The method of establishing stable glow ion nitriding is studied by examining the behavior of low carbon steel(SCM 3) with respect to the hardness level and depth. A major difficulty of the ion nitriding is getting a stable glow establishment. As the work piece is heated by means of ion current in the vacuum, the contaminants on the surface may be released into the glow where they are ionized and locally creats a very high current density tube which appears as an intense are discharge.
The attention of this study is to prevent an are from forming and thus to establish a stable glow. It is found that the arc could completely be prevented when the D.C. high voltage is converted into a square wave and then imposed to the electrodes(workpiece and chamber). The frequency of the square wave is shown to be not critical for establishment of a stable glow over the test range 200Hz to 2000Hz.
The optimal conditions of ion nitriding such as chamber pressure, work piece temperature, and gas composition are examined testing the hardness level and depth of the nitrided work pieces.
The theory of ion nitriding is reviewed and advantages of the method of ion nitriding over the conventional gas and salt-bathe method are discussed.
이온질화는 진공반응로에 1torr에서 10torr 까지의 질소가스 분위기에 피처리 시편을 음극 반응로 벽을 양극으로 하여 이상글로우 방전을 발생시켜 처리한다. 전장에 의해 이온화된 질소의 양이온이 전장에 의해 가속되어 음극인 피처리시편에 침투되어 피처리물 표면에 질화철을 이룬다. 질화철은 질화처리 온도인 400℃에서 600℃ 까지의 범위에서 불안정하기 때문에 질소의 함유물이 적은 질화철로 변하고 분리된 질소는 내부로 확산하게 된다.
이온질화에서 얻어지는 효과는 표면 경도의 증가, 내마모성의 증가 내피로성의 증가등이다. 이온질화의 장점은 타질화법에 비해 처리비용이 적게 들며, 무공해 열처리이며, 조작이 간단하다는 점이다.
이온질화시의 문제점인 아아크 방전의 방지는 입력전압의 파형을 구형파로 변화시켜 아아크 방전을 방지할 수 있다.
