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目前工业生产中使用的氮化方法有三种，即液体氮化、气体氮化和离子氮化，三种氮化方法之间具有互补性。' E. y) N& s' m# L) d
随着人们环保意识的加强，一系列环保法律法规相继出台，液体氮化和气体氮化因污染问题已不为都市工业所接受，相继从都市工业中退出。如上海市除真空热处理、感应热处理和离子渗氮工艺可继续留在市内从事生产外，其他热处理工艺生产都已搬出市区，另求生存之道。
1 }- d1 J. o* N8 F/ D 除上述突出弊端外，液体氮化因受设备容量限制，对大型零件的氮化也显得无能为力，而且零件经液体氮化后，表面疏松较严重，更限制了其应用范围。但客观地将，液体氮化对某些材质的小工件氮化仍具有其独到之处。
9 f- V) }% l9 e1 L 气体氮化因工艺周期长（如氮化层深度要求为0.6mm时，其保温时间可长达90小时）、氨气消耗量大、能源消耗多、生产成本高，废气、废水难以处理，其应用范围也正在逐步缩小。+ ?& C. t5 d' A7 u- k
与上述两种氮化方法相比，离子氮化法具有以下一些优点：- n6 K U) Q( v, D1 j* e
①由于离子氮化法不是依靠化学反应作用，而是利用离子化了的含氮气体进行氮化处理，所以工作环境十分清洁而无需防止公害的特别设备。/ O( U2 e p8 u' i7 Q7 I$ Z
②由于离子氮化法利用了离子化了的气体的溅射作用，因而与以往的氮化处理相比可显著的缩短处理时间（离子渗氮的时间仅为普通气体渗氮时间的1/3—1/5）。0 b8 q7 I$ E6 g! G1 p2 Z S0 M( N
③由于离子氮化法利用辉光放电直接进行加热，也无需特别的加热和保温设备，且可以获得均匀的温度分布，与间接加热方式相比加热效率可提高2倍以上，达到节能效果（能源消耗仅为气体渗氮的40—70％）。' `& g; ?( B3 }9 @
④由于离子氮化是在真空中进行，因而可获得无氧化的加工表面也不损害被处理工件的表面光洁度。而且由于是在低温下进行处理，被处理工件的变形量极小，处理后无需再行加工，极适合于成品的处理。
0 M. R5 y& q2 p; y) V* K6 i ⑤通过调节N、H和其他组份等气体的比例，可自由地调节化合物层的相组成，从而获得预期的机械性能。
5 R% X% j; w) C# w. i' {- W0 k ⑥离子氮化从380℃起即可进行氮化处理，此外，对钛等特殊材料也可在850℃的高温下进行氮化处理，因而适应范围十分广泛。
1 c4 u: A0 a o' r1 @ W! I( W ⑦由于离子氮化是在低气压下以离子注入的方式进行，因而耗气量极少（仅为气体渗氮的百分之几），可大大降低处理成本。
0 ?# P6 x4 k0 E; V0 d 正式基于以上诸多优势，离子氮化正逐步取代气体氮化和液体氮化，成为二十一世纪中国热协大力推广的“绿色”氮化方法
) Q( D# T4 y- A 气体氮化、液体氮化和离子氮化的比较
0 C7 ?( R5 E( V. D# M5 P 比较内容 气体氮化 液体氮化 离子氮化" \' x, w" |$ w1 P2 h$ l
1、对环境的污染较 重 重 无7 o) z) R2 \/ p; r9 [9 V0 W
2、是否需添置环保设施 需要 需要 不需要; Z; q% Q6 H+ K& z+ }
3、可否为都市工业接受 不能 不能 能! p' i: z+ |* x" q& C8 F& m8 Y& S
4、生产周期 长 短 短0 G0 S' l8 x' e& _& |
5、氨气消耗量 大 ——— 极少
$ K; o. R5 C( l& u* ?5 j. e7 D 6、能耗 大 小 小" `8 ^- Z/ X( e$ T/ Q! Z6 q9 S
7、生产成本 高 较高 低
4 J, D4 [# o( k4 F; O 8、设备投资 较低 较低 较高7 q! k2 m/ w R' _1 ^- _! Z+ o
9、设备复杂性 简单 简单 较复杂( ?& O' p$ a" c( f% x/ s
10、工艺重现性 好 好 好9 v6 O% U7 D* c1 V2 ^
11、氮化层组织可否控制 不能 不能 能
1 Y$ |7 J. u9 b. n$ K0 j 12、强化效果 良 良 优良5 s1 V" c3 [. c( [2 x0 S. X# ]; a' u
13、能氮化的材料 较多 较多 多5 e# K) W4 C7 d" H# G9 ?: {
14、对不锈钢的氮化效果 很难操作 较好 容易操作、效果好
7 c. |$ M7 `6 P- l1 v# H 15、工件的变形 较大 较大 小) D' @ B& H3 l& n6 `
16、非氮化面的防护 繁琐 繁琐 容易
% O( d+ @, I' n3 g 17、要求工件清洗干净程度 较高 较高 高
4 w6 H& T- R! ~7 U w. _ 18、对操作者的要求 较高 较高 较高
' ?& `5 w2 f5 h1 k: g$ X8 r4 y 19、现场操作环境 较差 差 好) P2 O! ^( c: K/ G; Y
20、操作者的劳动强度 较大 较大 较小 |
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发表于 2010-11-30 15:50:18