活性屏离子渗氮技术的优化方案

20世纪90年代末，卢森堡工程师Georges发明了活性屏离子渗氮技术（Through Cage PlasmaNitrid-ing，或称为Active Screen Plasma Nitriding），并在活塞环等一些机械零部件获得成功应用。

与普通直流离子渗氮技术不同的是，活性屏离子渗氮技术是将高压直流电源的负极接在真空室内一个铁制的网状圆筒上，被处理的工件置于网罩的中间，工件呈电悬浮状态或与100V左右的直流负偏压相接（见图9-53）。当直流高压电源被接通后，低压反应室内的气体被电离。在直流电场的作用下，这些被激活的离子轰击圆筒的表面，离子撞击的动能在圆筒的表面转变成热能，因而圆筒被加热。同时，在离子轰击下不断有铁或铁的渗氮物微粒被溅射下来。因此，在活性屏离子渗氮过程中，这个圆筒同时起到两个作用：一是通过辐射加热，将工件加热到渗氮处理所需的温度；二是向工件表面提供铁或铁的氮化物微粒。当这些微粒吸附到工件表面后，高氮含量的微粒便向工件内部扩散，达到渗氮的目的。由于在活性屏离子渗氮处理过程中，气体离子是轰击这个圆筒，而不是直接轰击工件表面，所以直流离子渗氮技术中存在的一些问题也就迎刃而解，如工件打弧、空心阴极效应、电场效应、温度测量等。由于在活性屏离子渗氮处理过程中不再发生打弧现象，对离子渗氮电源的要求也大大降低，以往消耗大量电能的限流电阻也可以拆除。试验已经证明，活性屏离子渗氮可以达到和普通直流离子渗氮一样的处理效果，它的出现是直流离子渗氮技术的一大进步。

722M24（En40B）低合金钢[化学成分（质量分数）为：C0.3%，Mo6%，Cr5%，Mn2%，Fe余量]，经（520±1）℃×12h、炉气φ（H₂）∶φ（N₂）=75∶25、炉压为500Pa的活性屏离子渗氮处理，可获得深度为100～110μm的渗氮层，这一深度比直流离子渗氮处理的低10%～15%。(www.xing528.com)

38CrMoAl钢经540℃×6h、纯N₂气氛、辉光放电电压为800V～1200V的活性屏离子渗氮处理，可获得深度为210～250μm的渗氮层，表面硬度可达700～900HV。