述氨氣管道18上設置有常量調節閥21和控制量調節閥22和氨氣 流量計28。
[0022] 所述氨氣管道18上設置有氨氣干燥設備24,在氨氣干燥設備24上設置有露點儀 25。
[0023] 所述排氣裝置9上設置有點火裝置27。
[0024] 在氨氣管道18上設置有氨氣流量計28。
[00巧]在液化氣管26上設置有液化氣電磁閥29。
[00%] -種氣體碳氮共滲自動化控制裝置的控制方法，該控制方法按W下步驟進行： 1) 預抽真空：打開氮化爐爐口，裝進零件后關閉爐口，關閉排氣閥口后，打開真空累，開 啟風機W及加熱溫控裝置，抽真空至設定的真空度20~35pa時真空累關閉； 2) 保護氣填充：氮氣電磁閥打開后通入氮氣至爐內達到正壓，壓力值為5~20厘米水 柱時打開排氣電磁閥，調節排氣電磁閥排氣量持續通氮氣至爐壓為15~45厘米水柱，保持 3~8分鐘后逐步增大排氣閥開度降低壓力至0~15厘米水柱； 3) 原料添加：啟動旋轉葉片的電機，氮化爐的爐溫升至120°C~250°C時，打開乙醇電 磁閥，通入除純化膜乙醇溶液至Ξ針滴度計后進入爐內，按氮化工藝要求調節Ξ針滴度計 控制滴速，保持通氮至爐溫達250°C~400°C后關閉氮氣電磁閥，停止通入氮氣同時氨氣干 燥設備啟動，露點儀檢測氨氣干燥值，提供干燥氨氣，常量調節閥和控制量調節閥同時打 開，調節排氣電磁閥或排氣閥口使爐壓控制在設定值，氨分析儀監測氨分解率，當實際氨分 解率達到PLC控制器設置的氨分解率設定值時，控制量調節閥自動進入高頻通斷控制，流 量計監測氨氣的總流量； 4) 廢氣處理：氮化爐的爐溫達到400°C~500°C時，打開液化氣電磁閥，通入液化氣至 排氣裝置，點火裝置點火，利用液化氣持續燃燒助燃廢氣，至爐內達到15%~45%區間設定 的氨分解率即廢氣燃燒穩定的氨分解率時液化氣電磁閥關閉，停止助燃； 5) 保溫氮化：氮化爐繼續升溫，氮化爐的爐溫達到560°C~580°C時進入氮化保溫階 段，保溫計時開始，保溫時間180~300min，壓力進入閉環控制，控制在10~28厘米水柱， 設定單段或Ξ段氨分解率，實現不誘鋼滑片軟氮化的總時間低于300min; 6) 降溫出爐：保溫時間結束后，常量調節閥和控制量調節閥同時關閉，乙醇電磁閥關 閉、風機關閉、加熱關閉，氮氣電磁閥打開使氮化爐的爐溫冷卻至280°CW下，爐口開啟，產 品出爐。
[0027] 所述常量調節閥和控制量調節閥總流量為2~4m3A，PLC控制器記錄氨分解率 和氨流量時間曲線。
[0028] 所述熱電偶4分為上部熱電偶和下部熱電偶，分別用于檢測爐體上部和下部的溫 度情況，當檢測的溫度及時傳給加熱溫控裝置7,在由加熱溫控裝置7控制電爐絲31進行爐 體加熱，加熱溫控裝置同時受PLC控制和把信號反饋回化C。
[0029] 本發明解決傳統軟氮化的污染大、能耗大、效率低、手動或半自動控制的氣體氮化 不均勻性及解決傳統氣體軟氮化裝爐量低等情況，完成單次裝爐大于5000件空調壓縮機 滑片的多層密集不誘鋼批量氣體軟氮化，實現不誘鋼零件批量高效軟氮化。該設備包括氮 化爐1和PLC控制器2,壓力傳感器8、氨探頭3、熱電偶4、葉片5、風機6、加熱溫控裝置7、 排氣裝置9等裝置，零件通過脫脂、清洗、表面處理后在爐內通過真空累10、氮氣、氨氣、乙 醇W及溫度、壓力的閉環反饋控制完成對高速鋼、不誘鋼等各類常用氮化鋼材的軟氮化。
[0030] 本發明各控制參數可實時在觸摸屏上顯示及監控，參數歷史記錄可W查看及保存 和調用參數，可對新材料的軟氮化實現數據對比、調整，快速確定工藝參數，對已經確定工 藝的氮化材料可直接調用PLC控制器2保存的工藝參數，保存工藝參數數量可達1000條W 上，其氮化產品總滲層深度、白亮層、網狀層和零件氮化均勻性均達到理想狀態；通過對氮 化前零件表面預處理和對爐內氣流流體力學有限元分析，使多層密集小零件氮化不均勻和 氮化效率低等情況得W解決，設備重點實現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。
【主權項】
