Ионно-плазменное азотирование

Ионно плазменное азотирование (ИПН) — это процесс упрочняющей обработки поверхности, позволяющий повысить твердость, износостойкость и коррозионную стойкость поверхностей сталей. Это наиболее технически совершенный из всех процессов азотирования и имеет много преимуществ по сравнению с традиционными соляными ваннами и газовым азотированием.

Стали являются наиболее распространенными материалами, обрабатываемыми плазменным азотированием. Этот процесс позволяет тщательно контролировать азотированную микроструктуру, обеспечивая азотирование с образованием слоя компаунда (белого слоя) или без него. Помимо улучшенных характеристик материала, срок службы ваших деталей увеличится за счет значительного улучшения пределов деформации, усталостной прочности, износостойкости и защиты от коррозии.

Благодаря широкому диапазону возможностей управления технологическим процессом и оптимизации, плазменное азотирование позволяет достичь строгих требований, которые не выполняются при азотировании в газовой или солевой ванне. Глубина азотирования, твердость поверхности и толщина слоя компаунда (белый слой) могут быть оптимально достигнуты в соответствии с требованиями вашего приложения.

Как это работает?
Детали помещаются в вакуумный сосуд, конвективно нагретый до необходимой температуры процесса в атмосфере специальных газов. Затем между заготовками и стенкой печи прикладывается высокое напряжение. Когда технологические газы начинают активироваться (ионизоваться), в камере обработки возникает коронный разряд (фиолетовое свечение). Высокое напряжение вступает в реакцию с положительными ионами газа, которые возбуждаются и ускоряются в направлении детали с большой энергией, создавая «ионную бомбардировку» поверхности.

Эта ионная бомбардировка может вызвать сильное нагревание детали и должна контролироваться. Нагрев точно регулируется с помощью очень короткого времени перехода напряжения включения-выключения или «импульсной ионизации». Контролируемая ионная бомбардировка реагирует с атомами углерода в заготовке, образуя нитриды. Эти нитриды в конечном итоге проходят через границы зерен материала, диффундируя в деталь, оставляя после себя твердую, неискаженную, гладкую поверхность.

В рамках отдельного процесса контролируются несколько параметров, таких как напряжение, газовая смесь, частота импульсов, температура, время и т. Д. Уникальные комбинации этих переменных могут быть разработаны для экзотических приложений и сохранены как индивидуальный «рецепт», который можно запускать снова и снова с абсолютной повторяемостью.

Ионно-плазменный процесс выполняется в вакуумном сосуде при низких температурах (750–1040 ° F или 400–560 ° C), где высоковольтный электрический заряд образует плазму, заставляя ионы азота ускоряться и сталкиваться с металлом. Когда ионы азота бомбардируют деталь, они нагревают металл, очищают поверхность и поглощают азот поверхностью, и могут применяться к любому черному металлу.

Плюсы ионного (плазменного) азотирования:
Механическое маскирование (иногда многоразовое) может использоваться для предотвращения азотирования определенных участков продукта.
Отличный процесс для легированных сталей и нержавеющих сталей, требующих активации поверхности для азотирования.
Ионная бомбардировка помогает «распылить» очистку поверхности.
Используемые для обработки газы безопасны и экологически чисты.