ~ 2min / mm).
-
مرحلة إطفاء الغاز عالي الضغط:
بعد فترة الاحتفاظ ، تملأ الفرن أولاً بالغاز الخامل إلى ضغط جوي (سرعة ملء الغاز ≤ 0.5MPa / min لتجنب التأثير على قطعة العمل)ثم تشغيل نظام التخفيف الغاز الضغط العالي.
إعداد ضغط إطفاء الغاز: ضبط وفقًا لمتطلبات صلابة القطعة. بشكل عام ، يبلغ ضغط إطفاء الصلب المقطوع 5 ~ 8MPa ،و ضغط معالجة المحلول لسبائك التيتانيوم هو 3 ~ 5MPaأثناء إطفاء الغاز، رصد معدل التبريد في الوقت الحقيقي للتأكد من استيفائه لمتطلبات العملية (على سبيل المثال، يحتاج الفولاذ السريع إلى التبريد إلى أقل من 200 درجة مئوية في ≤30 دقيقة).
لا يعني إيقاف التشغيل نهاية "الاستخدام والصيانة" ، فيتطلب تنظيف نظام مناسب وحماية قصيرة الأجل:
-
معالجة نظام الفراغ:
أولاً، قم بإيقاف تشغيل مضخة الانتشار. بعد أن يبرد زيت مضخة الانتشار إلى أقل من 50 درجة مئوية،اغلق المضخة الميكانيكية وملء الفرن بكمية صغيرة من الغازات الخاملة إلى الضغط الجوي لمنع دخول الهواء وتلوث نظام الفراغ.
نظف المرشح عند مدخل مضخة الفراغ؛ إذا كان هناك حطام مفرط على المرشح، فانفخ به بالهواء المضغوط (ضغط ≤ 0.5MPa).
-
تنظيف غرفة الفرن ونظام إطفاء الغاز:
بعد انخفاض درجة حرارة الفرن الى أقل من 100 درجة مئويةفتح باب الفرن ومسح الشوائب المتبقية (مثل غبار الجرافيت) من الجدار الداخلي لغرفة الفرن والمنحرف بقطعة قماش خالية من القشرةفي حالة البقع العنيدة، امسحها بقطعة قماش رطبة بالكحول.
فحص المرشح في أنبوب إطفاء الغاز، إذا كان عنصر المرشح مسدودًا، استبدله في الوقت المناسب (عادة استبدال عنصر المرشح بعد معالجة 50 دفعة من قطع العمل).
-
التسجيل والحماية:
املأنموذج سجل تشغيل فرن إخماد الغاز عالي الضغط، تسجيل المعلمات مثل درجة الفراغ، درجة حرارة التسخين، ضغط الغاز التخفيف، ووقت المعالجة لتوفير أساس لتحسين العملية اللاحقة.
إذا تم إيقاف تشغيل الجهاز لأكثر من 7 أيام، قم بتشغيل المضخة الميكانيكية مرة واحدة في الأسبوع لضخ الفراغ (ضخ إلى أقل من 1Pa والحفاظ على درجة حرارة لمدة 30 دقيقة) لمنع تلف الرطوبة لنظام الفراغ.
المكونات الأساسية لأفران التخفيف الغازية عالية الضغط في الفراغ (مثل مضخات الفراغ وعناصر التدفئة والأختام) عرضة للاستنزاف بسبب التشغيل الطويل الأجل.يجب وضع خطة "صيانة يومية + فحص منتظم وإصلاح" لتجنب إيقاف تشغيل المعدات الناجمة عن أخطاء خفية:
- نظف شريط الختم على باب الفرن (امسح به بقماش جاف لمنع ضعف الختم وانخفاض درجة الفراغ بسبب تماسك الزيت).
- تحقق من وجود تسربات في واجهات أنابيب الغاز الخاملة (طبق الماء الصابوني على الواجهات ؛ لا توجد فقاعات تشير إلى التشغيل الطبيعي).
- تنظيف الغبار من سطح مراقبي درجة الحرارة ومقاييس الفراغ لضمان عرض واضح للمعلمات.
-
إصلاحات بسيطة (شهرياً):
فحص عناصر التدفئة (أنابيب الجرافيت ، أسلاك الموليبدينوم) للحصول على ارتفاع الحرارة المحلية أو احمرار.استبدال مع عناصر من نفس النموذج (ضمان قطع الطاقة أثناء الاستبدال لتجنب الصدمة الكهربائية).
قياس دقة مقاييس الفراغ؛ إذا تجاوز الخطأ 5٪، أعيد قياسه.
استبدال زيت المضخة الميكانيكية (عادة ما يتم استبدالها بعد 500 ساعة من التشغيل؛ استبدالها مسبقاً إذا تدهورت نوعية الزيت في وقت مبكر).
-
إصلاح كبير (كل ربع):
إجراء فحص شامل لسطحات الختم من صمامات الفراغ. إذا تم العثور على خدوش ، فلتلمع مع ورق الرمال الدقيق (الصلب ≥ 800 شبكة) وتطبيق الختم الفراغ.
تحقق من محامل مروحة إطفاء الغاز ؛ إذا حدث ضوضاء أو اهتزاز غير طبيعي ، فاستبدل المحامل وأضف زيت عالي درجة الحرارة (يجب أن يتطابق نموذج الزيت مع سرعة المروحة).
فحص غطاء الفرن (فيلت الجرافيت، الطوب المقاوم للنيران) بحثًا عن الأضرار. إذا كانت المساحة المتضررة تتجاوز 10٪ ،إصلاحها في الوقت المناسب (تعلق بالشاشة الجرافيتية مع الملصق المقاوم للحرارة العالية).
إجراء اختبار العزل على النظام الكهربائي ؛ يجب أن تكون مقاومة العزل في دائرة التدفئة ≥ 5MΩ ، وأن تكون مقاومة دائرة التحكم ≥ 2MΩ.
يجب أن تكون رسالتك بين 20-3000 حرف!