1概述

　　模具、机械部件、东西多数要进行外表硬化处理。等离子氮化是近年来常用的外表硬化处理办法。国内外对等离子氮化进行了许多研讨，并开发出许多等离子氮化办法。其间电子束激起等离子(EBEP)氮化法是氮离解率高、处理时间短的等离子氮化办法。但是这种以EBEP为代表的氮化办法，氮离子等活性氮不能入射到工件的固定面，所以不能对固定面进行氮化。此外，当对许多工件同时进行处理时，由于摆放位置不同，使工件承受的等离子的密度不同，导致各工件之间氮化层深度不同。关于小型机械部件来说，要求具有全面、均匀的氮化层。因而需要一种可以对工件进行全面氮化，并能够取得均匀氮化层的等离子氮化办法。本研讨团队为使工件取得均匀的氮化层，曾提出过将装有多个工件的滚筒放入EBEP装置的氮化室中，使滚筒进行转动的方案，并对此进行了研讨。研讨发现，该办法的问题是，由于滚筒内部等离子密度下降，导致氮化速度变慢。并发现滚筒开口率和附加偏电压对滚筒内部等离子密度有影响。

　　本研讨查明晰滚筒开口率和附加偏电压对氮化层构成的影响。

　　2试验办法

　　将装有试样的滚筒放入EBEP中，一面使滚筒转动，一面临试样进行氮化。在转动轴上设置陶瓷隔片，将滚筒作为漂浮电位。在调查偏电压对氮化的影响时，对滚筒施加附加偏电压。试验条件是，加速电压Va=80V，处理压力0.4Pa，处理温度500℃，处理时间6小时，附加偏电压是-60V、-100V。氮化用试样是热作模具用合金钢SKD61。试样形状是边长为10mm的立方体，共30个。安装在滚筒上的网筛略图如图1。网筛有两种，开口率分别为54%(网筛A)和45%(网筛B)。滚筒转动轴是偏心轴，滚筒转动时滚筒内试样可以前后移动。

　　图1　装在滚筒上的网筛

　　3试验成果及剖析

　　用兰米尔曲线法测定的滚筒内部电流电压-联系显现，网筛A的滚筒内部等离子密度为7.8×109/cm3，网筛B的滚筒内部等离子密度为1.6×1010/cm3。开口率添加，滚筒外的氮原子、氮离子、电子等简单进入滚筒内部，使滚筒内部等离子密度添加。在网筛A和网筛B滚筒内的试样中随机抽取一个试样，测定试样外表和断面的硬度，成果表明，网筛A滚筒内试样的外表和断面硬度都高于网筛B滚筒内试样的外表和断面硬度。这是上述的滚筒内部等离子密度差异的成果。

　　改动施加在滚筒的偏电压进行氮化处理试样的外表、断面硬度测定成果显现，偏电压为-60V时断面硬度最高。

　　4小结

　　改动滚筒网筛开口率和附加偏电压进行氮化试验的成果表明，开口率增大，氮化工件断面硬度升高，改动附加偏电压会使氮化工件硬度发生变化。