PulsPlasma®азотирование


 

 

ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ PulsPlasma®


Методы плазменного азотирования и плазменной нитроцементации PulsPlasma® применяются для обработки поверхностей различных элементов из стали с целью улучшения износостойкости поверхности. Для обработки в плазме детали загружаются в вакуумную камеру нагрева, при этом создается электрическая изоляция от стен камеры (стенами, имеющими электроизоляцию). При рабочем давлении в пределах от 100 до 1000 Па возникает пульсирующее постоянное напряжение в несколько сот вольт между садкой и стенами резервуара, при этом садка является катодом. С помощью ионизации технологических газов в камере нагрева создается мощный тлеющий разряд. Положительно заряженные ионы ускоряются к поверхности деталей и бомбардируют ее с высокой кинетической энергией. При этом в области поверхности происходят следующие процессы:

  • Очищение и активация поверхности
  • Нагрев вследствие абсорбции кинетической энергии ионов
  • Реакция высокоактивных ионов с основным материалом
  • Диффузия (проникновение) содержащихся в технологических газах элементов в обрабатываемую деталь



В зависимости от вида материала и от желаемой цели обработки задаются температура и время обработки.
Особенные преимущества метода азотирования PulsPlasma®:

  • Отсутствие проблем по защите окружающей среды и безопасности, так как при данном процессе не используются и не образуются вредные для окружающей среды азотных субстанций
  • Незначительный расход газов, так как благодаря ионизации применяемые газы используются очень эффективно
  • Возможность целенаправленного управления процессом создание нитридного слоя
  • Места на поверхности детали, которые не подлежат обработке, могут быть просто защищены путем нанесения защитного покрытия
  • Стали с высоким содержанием хрома могут азотироваться без предварительной депассивации
  • Температура обрабатываемых деталей может при необходимости быть более низкой, (при необходимости возможность удержания низких температур), что позволяет делает возможным обработку инструментальных сталей для холодной обработки.


Технология PulsPlasma® по сравнению с традиционной технологией обработки плазмой постоянного тока имеет ряд технических и технологических особенностей, которые приведены в таблице ниже. Важным аспектом при этом является возможность отказа от водяного охлаждения стенок камеры нагрева, а вместо этого использование теплоизоляции и отдельного нагрева.

Технология обработки плазмой пульсирующего тока

  • Дозированная подача энергии, необходимой только для процесса, т.е. при необходимости низкая температура обработки.

  • Из-за отсутствия водяного охлаждения нет потерь энергии, т.к. стены камеры нагрева изолированы (Экономия энергии на 3-5 пунктов больше по сравнению с печами с водоохлаждаемым кожухом).

  • Оптимальное распределение температуры по всей садке, т.к. разница температур садки и стенки камеры незначительная.

Технология обработки плазмой постоянного тока

  • Избыточную энергию необходимо отводить (напр., посредством охлаждения стен камеры нагрева).

  • Потери энергии из-за большой площади охлаждения (стены камеры нагрева).

  • Большая разница температуры садки и охлажденной стенки камеры.

Технология обработки плазмой пульсирующего тока

  • Полное использование рабочей зоны камеры в связи с равномерностью температуры в ней.

  • Постоянство и воспроизводимость результатов обработки садок различной величины, т.к. важные для получения результата параметры плазмы не зависят от размера садки.

  • Возникновение электрической дуги невозможно, т.к. постоянное прерывание тока препятствует ее образованию. Даже во время отключения импульса на менее 1 µs в случае неполадок.

  • Обработка абсолютно всех поверхностей, даже внутри мельчайших отверстий.

 

Технология обработки плазмой постоянного тока

  • Ограниченное использование рабочей зоны камеры, т.к. существует опасность перегрева деталей в среднем слое садки.

  • Результаты обработки зависят от величины садки, т.к. параметры плазмы связаны с регулировкой температуры.

  • Возможно образование электрической дуги, которое прерывается с помощью быстрого отключения. Из-за этих кратковременных прерываний возможно образование наплывов на поверхности.

  • Есть ограничения по контурам на поверхности.

 

ПРИМЕНЕНИЕ

Шестерни и зубчатые колеса могут не подвергаться шлифовке.

Краны, вентили прошедшие обработку PulsPlasma®азотирование могут не подвергаться последующей дополнительной обработке.

Прессовые штампы после PulsPlasma®азотирования увеличивают срок службы до 50%, профиль поверхности существенно улучшается.

Шнеки из чугуна с шарообразным графитом для пищевой промышленности увеличивают коррозионо- и износостойкость.

Детали машин:

  • Зубчатые колеса

     =>     

Цементуемые и порошковые стали

  • Коленчатые валы

     =>     

Цементуемые и порошковые стали

  • Распредвалы

     =>     

Цементуемые стали, серый чугун

  • Краны, Вентили

     =>     

Улучшаемые стали

  • Поршневые кольца

     =>     

  • Шнеки

     =>     

Азотируемые стали

  • Шпиндели

     =>     

Цементуемые стали, улучшаемые стали

  • Компоненты гидравлики

     =>     

Цементуемые стали, нержавеющие стали

  • Компоненты арматуры и насосов

     =>     

Нержавеющие стали

Инструмент:

  • Пресс-матрицы

     =>     

Стали для горячей штамповки

  • Пресс-формы

     =>     

Стали для холодной и горячей штамповки

  • Штампы

     =>     

Стали для горячей штамповки

  • Режущий инструмент

     =>     

Быстрорежущие стали

Особенности:

  • Коробления ?

     =>     

незначительные, т.к. температуры обработки могут быть сильно снижены

  • Дальнейшая обработка ?

     =>     

нет, т.к. коробления и увеличение шероховатости незначительны, т.о. могут обрабатываться уже готовые детали

  • Равномерность ?

     =>     

очень хорошая, т.к. очень высокая температурная равномерность

  • Частичное азотирование ?

     =>     

надежно, с помощью паст или металлических экранов

  • Дальнейшая очистка ?

     =>     

не требуется