直流等離子弧是一種經(jīng)過(guò)壓縮了的高溫、高能量密度電弧，利用等離子弧的高溫射流束可以對(duì)金屬表面進(jìn)行硬化處理，如表面淬火、熔覆等。與激光金屬表面硬化處理技術(shù)相比，等離子弧金屬表面硬化處理技術(shù)具有硬化層厚、質(zhì)量好、處理效率高、設(shè)備簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，可用于橡膠機(jī)械、鋼鐵機(jī)械、重工業(yè)機(jī)械中一些承受較重載荷，需要耐磨、耐蝕零部件的表面硬化處理。

等離子弧表面淬火技術(shù)是利用高溫、高能量密度的等離子弧對(duì)鋼制零件表面進(jìn)行淬火處理，處理速度快、無(wú)氧化。無(wú)變形。

等離子噴焊是一項(xiàng)比較成熟的金屬表面硬化處理技術(shù)，近我所研制成功了新型計(jì)算機(jī)控制的等離子噴焊設(shè)備，并配套了相應(yīng)的處理工藝軟件。

投資概算：一套等離子弧金屬表面硬化設(shè)備及配套的工藝軟件需15萬(wàn)元，設(shè)備消耗電能約25千瓦，盡需1人操作，需要廠房20平方米。

經(jīng)濟(jì)效益分析：目前在橡塑機(jī)械、鋼鐵機(jī)械、重工業(yè)機(jī)械中承受較重載荷的金屬零部件表面硬化處理都是采用手工電弧堆焊的辦法，堆焊質(zhì)量差、零件變形大、堆焊效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大。采用由計(jì)算機(jī)控制的等離子弧噴焊技術(shù)即可解決上述的問(wèn)題，同時(shí)也可降低生產(chǎn)成本。

合作方式：本項(xiàng)技術(shù)可以采用為使用單位提供等離子弧金屬表面硬化設(shè)備和配套工藝的合作方式。

192.離子化學(xué)熱處理技術(shù)

   離子化學(xué)熱處理技術(shù)包括離子氮化、離子碳氮共滲、離子軟氮化＋后氧化復(fù)合處理和等離子體化學(xué)氣相沉積等多種處理工藝，廣泛用于提高鋼和鑄鐵等金屬材料制造的機(jī)械零部件和工模具的表面硬度、耐磨性和耐蝕性，提高其使用壽命。

離子化學(xué)熱處理具有處理速度快、質(zhì)量好、節(jié)能、無(wú)污染等特點(diǎn)，一些離子化學(xué)熱處理技術(shù)已在工業(yè)生產(chǎn)中獲得廣泛應(yīng)用，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

我所從事離子化學(xué)熱處理技術(shù)的研究已有二十多年的歷史，技術(shù)成熟，多項(xiàng)技術(shù)都達(dá)到了******。尤其是近幾年我所研制成功國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的保溫式離子化學(xué)熱處理裝置，并配套了相應(yīng)的離子化學(xué)熱處理工藝軟件，使這項(xiàng)技術(shù)更具有市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

A.保溫式離子熱處理爐

我所研制的保溫式多功能離子熱處理裝置已通過(guò)省級(jí)技術(shù)鑒定，并獲得國(guó)家**。這種新型離子熱處理爐的外殼用高效保溫材料包覆，工件仍采用加熱效率高、加熱均勻的離子轟擊加熱方式。保溫式離子熱處理爐具有以下的優(yōu)點(diǎn)：

①比水冷式爐體節(jié)電50%，節(jié)水80%以上；

②爐體簡(jiǎn)單合理，有效工作空間增加30%以上；

③爐體采用不銹鋼制造，使用壽命長(zhǎng)；

④爐內(nèi)空間溫度高、溫度均勻性好，既解決了離子熱處理爐測(cè)溫難的問(wèn)題，又可以實(shí)現(xiàn)大小工件混裝；

⑤可滿足多項(xiàng)處理功能，如離子滲氮、滲硫、軟氮化、氧化和等離子體化學(xué)氣相沉積等。

B.等離子體化學(xué)氣相沉積超硬膜技術(shù)（簡(jiǎn)稱(chēng)PCVD技術(shù)）

利用低壓非平衡等離子體技術(shù)可以在金屬表面沉積一層TiN、TiCN、TiAlN, TiSiN等硬質(zhì)膜和超硬膜。PCVD技術(shù)具有沉積溫度低、膜的均勻性好、設(shè)備簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，特別適合刀具、模具等的表面強(qiáng)化處理。處理后的刀具壽命可提高數(shù)倍到十幾倍；處理過(guò)的高速鋼精密軸承的抗高溫腐蝕性能有大幅度地提高，已用于國(guó)產(chǎn)L11飛機(jī)上。

