플라즈마 질화는 표면층에 질소를 도입하여 금속, 특히 철 및 티타늄 합금의 표면 특성을 향상시키는 열화학적 공정입니다. 이 공정은 글로우 방전에 의해 생성된 플라즈마가 금속 표면으로 질소의 확산을 촉진하는 저압 환경에서 수행됩니다. 이렇게 생성된 질화 층은 처리된 부품의 내마모성, 표면 경도 및 피로 강도를 크게 향상시킵니다.
플라즈마 질화 메커니즘:
이 공정은 직류(DC) 전기장 아래 진공 챔버에서 질소 함유 가스를 이온화하는 것으로 시작됩니다. 이 이온화는 플라즈마를 생성하여 금속 표면을 양이온으로 폭격합니다. 이 충격은 표면을 청소할 뿐만 아니라 질소가 금속으로 확산되어 단단한 질화 층을 형성합니다. 이 층에는 압축 응력이 포함되어 있어 마모와 피로에 대한 저항력이 증가합니다.
- 플라즈마 질화의 장점:향상된 표면 특성:
- 플라즈마 질화는 표면 경도를 크게 증가시켜 소재의 마모, 마모 및 갈링에 대한 저항성을 높입니다. 이는 기존의 가스 질화가 효과적이지 않을 수 있는 고합금 강재에 특히 유용합니다.맞춤형 경도 프로파일:
- 이 공정을 통해 가스 혼합물과 플라즈마 조건을 조정하여 맞춤형 층과 경도 프로파일을 생성할 수 있습니다. 이러한 유연성은 부품의 여러 영역에서 다양한 정도의 경도 또는 질화가 필요한 응용 분야에 매우 중요합니다.환경 영향 감소:
- 암모니아를 사용하는 기존의 질화 공정과 달리 플라즈마 질화는 질소와 수소를 사용하므로 환경에 미치는 영향이 줄어듭니다. 또한 용광로 전체가 아닌 공작물만 가열하므로 제어 대기 용광로에 비해 에너지가 절약됩니다.백층 형성 없음:
플라즈마 질화는 기존 질화 공정에서 때때로 형성되는 부서지기 쉬운 층인 '백층'의 형성을 방지할 수 있습니다. 이러한 층이 형성되지 않으므로 처리된 표면이 연성과 견고성을 유지합니다.플라즈마 질화의 응용 분야:
이 공정은 구상 주철, 합금강, 스테인리스강 및 티타늄 합금을 포함한 다양한 재료에 적용할 수 있습니다. 특히 높은 기계적 응력을 받고 핵심 재료의 특성을 손상시키지 않으면서 표면 특성을 향상시켜야 하는 부품에 유용합니다.
플라즈마 질화의 온도 제어:
플라즈마 질화에서 온도 제어는 질화 층의 깊이와 품질에 직접적인 영향을 미치기 때문에 매우 중요합니다. 적절한 제어는 부품 전체에 걸쳐 균일한 질화를 보장하고 재료의 왜곡이나 특성 저하를 초래할 수 있는 과열을 방지합니다.
