تطبيق أفران النترات الأيونية العميقة

أولاً: مجالات التطبيق الأساسية وقطع العمل النموذجية

1. صناعة تصنيع الآلات وناقل الحركة

• قطع العمل النموذجية: أعمدة طويلة (مثل أعمدة إخراج المخفض، وأعمدة قيادة المطحنة الدوارة)، والمسامير اللولبية الممدودة (مثل البراغي الكروية لأدوات الآلات الكبيرة)، والتروس الدودية، وما إلى ذلك.
• أسباب التطبيق: تتطلب قطع العمل هذه مقاومة تآكل السطح (لمنع التآكل أثناء النقل) ونواة صلبة (لمقاومة الصدمات). تتراوح أطوالها عادةً من 1 إلى 5 أمتار (أو حتى أطول)، مما يجعلها غير متوافقة مع الأفران الأفقية. ومع ذلك، يمكن لأفران الآبار العميقة تعليق قطع العمل رأسيًا لتجنب تشوه الانحناء، مع ضمان سمك موحد لطبقة النيتريد عبر العمود (مع هامش خطأ يتم التحكم فيه في حدود 0.02 مم) لضمان دقة النقل.

2. صناعة السيارات وآلات البناء

• قطع العمل النموذجية: أعمدة توجيه السيارات، وأعمدة قيادة الشاحنات الثقيلة، وقضبان مكبس الأسطوانات الهيدروليكية (بطول يصل إلى 3-6 أمتار)، ودبابيس ذراع الحفارات، وما إلى ذلك.
• أسباب التطبيق: تخضع قطع العمل هذه لأحمال متناوبة طويلة الأجل، أو احتكاك، أو تأثير هيدروليكي، مما يتطلب طبقة مقواة على السطح (صلابة 50-100 HRC) لتعزيز مقاومة التآكل وقوة الإجهاد. يمكن لأفران الآبار العميقة تلبية متطلبات "النيتردة كاملة الطول" للأجزاء الممدودة مثل قضبان المكبس. على وجه الخصوص، يحتاج سطح قضبان المكبس إلى طبقة نيتريد موحدة من النوع ε (مقاومة للتآكل والتآكل) لمنع تسرب الأسطوانة بسبب التآكل الموضعي.

3. صناعة أدوات الآلات والمعدات الدقيقة

• قطع العمل النموذجية: القضبان الموجهة الطويلة لأدوات الآلات الكبيرة (مثل قضبان آلة الطحن ذات البوابة)، ومغازل آلة التثقيب (بطول 2-4 أمتار)، وأعمدة عجلات الطحن، وما إلى ذلك.
• أسباب التطبيق: تتطلب قضبان أدوات الآلات والمغازل والمكونات المماثلة دقة سطح عالية للغاية (الحفاظ على استقامة بمستوى الميكرون بعد النيتردة). تقلل طريقة التسخين الرأسية لأفران الآبار العميقة من إجهاد الانحناء الناتج عن وزن قطعة العمل. جنبًا إلى جنب مع التحكم الدقيق في التفريغ المتوهج، يمكنها تكوين طبقة مقواة موحدة بسمك 0.1-0.5 مم على السطح الممدود، مما يضمن مقاومة التآكل دون المساس بالدقة الأبعاد.

4. صناعة البترول والكيماويات والحفر

• قطع العمل النموذجية: أنابيب حفر الزيت (بطول 8-12 مترًا)، وخطوط أنابيب الزيت (أجزاء أنبوبية ممدودة)، وأعمدة مضخات الآبار العميقة، وما إلى ذلك.
• أسباب التطبيق: تعمل قطع العمل هذه في بيئات تحت الأرض أو ذات ضغط مرتفع، مما يتطلب مقاومة للتآكل (من تآكل الرمال والطين) والتآكل من كبريتيد الهيدروجين/ثاني أكسيد الكربون. تعمل الطبقة المقواة المتكونة عن طريق النيتردة الأيونية (التي تحتوي على أطوار النتريد) على تعزيز كل من مقاومة التآكل والتآكل. يستوعب الهيكل الرأسي لأفران الآبار العميقة المعالجة الشاملة لأنابيب/خطوط أنابيب الحفر فائقة الطول، مما يتجنب اختلافات الأداء عند الوصلات الناتجة عن النيتردة المجزأة.

5. مجال الفضاء والمعدات المتطورة

• قطع العمل النموذجية: قضبان التوصيل الممدودة لعجلات هبوط الطائرات، وأعمدة توربينات المحركات (بطول 1-3 أمتار)، وأعمدة تعديل وضعية المركبات الفضائية، وما إلى ذلك.
• أسباب التطبيق: تتطلب هذه المكونات متطلبات أداء مادي صارمة (صلابة السطح >60 HRC، وزيادة قوة الإجهاد بأكثر من 30٪) ويجب ألا تخضع لتشوه ناتج عن الحرارة (مع متطلبات دقة تصل إلى 0.01 مم/م). تعمل النيتردة ذات درجة الحرارة المنخفضة (350-550 درجة مئوية) في أفران الآبار العميقة على تقليل التشوه الحراري لقطع العمل. جنبًا إلى جنب مع تحديد المواقع الرأسية، فإنه يتحكم بدقة في عمق اختراق أيون النيتروجين (0.1-0.8 مم)، مما يحقق التوازن بين صلابة السطح وصلابة القلب لتلبية ظروف العمل القاسية.

6. صناعة القوالب والأدوات (الأجزاء الممدودة الخاصة)

• قطع العمل النموذجية: قوالب أساسية طويلة (مثل مسامير الطارد البلاستيكية)، وثقوب ممدودة، وأدوات حفر ثقوب عميقة، وما إلى ذلك.
• أسباب التطبيق: تتطلب هذه الأجزاء مقاومة تآكل السطح لإطالة عمر الخدمة. على سبيل المثال، يمكن أن تصل مسامير الطارد إلى 4-6 أمتار في الطول، وتضمن أفران الآبار العميقة طبقات نيتريد موحدة، مما يمنع فشل القالب بسبب التآكل الموضعي.

ثانيًا: مزايا التطبيق: لماذا تختار هيكل البئر العميق؟

1. القدرة على التكيف مع الشكل: يسمح جسم الفرن الرأسي بالتعليق المباشر أو الوضع الرأسي لقطع العمل الممدودة، مما يتجنب تشوه الانحناء الناتج عن الوزن الذاتي (خاصةً بالنسبة لقطع العمل التي تزيد نسبة أبعادها عن 10).
2. التوحيد: يتم توزيع منطقة التفريغ المتوهج بالتساوي على طول الاتجاه الرأسي للفرن، مما يضمن أن الفرق في السُمك والصلابة لطبقة النيتريد في الأطراف العلوية والسفلية لقطع العمل الممدودة هو<5%.
3. القدرة على التكيف مع الكفاءة: يمكن معالجة قطع عمل ممدودة متعددة من نفس المواصفات (مثل أنابيب حفر متعددة معلقة بالتوازي) في وقت واحد، وهي مناسبة للإنتاج الضخم.
4. التحكم الدقيق: تقلل النيتردة ذات درجة الحرارة المنخفضة (350-550 درجة مئوية) من التشوه الحراري لقطع العمل، وبالاقتران مع تحديد المواقع الرأسية، فإنها تلبي متطلبات الدقة الأبعاد للأجزاء الدقيقة.

ملخص