فرن المعالجة الحرارية في الغلاف الجوي بالتفريغ مع دوران الهواء الساخن
الوصف
إن فرن المعالجة الحرارية في الغلاف الجوي الفراغي برزت كتقنية بالغة الأهمية في علم المواد الحديث، حيث توفر تحكمًا لا مثيل له في الظروف البيئية أثناء عملية المعالجة الحرارية. يتعمق هذا المقال في تعقيدات هذا النظام، مستكشفًا تصميمه وتشغيله وفوائده وتطبيقاته في الصناعة.
إن فرن المعالجة الحرارية في الغلاف الجوي الفراغي تمثل قفزة كبيرة إلى الأمام، حيث توفر بيئة خالية من الملوثات تسمح بالتحكم الدقيق في درجة الحرارة والظروف الجوية. وقد أصبحت هذه التكنولوجيا مفيدة في مختلف الصناعات التي تتطلب مواد عالية الأداء، بما في ذلك قطاعات الفضاء والسيارات وصناعة الأدوات.
| العناصر | المعلمة |
| درجة الحرارة | 1000 ℃ |
| الطراز | GWL-1000VSF |
| حجم الفرن (مم) | Depth×width×height: 600×600×900 |
| الطاقة | 45 كيلو وات |
| الفولتيةAC | 380V |
| الطاقة القصوى | تبلغ قوة التصميم 75 كيلو وات، والطاقة الفعلية المستخدمة في حدود 85% تقريبًا. يمكن ضبط الطاقة تلقائيًا وفقًا لعمليات التسخين المختلفة. |
| دقة التحكم في درجة الحرارة | ± 1 ℃ (التحكم في الدائرة المتكاملة، بدون تجاوز) |
| نطاق التحكم هو | من 50 إلى 1000 درجة |
| انتظام مجال درجة الحرارة في الفرن | ±5 ℃ |
| عنصر قياس درجة الحرارة ونطاق قياس درجة الحرارة | المزدوجة الحرارية من النوع K، نطاق قياس درجة الحرارة 0-1320 درجة |
| معدل التسخين | يمكن ضبط معدل التسخين بحرية، ونطاق الضبط هو: أسرع معدل تسخين هو 15 درجة في الدقيقة (15 درجة/دقيقة)، وأبطأ معدل تسخين هو درجة واحدة في الساعة (1 درجة/ساعة). |
| عنصر التسخين | تُستخدم أسلاك المقاومة المصنوعة من سبيكة بكين شوغانغ HRE ذات درجة الحرارة العالية (تحتوي على الموليبدينوم) ويتم لفها في شكل زنبرك حلزوني |
| موقع تركيب عنصر التسخين | يتم توزيعه بالتساوي حول الجزء الداخلي من الفرن + في الأسفل، ويستخدم تسخين خماسي الجوانب. يولد جسم التسخين الحرارة بالتساوي، ويكون مجال درجة الحرارة في الفرن موحدًا ويكون التأثير جيدًا. |
| جسم الفرن | يتم معالجة جسم الفرن بواسطة أدوات آلة CNC، ويتم تصنيعه عن طريق التلميع والطحن والتخليل والفوسفات ورش مسحوق البلاستيك والخبز بدرجة حرارة عالية، إلخ. تتميز بمطابقة لونين، ومظهر جديد وجميل، ومقاومة للأكسدة، ومقاومة الأحماض والقلويات، ومقاومة التآكل، ومقاومة التآكل. درجة حرارة عالية وسهلة التنظيف ومزايا أخرى |
| هيكل الفرن | يعتمد جسم الفرن الكهربائي على هيكل الفرن المزدوج الطبقة المبرد بالهواء المتقدم دوليًا. يعمل قسم دليل تبريد الهواء الفعال على تدوير الهواء البارد في جميع أنحاء غلاف الفرن، وأخيرًا يبرد الصفائح الموصلة لعنصر التسخين ثم يقوم بتفريغ جسم الفرن، وتجنب الأكسدة ذات درجة الحرارة العالية للصفائح الموصلة لعنصر التسخين؛ ضمان بيئة عمل جيدة |
| نافذة المراقبة | باب الفرن مزود بنافذة مراقبة |
| طريقة فتح باب الفرن | طريقة فتح باب الفرن هي فتح الباب الجانبي. |
| باب الفرن مغلق | استخدام باب فرن القفل الهوائي |
| درجة حرارة غلاف الفرن | للاستخدام طويل الأمد، ودرجة حرارة الغلاف الخارجي أقل من 45 درجة. |
| تقليب الهواء الساخن | وظيفة تقليب الهواء الساخن: توجد ورقة هواء في الجزء العلوي من الفرن. من خلال دوران ورقة الهواء، يتم توزيع درجة حرارة الفضاء داخل الفرن بالتساوي، وذلك لتحقيق الغرض من درجة حرارة موحدة في الفرن. |
