النيترة بالبلازما هي عملية كيميائية حرارية تعزز الخصائص السطحية للمعادن، وخاصة السبائك الحديدية والتيتانيوم، عن طريق إدخال النيتروجين في الطبقة السطحية. وتُجرى هذه العملية في بيئة منخفضة الضغط حيث تسهّل البلازما المتولدة عن التفريغ المتوهج انتشار النيتروجين في سطح المعدن. وتحسّن الطبقة النيتريدية الناتجة بشكل كبير من مقاومة التآكل وصلابة السطح وقوة إجهاد المكونات المعالجة.
آلية نيترة البلازما:
تبدأ العملية بتأين الغازات المحتوية على النيتروجين في غرفة مفرغة من الهواء تحت مجال كهربائي للتيار المباشر (DC). ويخلق هذا التأين بلازما تقصف سطح المعدن بأيونات موجبة. ولا يقتصر هذا القصف على تنظيف السطح فحسب، بل يعزز أيضًا انتشار النيتروجين في المعدن، مما يؤدي إلى تكوين طبقة نيتريدية صلبة. تحتوي هذه الطبقة على ضغوط انضغاطية تساهم في زيادة المقاومة ضد التآكل والتعب.
- مزايا نيترة البلازما:خصائص السطح المحسّنة:
- تزيد نيترة البلازما من صلابة السطح بشكل كبير، مما يجعل المادة أكثر مقاومة للتآكل والتآكل والتآكل والالتواء. وهذا مفيد بشكل خاص للفولاذ عالي السبيكة حيث قد لا تكون عملية النترة الغازية التقليدية فعّالة.ملامح صلابة قابلة للتخصيص:
- تسمح العملية بإنشاء طبقات مخصصة وملامح صلابة عن طريق تعديل خليط الغاز وظروف البلازما. وتُعد هذه المرونة أمرًا بالغ الأهمية للتطبيقات التي تتطلب فيها مناطق مختلفة من الجزء درجات متفاوتة من الصلابة أو النترة.تقليل التأثير البيئي:
- على عكس عمليات النترة التقليدية التي تستخدم الأمونيا، تستخدم عملية النترة بالبلازما النيترة بالنيتروجين والهيدروجين، مما يقلل من الأثر البيئي. بالإضافة إلى ذلك، فهي تقوم بتسخين قطعة العمل فقط، وليس الفرن بأكمله، مما يوفر الطاقة مقارنةً بأفران الغلاف الجوي التي يتم التحكم فيها.عدم تكوين طبقة بيضاء:
يمكن أن تتجنب عملية النيترة بالبلازما تكوين "طبقة بيضاء"، وهي طبقة هشة تتشكل أحيانًا في عمليات النيترة التقليدية. ويضمن هذا الغياب بقاء السطح المعالج مطيلًا وقويًا.تطبيقات نيترة البلازما:
تنطبق العملية على مجموعة واسعة من المواد بما في ذلك الحديد الزهر العقدي وسبائك الصلب والفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك التيتانيوم. وهي مفيدة بشكل خاص للمكونات التي تخضع لإجهاد ميكانيكي عالٍ وتتطلب خصائص سطحية محسّنة دون المساس بخصائص المواد الأساسية.
التحكم في درجة الحرارة في عملية النيترة بالبلازما:
يُعدّ التحكم في درجة الحرارة أمرًا بالغ الأهمية في عملية النترة بالبلازما لأنه يؤثر بشكل مباشر على عمق وجودة الطبقة النيتريدية. ويضمن التحكم السليم في درجة الحرارة توحيد النيترة عبر المكوّن ويمنع ارتفاع درجة الحرارة، مما قد يؤدي إلى تشويه أو تدهور خصائص المادة.
