等离子/离子渗氮是一种可轻松应用于各种高合金钢的工艺。其中一些钢——例如M-2、S-7、D-2、43z40钢——氮化效果非常好。然而，制造各种工具的应用要求该层是坚硬的，但不危及它们的断裂韧性特性，因此必须不易碎。尽管在这种情况下也可以使用气体渗氮，但对这一过程的控制必须在渗氮电位的极低水平上进行，这在实践中非常困难。一个更简单的解决方案是使用等离子/离子渗氮，就其本质而言，这是一种低渗氮电位工艺【1-7】。等离子体允许容易地控制层结构，该层结构必须具有非常有限的厚度或者必须没有氮化物的化合物区（CZ-白色层）。
此外，当形成具有非常薄的CZ层时，需要最佳弯曲疲劳性能的部件（例如高性能曲轴）可能会显著提高其性能和寿命。
除了上述好处外，使用等离子渗氮的另一个好处是能够轻松掩盖特定表面的处理，如螺纹，它必须保持柔软。
等离子渗氮的基本原理和优点
等离子渗氮工艺使用氮氢混合气体中的辉光放电，如果需要氮碳共渗，偶尔还会加入碳氢化合物。辉光放电包围被处理的部件，并且如图1所示进行均匀处理。
阴极受到氮、氢及其自由基的高能离子轰击，导致氮在表面化学吸附并扩散到金属中，形成氮化层【1】。该过程可以通过常规手段控制/监测:温度、气体成分、压力、占空比等。以及对近阴极区域的视觉观察，以了解辉光放电的均匀性。参见图2。
阴极表面的现象非常复杂，可以在图3所示的视觉形式/模型中呈现。
阴极/负载表面溅射的存在以及较低的氮分压导致形成非常薄的氮化铁化合物区，使我们可以将等离子体/离子渗氮定义为低渗氮电位工艺【1】。图4显示了使用该工艺时两种不同钢中复合区形成的实际发现。
2024年1月30日
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