プラズマ窒化は、表面層に窒素を導入することにより、金属、特に鉄およびチタン合金の表面特性を向上させる熱化学プロセスである。このプロセスは低圧環境で行われ、グロー放電により発生したプラズマが金属表面への窒素の拡散を促進します。その結果、窒化層は処理部品の耐摩耗性、表面硬度、疲労強度を大幅に向上させます。
プラズマ窒化のメカニズム：
プロセスは、直流（DC）電界下の真空チャンバー内で窒素含有ガスをイオン化することから始まります。このイオン化によりプラズマが発生し、金属表面にプラスイオンを浴びせます。このボンバードメントにより、表面が清浄化されるだけでなく、金属内部への窒素の拡散が促進され、硬い窒化層が形成される。この層は圧縮応力を含み、耐摩耗性と耐疲労性の向上に寄与します。
- プラズマ窒化の利点表面特性の向上：
- プラズマ窒化により表面硬度が大幅に向上するため、耐摩耗性、耐摩耗性、耐かじり性が向上します。これは、従来のガス窒化では効果が薄かった高合金鋼に特に有効です。カスタマイズ可能な硬度プロファイル：
- このプロセスでは、混合ガスとプラズマ条件を調整することで、カスタマイズされた層と硬度プロファイルを作成できます。この柔軟性は、部品のさまざまな領域でさまざまな硬度や窒化を必要とする用途に不可欠です。環境負荷の低減：
- アンモニアを使用する従来の窒化プロセスとは異なり、プラズマ窒化では窒素と水素を使用するため、環境フットプリントが削減されます。さらに、炉全体を加熱するのではなく、ワークのみを加熱するため、制御雰囲気炉に比べてエネルギーを節約できます。白層の形成なし：
プラズマ窒化は、従来の窒化プロセスで形成されることのある脆い層「白層」の形成を回避することができます。このため、処理表面は延性と靭性を維持することができます。プラズマ窒化の用途
このプロセスは、ノジュラー鋳鉄、合金鋼、ステンレス鋼、チタン合金など、幅広い材料に適用できます。特に、高い機械的応力がかかり、芯材の特性を損なうことなく表面特性を向上させる必要がある部品に有効です。
プラズマ窒化における温度制御：
温度制御は、窒化層の深さと品質に直接影響するため、プラズマ窒化において非常に重要です。適切な温度制御により、部品全体にわたって均一な窒化が保証され、材料の変形や特性劣化につながる過熱を防ぐことができます。
