NAKANIHON-RO KOGYO 액티브 스크린 플라즈마(ASP) 질화 장치
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Active Screen Plasma nitriding machine
액티브 스크린 플라즈마(ASP) 질화 장치
고품질의 광휘질화를 실현
개발 배경
▶︎ 질화처리는 경도나 내마모성 등의 기계적 특성 향상을 목적으로 자동차나 항공기 부품, 치공구, 금형 등 다양한 분야에서 공업적으로 이용되고 있다. 특히 플라즈마를 이용한 질화 처리는, 담금질에 비해 비교적 저온(약 500℃)에서 처리를 행할 수 있고, 열 변형이 적은(치수의 오차가 적은) 것 등의 특징으로부터, 차세대 자동차, 로봇, 산업기기용 등 분야에서 시장 요구가 높아지고 있다.
▶︎ 그러나, 종래의 플라즈마 질화법은 처리품을 음극, 노벽을 양극으로 하고, 처리품과 노벽 사이에서 플라즈마를 발생시키기 때문에, 처리품에 대해서 이하에 나타내는 3개의 문제점이 발생하고, 표면 거칠기 나 질화 불균일이 발생합니다.
①엣지 효과・・・각부에 방전이 집중한다(그림1)
②홀로 캐소드 효과・・・처리품의 구멍 직경에 의해 방전에 차이가 나온다(그림2
) 그림 3)
이러한 문제점을 해결하기 위해 액티브 스크린 플라즈마(ASP) 질화 장치를 개발하였다.
개발 장비
<액티브 스크린 플라즈마(ASP) 질화 장치>
<장치 사양>
형식 : NASP-200
유효 치수 : Φ450×650
처리 중량 : 200kg/배치
<ASP 질화 장치 구성>
ASP 질화법은 처리품과 노벽 사이에 스크린을 설치하고, 스크린을 음극, 노벽을 양극으로 하고, 스크린과 노벽 사이에 플라즈마를 발생시키는 것에 특징이 있다. 스크린 표면에 질소 이온, 라디칼 등이 혼재한 플라즈마를 형성하고, 이들을 처리품 표면에 도달시키고, 질소를 강재 내부로 확산시킴으로써 처리품을 질화한다.
이점
① ASP법은 처리품에 대하여 직접적으로 플라즈마를 발생시키는 것이 아니라 스크린을 통해 간접적으로 플라즈마를 발생시키기 때문에 처리품의 형상에 영향을 받지 않는다. 따라서, 에지 효과, 할로우 캐소드 효과, 아킹을 억제할 수 있다.
②ASP법은 플라즈마 생성과 승온에 필요한 "스크린 전압"과 질화 성능을 제어하는 "바이어스 전압"으로 나누어져 있다. 이 스테이지측에 인가하는 바이어스 전압을 조정함으로써, 처리품에 공급하는 질소 이온량을 제어할 수 있기 때문에, 종래법에 비해 질화 성능의 제어성이 우수하다 .
③ASP법은 질소가스와 수소가스를 이용하여 질화하기 때문에 유해가스를 사용하지 않는다.
질화 성능
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