Projektowanie i monitorowanie procesu azotowania gazowego

• Autorzy: Olik R. , Ratajski J. , Suszko T. , Dobrodziej J. , Lipiński D. , Michalski J.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono zasadę działania oraz modele analityczne i algorytmiczne czujnika magnetycznego przeznaczonego do pomiarów in-situ w trybie on-line kinetyki warstwy azotowanej w zadaniach projektowania, kontroli i wizualizacji procesów azotowania gazowego. W koncepcji komputerowego projektowania wykorzystano m.in. metody sztucznej inteligencji ze względu na trudności w rozwiązywaniu analitycznym lub numerycznym złożonych zagadnień termodynamicznych dotyczących m.in. przemian fazowych. W rezultacie otrzymano możliwości polioptymalizacji oraz wieloparametrycznych symulacji procesu połączone z wizualizacją zmian wartości parametrów w funkcji czasu oraz możliwości predykcji właściwości warstw azotowanych. Do wizualizacji in-situ wzrostu warstwy azotowanej opracowano procedury komputerowe wykorzystujące korelację pomiędzy sygnałem napięciowo-czasowym czujnika rezultatu procesu (czujnika magnetycznego), bezpośredniego oraz różniczkowego, a kinetyką wzrostu warstwy. Procedury komputerowe umożliwiają integrację rejestrowanych w trybie on-line sygnałów napięciowo-czasowych z modelem teoretyczno-eksperymentalnym procesu.

EN

In this article, a comprehensive system of design, visualisation and in-situ control of gas nitriding process has been presented. The methods of artificial intelligence for the concept of computer design were used because of the difficulty in the numerical and analytical solution of complex issues including the thermodynamic of phase transformation. The results are tools to polioptimalisation and multiparameters simulation of the process course allowing prediction of the properties of nitrided layers. The procedures for in-situ visualisation of growth of the nitrided layer was developed using the results of correlation of voltage-time courses registered by result sensor (magnetic sensor), direct and differential with the appropriate stage of growth layer. The computer procedures allow correlation, during the process, of the voltage-time courses with theoretical-experimental model of the process.

Słowa kluczowe

PL

projektowanie; sterowanie in-situ; wizualizacja in-situ; azotowanie gazowe

EN

design; in-situ control; in-situ visualization; nitriding

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego
• Czasopismo: Problemy Eksploatacji
• Rocznik: 2009
• Tom: nr 1
• Strony: 145--156
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Olik R.

autor

Ratajski J.

autor

Suszko T.

autor

Dobrodziej J.

autor

Lipiński D.

autor

Michalski J.

• Politechnika Koszalińska, Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej

Bibliografia

• 1. Edenhofer B.: Carburizing and Nitriding Industry in the Eastern Hemisphere, Prof. of the Second Intern. Conf. on Carburizung and Nitriding with Atmospheres, Cleveland, Ohio, December, 1995.
• 2. Lohmann M.: HTM, 54, 1999, 271.
• 3. Ratajski J.: Monitoring nitride layer growth using magnetic sensor, Surface Engineering Vol. 17 No. 3, (2001), p. 193.
• 4. Ratajski J.: Czujnik magnetyczny wzrostu warstwy azotowanej jako element sterowania procesem azotowania gazowego. Inżynieria Powierzchni 2 (2004), s. 22-25.
• 5. Ratajski J., Olik R., Baranov A.: Control system in-situ of nitrided layer growth and deposited layer in PVD processes. Problemy eksploatacji, 2/2005, 93-105.
• 6. Ratajski J., Tacikowski J., Olik R., Suszko T., Łupicka O.: Intelligent control system for gaseous nitriding process, Metallurgia Italiana 6. 2006, 1b.
• 7. Ratajski J.: Monitorowanie wzrostu warstwy azotowanej za pomocą czujnika magnetycznego - podstawy metody. Inżynieria Powierzchni, 3’99, 11-21.
• 8. Ratajski J.: Nowe trendy w kontroli procesu azotowania gazowego. Przegląd Mechaniczny, 4’00, 19-23.
• 9. Ratajski J.: Monitorowanie wzrostu warstwy azotowanej za pomocą czujnika magnetycznego - przykłady zastosowań. Inżynieria Powierzchni, 1’2001, 56-66.
• 10. Dobrzański L.A., Madejski J., Malina W., Sitek W.: The prototype of an expert system for the selection of high-speed steels for cuttig toools; Journal of Materials Processing Technology 56 (1996), 873-881.
• 11. Dobrzański L.A., Madejski J.; Prototype of an expert system for selection of coatings for metals; Journal of Materials Processing Technology 175 (2006), 163-172.
• 12. Kumar S., Singh R.; A short note on an intelligent system for selection of materials for progressive die components; Journal of Materials Processing Technology 182 (2007), 456-461.
• 13. Zhecheva, Malinov S., Sha W.; Simulation of microhardness profiles of titanium alloys after surface nitriding using artificial neural network; Surface and Coatings Technology 200 (2005), 2332-2342.
• 14. Genel K.; Use of artificial neural network for prediction of iron nitrided case depth in Fe-Cr alloys; Materials and Design 24 (2003), 203-207.
• 15. Malinov S., Sha W.; Software products for modelling and simulation in materials science; Computational Materials Science 28 (2003), 179-198.