等离子氮化是一种热化学工艺，通过将氮引入表层来提高金属（尤其是铁合金和钛合金）的表面性能。该工艺在低压环境下进行，由辉光放电产生的等离子体可促进氮向金属表面扩散。由此产生的氮化层可显著提高经处理部件的耐磨性、表面硬度和疲劳强度。
等离子氮化的机理：
该工艺首先是在直流（DC）电场下将真空室中的含氮气体电离。电离产生等离子体，用正离子轰击金属表面。这种轰击不仅能清洁表面，还能促进氮向金属中的扩散，从而形成坚硬的氮化层。该层含有压应力，有助于提高抗磨损和抗疲劳性能。
- 等离子氮化的优点：增强表面性能：
- 等离子氮化可显著提高表面硬度，使材料更耐磨损、耐磨损和抗咬合。这对于传统气体氮化可能效果不佳的高合金钢尤为有利。可定制的硬度曲线：
- 该工艺可通过调整气体混合物和等离子条件来创建定制的层和硬度曲线。这种灵活性对于零件的不同区域需要不同硬度或氮化程度的应用至关重要。减少环境影响：
- 与使用氨气的传统氮化工艺不同，等离子氮化使用氮气和氢气，减少了对环境的影响。此外，等离子氮化仅加热工件，而不是整个炉子，因此比可控气氛炉更节能。不会形成白层：
等离子氮化可避免形成 "白层"，即传统氮化工艺中有时会形成的脆性层。这种情况可确保处理后的表面保持延展性和韧性。等离子氮化的应用：
该工艺适用于多种材料，包括球墨铸铁、合金钢、不锈钢和钛合金。它尤其适用于承受高机械应力、需要在不影响核心材料性能的前提下增强表面性能的部件。
等离子氮化的温度控制：
温度控制在等离子氮化中至关重要，因为它直接影响氮化层的深度和质量。适当的控制可确保整个部件均匀氮化，并防止过热导致材料变形或性能下降。