“等離子體化學(xué)氣相沉積(PCVD)硬膜技術(shù)工藝與裝置的研究”曾列為國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目、國(guó)家八五重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目、國(guó)家九五重點(diǎn)科技成果推廣項(xiàng)目。獲得過(guò)國(guó)家發(fā)明三等獎(jiǎng)、第37屆布魯塞爾尤里卡國(guó)際發(fā)明博覽會(huì)金獎(jiǎng)和一些省部級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)。

C.離子軟氮化 + 后氧化復(fù)合處理 （簡(jiǎn)稱(chēng)Ion(NC+O)復(fù)合處理）

離子軟氮化+離子氧化復(fù)合處理技術(shù)是國(guó)外新離子化學(xué)熱處理工藝，國(guó)外稱(chēng)其為PLASOX技術(shù)或IONIT-OX技術(shù)。它是在離子氮碳共滲硬化處理后，接著再進(jìn)行離子氧化處理，在硬化層表面覆蓋一層致密的Fe₃O₄膜，使零件表面既有高的硬度和耐磨性，又有優(yōu)良的耐蝕性能。國(guó)外已將這項(xiàng)技術(shù)成功應(yīng)用到汽車(chē)零部件的表面處理，并取得巨大經(jīng)濟(jì)效益。由于受我國(guó)現(xiàn)有離子氮化設(shè)備結(jié)構(gòu)的限制，這項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)仍處于空白。

我所利用自行研制的保溫式離子熱處理爐進(jìn)行了Ion(NC+O)復(fù)合處理工藝的研究，并獲得成功。經(jīng)Ion(NC+O)復(fù)合處理后的鋼制零件表面是由Fe₃O₄氧化膜、ε化合物層和γ′擴(kuò)散層組成。盡管表面氧化膜僅有1~2微米厚，但其耐蝕性能卻遠(yuǎn)好于鍍硬鉻和發(fā)黑處理，甚至可以和奧氏體不銹鋼的耐蝕性能相媲美。Ion(NC+O)復(fù)合滲層的硬度高摩擦系數(shù)低，所以經(jīng)Ion(NC+O)復(fù)合處理的鋼制零件表面有著優(yōu)良的耐磨和耐蝕性能。

D.活性屏離子滲氮技術(shù)（簡(jiǎn)稱(chēng)ASPN技術(shù)）

“活性屏離子滲氮（Active Screen Plasma Nitriding）”技術(shù)是近幾年在歐洲出現(xiàn)的一種新型離子滲氮技術(shù)，它不僅解決了傳統(tǒng)直流離子滲氮技術(shù)（DCPN）存在的一些難以克服的技術(shù)難題，如工件打弧、空心陰極效應(yīng)和溫度測(cè)量困難等，而且可以獲得和DCPN一樣好的滲氮效果。在歐洲，許多大的熱處理廠都購(gòu)置了ASPN設(shè)備，使用效果良好。目前這項(xiàng)新技術(shù)在我國(guó)尚屬空白。

 在ASPN處理過(guò)程中，直流負(fù)高壓電源接在鐵制的籠子上，被處理工件罩在籠子中間，處于電懸浮狀態(tài)或接負(fù)偏壓。在離子的轟擊作用下，籠子被加熱，并濺射出納米粒子沉積在工件表面。因此在ASPN技術(shù)中，籠子（活性屏）起到兩個(gè)作用：一是將工件加熱到滲氮溫度；二是向工件表面提供滲氮源。

研究所正與英國(guó)伯明翰大學(xué)合作對(duì)ASPN技術(shù)進(jìn)行研究。2004年，“保溫式活性屏離子熱處理設(shè)備與工藝研究”項(xiàng)目已被青島市科技局列為國(guó)際合作項(xiàng)目。該項(xiàng)目完成后，將推出一套具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的活性屏離子滲氮技術(shù)。