Kleine Spalte, komplizierte Geometrien – ein Problem für das gepulste Plasma?

Bei einem geringen Behandlungsdruck können nur ebene Flächen und einfache Geometrien gleichmäßig vom Plasma bedeckt werden. Mit einer Druckerhöhung wird die Glimmsaumdicke geringer und es können enge Spalte, Ecken und Bohrungen behandelt werden.
In Spalte kleiner ca. 0,5 mm kann das Plasma nicht eindringen. Dies ist die Grundlage für ein partielles Nitrieren unter Nutzung mechanischer Abdeckungen.

Glimmsaum bei geringem Druck
Glimmsaum bei geringem Druck

Glimmsaumausbildeung bei geringem Druck

Glimmsaum bei hohem Druck
Glimmsaum bei hohem Druck

Glimmsaumausbildung bei hohem Druck

Mit einer Druckerhöhung sind zwangsweise höhere Stromdichten und größere Temperaturunterschiede – bei sonst gleichen Bedingungen – verbunden. Ist die Stromversorgung der Anlage zu klein ausgelegt, können Bedeckungsschwierigkeiten auftreten oder das Plasma „verlischt“ ganz einfach. Über eine richtige Dimensionierung der Stromversorgung ist dieses Problem jedoch lösbar.

Durch das Pulsen wird der Energieeintrag gesenkt und selbst dünne Bohrungen oder enge Spalte sind ohne Überhitzung nitrierbar.

Pulsen des Plasma im µsec Bereich
Pulsen des Plasma im µsec Bereich

Pulsen des Plasma

Um stabile Bedingungen für alle Teile in einer Charge zu schaffen, muss die Stromversorgung den notwendigen Spitzenstrom bereitstellen können. Für industrielle Anlagen heißt das unter Umständen, dass Ströme von 1000 A und mehr gehandhabt werden müssen.

Zündimpuls
Zündimpuls

Zündimpuls

Mit dem Behandlungsdruck steigt ebenfalls die notwendige Spannung um das Plasma zu zünden. Da höhere Spannungen wiederum einen erhöhten Energieeintrag zur Folge haben, kann nur über einen Zündimpuls die mittlere Arbeitsspannung effektiv gering gehalten werden. Dieses Problem wurde von der Eltro GmbH bereits in den 80er Jahren gelöst. Der Zündimpuls sichert ein gleichmäßiges Zünden und damit Beglimmen der Charge sowie das Arbeiten mit geringsten Spannungen bei hohem Druck. Der Energieeintrag wird so wesentlich gesenkt, komplizierte Geometrien sind ohne Probleme nitrierbar. Dies bezieht sich sowohl auf Sackloch-, als auch auf Durchgangsbohrungen, auf komplizierte Verzahnungsgeometrien oder die Behandlung von Strangpressmatritzen.