стадии: I —очистка поверхности
катодным распылением; II — собственно насыщение [1, 32].
Катодное распыление проводится в
течение 5—60 мин при напряжении 1100— 1400 В и давлении .0,1—0,2 мм рт.
ст. В процессе катодного распыления температура детали не превышает
250° С. Температура азотирования '500—580° С, разрежение 1—10 мм рт.
ст., рабочее напряжение 400—1100 В., продолжительность процесса 1—24
ч.
На рис. 49 приведена схема
процессов, имеющих место при азотировании в плазме тлеющего разряда. При
азотировании ионы азота под действием энергии электростатического лоля
приобретают скорость, вектор которой направлен нормально к катоду
(детали). При бомбардировке катода кинетическая энергия иона расходуется
на нагрев поверхности (Ет) и отрыв электронов и атомов
железа Ер (в частности, на катодное распыление). Атомы
железа в плазме тлеющего разряда соединяются с азотом, существующим в
различных состояниях возбуждения, образуя нитрид железа, который
адсорбируется па поверхности катода. Напыленный слой нитридов
под действием ионной бомбардировки разлагается с получением низших
нитридов железа и а-раствора (РеИ •-*■ Ре^Н РедЫ -»■
Ре4Ы -> а). Полученный при распаде низшего нитрида азот
диффундирует .в поверхностный слой металла, образуя зону внутреннего
азотирования, а железо, обедненное азотом, вновь распыляется в
плазму. Процессы образования нитридов в прикатодном пространстве и их
осаждение на катоде непрерывно повторяются. Следовательно, нитридные фазы,
конденсирующиеся на поверхности катода, являются наряду с газовой фазой
источником азота.
Структуру и фазовый состав можно
регулировать изменением давления ,и состава насыщающей атмосферы. В
аммиачной плазме наибольшая толщина .слоя при 520—.570° С достигается на
,сталях 08, 40Х и 38Х2МЮА .при давлении 2 мм рт. ст. (рис. 50), а при 650°
С — 6 мм рт. ст. Введениеш аммиачную плазму аргона 1(5—1-5% кНд я 95—85 об% Аг)
позволяет получить азотированный слой, состоящий только из а-фазы и
легированных нитридов (рис. 50).