| شفرة الخلط | 310S الفولاذ المقاوم للصدأ، درجة حرارة التشغيل أقل من 1050 درجة |
| محرك التحريك والسرعة | محرك الخلط مبرد بالماء، ويتم ضبط السرعة بشكل لا نهائي من خلال محول التردد. قوة 3 كيلو واط |
| نظام التبريد القسري | تم تجهيز الفرن بملف تبريد من الفولاذ المقاوم للصدأ، والذي يمكن ملؤه بماء المنطقة الباردة الدائرية لتسريع تبديد الحرارة في الفرن، وزيادة سرعة التبريد، وتحسين كفاءة عمل المعدات. يعتمد نظام الماء البارد الدائر على نظام دوران مغلق، والذي يتكون من مبرد مياه مغلق، وصمامات تحكُّم وأنابيب فولاذية غير قابلة للصدأ، والتي يمكن أن تحسِّن استخدام المعدات بشكل فعال. يمكن ضمان أن تكون سرعة التبريد ≮ 35 ℃ / ساعة، والتي يمكن أن تلبي الطلب على فتح باب الفرن عندما تنخفض درجة حرارة الفرن إلى 70 ℃ في غضون 10 ساعات. |
| ثلاجة | 3P |
| مضخة تفريغ الهواء | اعتماد مضخة تفريغ الهواء ذات الريشة الدوارة ذات المرحلتين 70 لتر/ثانية |
| درجة الفراغ | -0.1 ميجا باسكال. |
| مقاوم للضغط | يبلغ سمك الصفيحة الفولاذية لفرن الفرن الكهربائي 6-20 مم، ملحومة على الوجهين، ويمكنها تحمل ضغط إيجابي يبلغ 0.1 ميجا باسكال. |
| صمام الهواء | صمامات مستوردة من الفولاذ المقاوم للصدأ |
| كشف الضغط | مقياس ضغط مؤشر الضغط الموجب ومؤشر الضغط السالب المزدوج المؤشر المزدوج للضغط مقياس ضغط رقمي ثنائي الإشارة للضغط الموجب والضغط السلبي |
| البارومتر | مقياسان للتدفق العائم |
| سحب الهواء | 2 |
| فتحة تهوية العادم | 1 |
| الأختام | الختم مصنوع من حلقة مطاط السيليكون المقاومة لدرجات الحرارة العالية (مقاومة للحرارة 260 درجة - 350 درجة) |
| الحماية من الضغط | من أجل منع إغلاق منفذ عادم الفرن، وانسداد منفذ العادم، وارتفاع ضغط الفرن بشكل كبير، تم تصميم هذا النظام خصيصًا. المبدأ هو: يحصل مقياس ضغط التلامس الكهربائي أو مستشعر الضغط على الإشارة، ويدفع وحدة التحكم لإغلاق صمام مدخل الهواء الكهرومغناطيسي، ويبدأ صمام العادم الكهرومغناطيسي. يقوم صمام الهواء وجهاز الإنذار بتحرير الضغط من منفذ العادم، ويطلق جرس الإنذار الصوتي والضوئي صوت التنبيه. لحماية التشغيل العادي للفرن الكهربائي |
| أجواء يسهل الوصول إليها | الهيدروجين، والنيتروجين، والأرجون، وأول أكسيد الكربون، والأكسجين، إلخ. |
| المواد الحرارية | تبطين الفرن مصنوع من مواد الألومينا عالية النقاء المصنوعة من الألومينا الخفيفة متعددة النقاء. تُستخدم ألواح الألومينا الكروية المجوفة خفيفة الوزن لمناولة المواد سهلة اللمس ومواقع التحميل (فوهة الفرن وقاع الفرن). تتميز بدرجة حرارة تشغيل عالية، وتخزين حراري منخفض، ومقاومة للحرارة السريعة والتبريد السريع. لا تشققات ولا خبث وأداء عزل حراري جيد (تأثير توفير الطاقة أكثر من 80% للفرن الكهربائي القديم) |
| مواد العزل | وهو يعتمد على ثلاث طبقات من العزل، وهي: لوح ألياف سيليكات الألومنيوم، ولوح ألياف الألومينا، ولوح ألياف الألومينا (متعدد البلورات). تأثير توفير الطاقة أكثر من 80% من تأثير الفرن الكهربائي القديم. |
| الحماية | Using an integrated modular control unit, the control accuracy is accurate, and dual-loop control and dual-loop protection are designed, with overshoot, overshoot, undershoot, segment coupling, phase loss, overvoltage, overcurrent, overtemperature, and current feedback , soft start and other protection |