1. 一種氣體碳氮共滲自動化控制裝置，包括氮化爐（1 )、PLC控制器（2)、加熱溫控裝置 (7) 、氨氣干燥設備（24)和觸摸屏（32)，其特征在于：所述氮化爐（1)上設置有壓力傳感器 (8) 、氫探頭（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)與真空栗（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)、氫探頭（3)、加熱溫控裝置（7)、排氣裝置（9) 以及真空栗（10)分別與PLC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。2. 根據權利要求1所述的氣體碳氮共滲自動化控制裝置，其特征在于：所述氫探頭（3 ) 與PLC控制器（2)之間設置有氫分析儀（12);所述真空管道（11)上設置有真空管道閥門 (15 )，所述排氣管道（14 )上設置有排氣閥門（13 )和排氣電磁閥（30 )。3. 根據權利要求1所述的氣體碳氮共滲自動化控制裝置，其特征在于：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)和三針滴度 計（23)，所述氨氣管道（18)上設置有常量調節閥（21)和控制量調節閥（22)和氨氣流量計 (28) 〇4. 根據權利要求3所述的氣體碳氮共滲自動化控制裝置，其特征在于：所述氨氣管道 (18 )上設置有氨氣干燥設備（24)，在氨氣干燥設備（24)上設置有露點儀（25 )。5. 根據權利要求1所述的氣體碳氮共滲自動化控制裝置，其特征在于：所述排氣裝置 (9) 上設置有點火裝置（27)。6. 根據權利要求1所述的氣體碳氮共滲自動化控制裝置，其特征在于：在氨氣管道 (18 )上設置有氨氣流量計（28 )。7. 根據權利要求1所述的氣體碳氮共滲自動化控制裝置，其特征在于：在液化氣管 (26 )上設置有液化氣電磁閥（29 )。8. -種如權利要求1~7任意權利要求所述的氣體碳氮共滲自動化控制裝置的控制方 法，其特征在于：該控制方法按以下步驟進行： 1) 預抽真空：打開氮化爐爐門，裝進零件后關閉爐門，關閉排氣閥門后，打開真空栗，開 啟風機以及加熱溫控裝置，抽真空至設定的真空度20~35pa時真空栗關閉； 2) 保護氣填充：氮氣電磁閥打開后通入氮氣至爐內達到正壓，壓力值為5~20厘米水 柱時打開排氣電磁閥，調節排氣電磁閥排氣量持續通氮氣至爐壓為15~45厘米水柱，保持 3~8分鐘后逐步增大排氣閥開度降低壓力至0~15厘米水柱； 3) 原料添加：啟動旋轉葉片的電機，氮化爐的爐溫升至120°C~250°C時，打開乙醇電 磁閥，通入除鈍化膜乙醇溶液至三針滴度計后進入爐內，按氮化工藝要求調節三針滴度計 控制滴速，保持通氮至爐溫達250°C~400°C后關閉氮氣電磁閥，停止通入氮氣同時氨氣干 燥設備啟動，露點儀檢測氨氣干燥值，提供干燥氨氣，常量調節閥和控制量調節閥同時打 開，調節排氣電磁閥或排氣閥門使爐壓控制在設定值，氫分析儀監測氨分解率，當實際氨分 解率達到PLC控制器設置的氨分解率設定值時，控制量調節閥自動進入高頻通斷控制，流 量計監測氨氣的總流量； 4) 廢氣處理：氮化爐的爐溫達到400°C~500°C時，打開液化氣電磁閥，通入液化氣至 排氣裝置，點火裝置點火，利用液化氣持續燃燒助燃廢氣，至爐內達到15%~45%區間設定 的氨分解率即廢氣燃燒穩定的氨分解率時液化氣電磁閥關閉，停止助燃； 5) 保溫氮化：氮化爐繼續升溫，氮化爐的爐溫達到560°C~580°C時進入氮化保溫階 段，保溫計時開始，保溫時間180~300min，壓力進入閉環控制，控制在10~28厘米水柱， 設定單段或三段氨分解率，實現不銹鋼滑片軟氮化的總時間低于300min; 6) 降溫出爐：保溫時間結束后，常量調節閥和控制量調節閥同時關閉，乙醇電磁閥關 閉、風機關閉、加熱關閉，氮氣電磁閥打開使氮化爐的爐溫冷卻至280°C以下，爐門開啟，產 品出爐。9.根據權利要求8所述的氣體碳氮共滲自動化控制裝置的控制方法，其特征在于：所 述常量調節閥和控制量調節閥總流量為2~4m3/h，PLC控制器記錄氨分解率和氨流量時 間曲線。
【專利摘要】本發明公開了一種氣體碳氮共滲自動化控制方法及裝置，該設備包括氮化爐1和PLC控制器，壓力傳感器、氫探頭、熱電偶、葉片、風機、加熱溫控裝置、排氣裝置9等裝置，零件通過脫脂、清洗、表面處理后在爐內通過真空泵、氮氣、氨氣、乙醇以及溫度、壓力的閉環反饋控制完成對高速鋼、不銹鋼等各類常用氮化鋼材的軟氮化，本發明節能高效、易維護，無污染，產品質量性能高，采用PLC控制系統針對相應零件的數量與材料的工藝參數快速確立，控制零件的白亮層、網狀層深度穩定，不銹鋼批量生產均勻性穩定，氨氣消耗量小耗能低，氮化時間少效率高。
【IPC分類】C23C8/32
【公開號】CN105369190
【申請號】CN201510910528
【發明人】王國志, 唐登煒, 彭德銀, 凌志鴻, 藍華
【申請人】貴州西南工具(集團)有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年12月10日