プラズマ窒化

プラズマ窒化の原理

プラズマは荷電粒子、イオンと電子からなり、プラズマ状態はイオン化した原子もしくは分子からなります。

プラズマ窒化装置の炉体を陽極に被処理物を陰極にし、直流電圧を印加すると陰極直下で電圧降下します-陰極降下-プラズマ状態は陰極降下範囲内においてのみ生成されます。

プラズマ状態を生成するための手段として、グロー放電を使います。

グロー放電中にある正の窒素イオンは陰極に向かい移動し、陰極=被処理物表面直前で高速に加速され衝突します。イオンの持つ高エネルギーは熱エネルギーに変わり、被処理物を加熱します。

FeNはイオン衝突と高温のために低い窒素量の化合物に分解、放出窒素の一部は被処理物の内部に拡散し、窒化が行われます。

プラズマ窒化の特⾧

  • 高耐摩擦摩耗性の向上・・・高硬さ窒化層 主にγ’化合物層生成→N拡散層の効果
  • 表面化合物層の制御が可能
  • オーステナイト系ステンレス鋼の窒化が容易
  • 低変形・・・低温処理の効果
  • 処理品の耐食性向上・・・窒化後の表面バフ仕上げで硬質Crメッキより耐食性が向上した事例があります。RoHS指令にも適応しています。

グローシームに覆われた被処理物

プラズマ窒化炉制御盤

プラズマ窒化の表面反応の模式図(高瀬孝夫)