| التحكم | اعتمادًا على تقنية الحلقة المغلقة للتحكم في تشغيل وحدة الثايرستور ذات الحلقة المغلقة، وطريقة التحكم في زناد وحدة الثايرستور، وطريقة التحكم في زناد تحويل الطور، فإن جهد الخرج أو التيار أو الطاقة قابلة للتعديل باستمرار، مع خصائص الجهد الثابت أو التيار الثابت أو الطاقة الثابتة؛ الحلقة الحالية هي الحلقة الداخلية وحلقة الجهد هي الحلقة الخارجية. عندما تتم إضافة حمل فجأة أو يتجاوز تيار الحمل قيمة الحد الحالي، يقتصر تيار الخرج لمنظم الجهد على نطاق التيار المقنن لضمان التشغيل العادي للخرج ومنظم الجهد؛ وفي نفس الوقت، تشارك حلقة الجهد أيضًا في الضبط، بحيث يقتصر تيار الخرج لمنظم الجهد على نطاق التيار المقننن ويحافظ على تيار الخرج والجهد الثابت مع هامش ضبط كافٍ؛ وبالتالي حماية عنصر التسخين من تأثير التيار والجهد الزائد، وتحقيق تأثير تحكم آمن وموثوق ودقة تحكم. |
| معلمات العرض | درجة الحرارة، ورقم مقطع درجة الحرارة، والفترة الزمنية، والوقت المتبقي، ونسبة طاقة الخرج، والجهد، والتيار، إلخ. |
| الزر | تتمتع الأزرار المستوردة بعمر افتراضي يزيد عن 100,000 مرة وهي مزودة بمؤشرات LED. |
| إعداد منحنى درجة الحرارة | استخدام شاشة 7 بوصة تعمل باللمس مقاس 7 بوصة مسجل غير ورقي |
| التحكم في درجة الحرارة | اعتماد جهاز تحكم ذكي في درجة الحرارة |
| مدخلات منحنيات متعددة | وظيفة التحكم في البرنامج المكونة من 30 مقطعًا، يمكنك إدخال الإعدادات: منحنى واحد هو 30 مقطعًا، ومنحنيان هما 14 مقطعًا/شريطًا، وثلاثة منحنيات هي 9 مقاطع/شريط، وخمسة منحنيات هي 5 مقاطع/شريط؛ يمكن إدخال عدة منحنيات في الوقت نفسه، ويمكن استخدامها عند النقل حسب الرغبة. |
| واجهة الاتصال | rs485 rs485 rs232 USB |
| الإنذار والحماية | قم بتركيب جهاز إنذار مسموع ومرئي لدرجات الحرارة العالية جداً وجهاز إيقاف التشغيل التلقائي عند فتح الباب |
| نظام إطفاء الحريق التلقائي | الجهاز مزود بنظام إنذار للكشف عن اللهب ونظام إطفاء الحريق. عند حدوث حريق في الفرن من خلال نظام استشعار الاستشعار عن بُعد، سيتم إرسال إشارة إنذار لحث المشغل على تأكيد الحريق وما إذا كان يجب تشغيل نظام إطفاء الحريق بالمسحوق. يمكن شحن المسحوق الجاف المضغوط لإطفاء الحريق في الفرن. إجراء معالجة إطفاء الحريق على العينات الملبدة. |
| نطاق الضمان ومدته | يتمتع الموقد الكهربائي بضمان مجاني لمدة سنة واحدة، ولكن عنصر التسخين غير مشمول بالضمان (سيتم استبداله مجاناً في حال تلفه بسبب تلف طبيعي خلال ثلاثة أشهر). |
| قطع غيار عشوائية | عنصرا تسخين، ومجموعتان من القضبان، وزوج من كماشة البوتقة، وزوج من القفازات ذات درجة الحرارة العالية |
| قائمة التعبئة | فرن كهربائي واحد، وعنصرا تسخين، ومجموعتان من القضبان، وزردية بوتقة واحدة، وزوج واحد من القفازات ذات درجة الحرارة العالية، ودليل تعليمات واحد، وشهادة مطابقة واحدة، وتقرير قبول واحد (تقرير فحص المصنع)، ومذكرة تسليم مبيعات واحدة. |
التصميم والتشغيل:
تصميم الغلاف الجوي الفراغي فرن المعالجة الحرارية يتمحور حول قدرتها على إنشاء والحفاظ على تفريغ الهواء أو الغلاف الجوي المتحكم فيه. ويتكون الفرن عادةً من حجرة قوية محكمة الغلق مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ أو غيره من السبائك المقاومة للحرارة العالية. وتكون الحجرة مجهزة بعناصر تسخين قادرة على الوصول إلى درجات حرارة عالية، وغالبًا ما تكون في نطاق 1200 درجة مئوية إلى 1800 درجة مئوية، اعتمادًا على التطبيق.
