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Active Screen Plasma nitriding machine

アクティブスクリーンプラズマ(ASP)窒化装置

高品質な光輝窒化を実現

No1

開発背景

▶︎窒化処理は硬度や耐摩耗性などの機械的特性の向上を目的として、自動車や航空機部品、治工具、金型などの様々な分野で工業的に利用されている。特にプラズマを用いた窒化処理は、焼入れに比べて比較的低温(約500℃)で処理を行うことができ、熱変形が少ない(寸法の誤差が少ない)ことなどの特徴から、次世代自動車、ロボット、産業機器用などの分野において市場ニーズが高まっている。

▶︎しかし、従来のプラズマ窒化法は処理品を陰極、炉壁を陽極として、処理品と炉壁の間でプラズマを発生させるため、処理品に対して以下に示す3つの問題点が発生し、表面荒れや窒化ムラが生じてしまう。
①エッジ効果・・・角部に放電が集中する(図1)
②ホローカソード効果・・・処理品の穴径によって放電に差が出る(図2)
③アーキング・・・部分的な放電ムラ(図3)

エッジ効果の図 ホローカソード効果の図 アーキングの図

これらの問題点を解決するために、
アクティブスクリーンプラズマ(ASP)窒化装置
を開発した。

No2

開発装置

<アクティブスクリーンプラズマ(ASP)窒化装置>

アクティブスクリーンプラズマ窒化装置

<装置仕様>
型  式 : NASP-200
有効寸法 : Φ450×650
処理重量 : 200kg/バッチ

装置仕様
窒化装置構成

<ASP窒化装置構成>

ASP窒化法は処理品と炉壁の間にスクリーンを設置し、スクリーンを陰極、炉壁を陽極として、スクリーンと炉壁の間でプラズマを発生させることに特徴がある。スクリーン表面で窒素イオン、ラジカルなどが混在したプラズマを形成し、これらを処理品表面に到達させ、窒素を鋼材内部に拡散することにより処理品を窒化する。

No3

優位性

①ASP法は処理品に対して直接的にプラズマを発生させるのではなく、スクリーンを介して間接的にプラズマを発生させるため、処理品の形状に影響されない。したがって、エッジ効果、ホローカソード効果、アーキングを抑制することができる。

②ASP法はプラズマ生成と昇温に要する”スクリーン電圧”と窒化性能の制御を行う”バイアス電圧”に分かれている。このステージ側に印加するバイアス電圧を調整することにより、処理品へ供給する窒素イオン量を制御することができるため、従来法に比べて窒化性能の制御性に優れる。

③ASP法は窒素ガスと水素ガスを用いて窒化するため、有害ガスを使用しない。

No4

窒化性能

表面粗さ比較表
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