依靠輝光放電的離子滲氮技術(shù)自上世紀(jì)70 年代以來(lái)已獲得廣泛應(yīng)用，但離子滲氮過(guò)程中工件的打弧和空心陰極效應(yīng)影響滲氮質(zhì)量以致?lián)p壞處理工件表面，是必須予以克服的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題。對(duì)離子滲氮機(jī)理的研究認(rèn)為，N2的中性原子態(tài)和震動(dòng)的分子態(tài)是在輝光放電滲氮過(guò)程中主要的反應(yīng)微粒，這意味著滲氮時(shí)沒(méi)有必要將工件處于幾百伏甚至上千伏的陰極電位。由此提出活性屏滲氮技術(shù)的思路。
活性屏離子滲氮技術(shù)（Active Screen Plasma Nitriding，ASPN）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)工件打弧、空心陰極效應(yīng)、溫度測(cè)量困難、大小工件不能混裝和對(duì)操作人員要求高等一些技術(shù)難題，而且可以獲得和直流離子滲氮一樣好的滲氮效果。
在活性屏離子滲氮過(guò)程中，是將直流負(fù)高壓接在鐵制的籠子上，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，同時(shí)濺射下來(lái)一些納米顆粒沉積在工件的表面進(jìn)行滲氮。因此，在活性屏離子滲氮過(guò)程中，籠子同時(shí)起到加熱工件和提供滲氮載體的兩個(gè)作用。
設(shè)備的關(guān)鍵部件是活性金屬屏，即上面所說(shuō)的籠子，脈沖或直流電源的電流直接加于活性屏上，其產(chǎn)生的熱依靠輻射均勻加熱滲氮處理工件，同時(shí)由噴口噴入的氣體產(chǎn)生等離子體，工件進(jìn)行滲氮時(shí)活性屏被等離子體包圍，等離子體按精心設(shè)計(jì)的流動(dòng)方向均勻平緩地與處理工件接觸，實(shí)現(xiàn)均勻的滲氮。機(jī)理研究發(fā)現(xiàn)，從活性屏上濺射下來(lái)的納米粒子在向工件表面的輸運(yùn)過(guò)程中，粒子表面物理吸附了大量的活性氮原子，這些粒子沉積在被處理的工件表面后，物理吸附的氮發(fā)生解析，脫附下來(lái)的活性氮原子向鋼基體內(nèi)部擴(kuò)散形成了滲氮層。
滲氮操作主要步驟如下：(1) 去除污銹的工件裝入工件支架平臺(tái)，密封爐體; (2) 啟動(dòng)真空泵使?fàn)t體內(nèi)壓降至20μbar; (3) 提供活性屏電流; (4) 爐內(nèi)溫度均勻一致達(dá)到300 ～ 600 ℃（對(duì)特殊合金，滲氮溫度可設(shè)定高達(dá)800℃）; (5) 由氮和中性氣體組成的混合氣通過(guò)噴口進(jìn)入活性屏外圍并產(chǎn)生高離子化的離子、電子和其它活性的、具有能量的中性氣相粒子，對(duì)工件進(jìn)行滲氮; (6) 活性屏產(chǎn)生的等離子體流動(dòng)，使處理工件不斷沉浸于活性氣相粒子中。
在歐洲，許多大的熱處理廠都購(gòu)置了活性屏離子滲氮設(shè)備，使用效果良好，大大提高了經(jīng)濟(jì)效益。在日本，這種活性屏滲氮爐的直徑達(dá)到1000 mm，高度為1200 mm，最大的處理加載量達(dá)到2000 kg(含夾具) ，處理后可導(dǎo)入80 kPa 氮?dú)膺M(jìn)行強(qiáng)制冷卻。采用常用的離子滲氮?dú)夥? 30% N2 + 70% H2)可獲得γ' + 擴(kuò)散層基體組織; 增加N2量和甲烷可獲得ε相層; 還可通入丙烷、氫的硫化物、碳的氟化物等形成氮-碳化物、氧氮-碳化合物和硫-氮淬硬滲層。目前這項(xiàng)新技術(shù)在我國(guó)尚屬空白，需要急起直追。