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辉光离子渗氮炉技术基础

   辉光离子渗氮炉处理是将工件置于真空容器中,工件与直流辉光放电高压电源的负极相连,电源的正极接在炉壳上,炉内通氨气或氢氮混合气,在一定的工作压强下工件表面发生辉光放电,利用辉光放电产生的等离子体对工件进行渗氮处理。由于受气体放电特性的影响,DCPN技术一直存在一些难以解决的技术问题,如工件打弧、空心阴极效应、电场效应、大小工件不能混装、工件温度测量困难、对操作人员技术水平要求高等。因此,DCPN技术至今仍被热处理行业认为是一种比较难以掌握的技术,阻碍了这项技术的发展和在工业生产中的推广应用。

  90年代末,卢森堡工程师J. Georges发明了“活性屏离子渗氮”技术(ThroughCage Plasma Nitriding, 简称TC技术;或称为Active Screen Plasma Nitriding,简称ASPN技术),并申请了美国专利。

北京赛车pk10  ASPN技术是在普通的离子渗氮炉内安装了一个铁制的笼子(被称为活性屏),被处理的工件罩在笼子内,将原本接在工件上的直流负高压接在笼子上,笼子产生辉光放电,被处理的工件则处于电悬浮状态或接-100~-200V的直流负偏压。ASPN技术发明人认为,在渗氮处理过程中笼子主要起到两个作用:一是在离子的轰击下笼子被加热,通过热辐射将工件加热到渗氮的温度,即起到一个加热源的作用;二是从笼子上溅射下来的一些纳米尺度的粒子沉积在欲渗工件的表面,释放出来活性氮原子对工件进行渗氮,即溅射粒子起到渗氮载体的作用。由于在活性屏离子渗氮处理过程中,离子轰击的是笼子,而不是直接轰击工件的表面,所以DCPN技术中存在的工件打弧、空心阴极效应、电场效应、大小工件不能混装、工件温度不匀、工件测温困难等技术难题也就应刃而解,对操作人员的要求也大大降低。

  目前由ASPN技术发明人J.Georges创建的PlasmaMetal S.A.公司已开始生产销售ASPN设备,欧洲几家规模比较大的热处理公司已将这项技术用于生产中,并对这项新技术给予了很高的评价。因此,ASPN技术的出现是DCPN技术的一大进步,是传统的DCPN技术强有力的竞争对手。本文将对近几年国内外在ASPN技术基础研究与应用研究的现状进行分析讨论,并介绍我国ASPN技术研发工作的进展。

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