Плазмено азотиране
Описание процеса на азотиране
Процесът на плазмено азотиране започва през 1920 като алтернатива на конвенционалното азотиране на газ. След Втората световна война процесът на азотиране получил широко приемане в Германия, Русия, Китай и Япония. Процесът е въведен в САЩ едва след 1950 г. и е използван само като процес на производство за последните 20-25 години.
С напредването на технологията напредва и самият процес на плазмено азотиране. Подобряването на контрола довежда в по-късните години до това, че микропроцесорът позволява на инженерите постоянно да контролират металургични свойства на нитридния слой. Този контрол, по-кратък времеви цикъл, по-опростени техники, по-малко продуктови деформации и последователен възпроизводствен процес доведоха до увеличаване на популярността на процеса през последните години.
Цикълът на плазмено азотиране започва с пускането на продукта във вакуумната камера и евакуирането на камерата до желания вакуум под налягане. При достигане на желания вакуум, участъкът е за запълнен с газ, за да започне подгряващия цикъл. Стандартният цикъл за подгряване обхваща температура от 850 до 1050 по Фаренхайт. Когато зададеното време за отопление изтече продуктът е подложен на йонно бомбандиране за почистване на замърсяванията от повърхността. Процесът е йонизиран с напрежение, което се прилага на продукта.
Този йонизиран газ се сблъсква с продукта, премахвайки на примеси от повърхността и подготовяйки продукта за процеса на азотиране да започне. Когато повърхността на продукта е почистена достатъчно, цикълът започва. Контролиран поток на азот, водород и метан, се въвеждат в камерата и йонизират от напрежението, приложено към продукта. Плазмата, генерирана от йонизацията обгръща повърхността на продукта с синьо-виолетово сияние. Съчетанието от топлина и енергия на плазмата предизвика газовете да реагират с образуващи нитрид елементи в стоманата.
Доакато газовете реагират с елементите на стоманата, се образува устойчив слой на износване. Този слой може да се състои от Fe4N или епсилон Fe2-3 N, в зависимост от процента на всеки газ в камерата. Изборът на конкретен състав, ще зависи от прилагането на продукта в областта. В допълнение към увеличаването на износоустойчивостта на стоманата, нитридният слой намалява коефициента на триене. Цикълът на азотиране продължава от 2 до 72 часа до желаната дълбочина от 0,002 до 0,024 " е постигната. Времето за обработка е в зависимост от състава на стомана, която се азотира и необходимата дълбочина. Ниските легирани стомани, обикновено се обработват за по-дълго време.