Projektowanie i monitorowanie procesu azotowania gazowego

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.

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.