تبدأ عملية المعالجة الحرارية بإخلاء الهواء من الغرفة لتحقيق مستوى التفريغ المطلوب، باستخدام مضخات تفريغ عالية الأداء. وبدلاً من ذلك، يمكن ملء الحجرة بغاز خامل، مثل الأرجون أو النيتروجين، لخلق جو معين. يتم بعد ذلك تسخين المادة المراد معالجتها بمعدل متحكم فيه إلى درجة الحرارة المستهدفة، ويتم الاحتفاظ بها لفترة محددة مسبقًا، ثم يتم تبريدها بعد ذلك، إما بسرعة أو ببطء، بناءً على خصائص المادة المطلوبة.
فوائد المعالجة الحرارية في الغلاف الجوي بالتفريغ:
يوفر استخدام التفريغ أو الجو المتحكم فيه أثناء المعالجة الحرارية العديد من الفوائد مقارنة بالطرق التقليدية:
1. تقليل الأكسدة وإزالة الكربنة:
ومن خلال إزالة الأكسجين من البيئة، يتم تقليل خطر الأكسدة وإزالة الكربنة إلى أدنى حد ممكن، مما يحافظ على سلامة سطح المادة وجودتها بشكل عام.
2. خواص ميكانيكية محسّنة:
يمكن أن تؤدي المعالجة الحرارية بالتفريغ إلى بنى مجهرية أكثر اتساقًا، مما يؤدي إلى تحسين الخواص الميكانيكية مثل الصلابة والمتانة ومقاومة التعب.
3. تشطيبات نظيفة ومشرقة:
غالباً ما تكون المواد المعالجة في جو تفريغ الهواء أنظف وأكثر إشراقاً، مما يقلل من الحاجة إلى معالجات سطحية إضافية.
4. تحكّم دقيق:
تسمح القدرة على التحكم في الغلاف الجوي وملامح درجة الحرارة بدقة عالية بضبط خصائص المواد بدقة لتلبية متطلبات محددة.
التطبيقات:
وقد أدى تعدد استخدامات أفران المعالجة الحرارية في الغلاف الجوي إلى اعتمادها في تطبيقات مختلفة:
1. مكونات الفضاء الجوي:
تتطلب صناعة الطيران مكونات يمكنها تحمل الظروف القاسية. وتوفر الأجزاء المعالجة بالحرارة بالتفريغ القوة والمتانة اللازمتين دون المساس بالوزن.
2. قطع غيار السيارات:
تستفيد قطع غيار السيارات عالية الأداء، مثل التروس والمحامل، من مقاومة التآكل والقوة التي توفرها المعالجة الحرارية بالتفريغ.
3. صناعة الأدوات والقوالب:
تتطلب الأدوات والقوالب صلابة استثنائية وثباتًا استثنائيًا في الأبعاد، وهو ما يمكن أن تحققه المعالجة الحرارية بالتفريغ مع الحفاظ على تفاوتات تحمل ضيقة.
4. الأجهزة الطبية:
يتم تعزيز التوافق الحيوي والأداء الحيوي للغرسات والأجهزة الطبية من خلال عمليات المعالجة الحرارية بالتفريغ التي تضمن أسطحًا نظيفة ومعقمة.
الخلاصة:
اعتماد الغلاف الجوي الفراغي أفران المعالجة الحرارية أصبح لا غنى عنه في السعي وراء المواد المتقدمة. وتترجم قدرتها على التحكم الدقيق في الظروف البيئية أثناء المعالجة الحرارية إلى خصائص وأداء متفوق للمواد. ومع استمرار طلب الصناعات على مواد ذات جودة أعلى ومواد أكثر تخصصًا، فإن دور تكنولوجيا المعالجة الحرارية بالتفريغ سيتوسع بلا شك، مما يعزز المزيد من الابتكارات والتطبيقات في مجال علوم المواد.
[pdf-embedder url url="http://dw-inductionheating.com/wp-content/uploads/2024/03/Vacuum-Atmosphere-Furnace-En.pdf" title="فرن تفريغ الهواء في الغلاف الجوي En"]
