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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。. g+ ]" |( c" c
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。9 M; r* W. E; w: l
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。. E$ L* K8 y4 J2 K/ F
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。2 @0 g) p- T% ?0 j9 T
与上述两种氮化方法相比，离子氮化法具有以下一些优点：; U4 u) D6 Y2 v( B8 f% H6 l/ w2 P0 t, s
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。: ~3 ]' i8 O8 ?& k/ d) Q
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）。
- N( S+ S& L( {4 e9 u3 `( ] 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％）。
) J/ R6 {- s% m" U) ? 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。
( X, i3 {# v2 ?4 k# c/ M$ A1 k 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。
) J5 t! T- F' f9 j, ?. Z 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。8 |/ f; y8 M; b3 R1 \9 o3 G% m
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。! L) F* M) s( j+ g' X7 I) c
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
6 l, b( A, M) l6 h 气体氮化、液体氮化和离子氮化的比较
5 U2 ~9 p9 I7 X! q( I7 K 比较内容 气体氮化 液体氮化 离子氮化& w2 t$ U4 [" ^( k+ w
1、对环境的污染较 重 重 无
; ?2 s3 n! K% m. g8 |: I 2、是否需添置环保设施 需要 需要 不需要. r8 a! V+ [. d4 O
3、可否为都市工业接受 不能 不能 能
5 a; O5 f7 ?, S1 l6 g 4、生产周期 长 短 短
+ x0 @) Z/ s/ I1 } 5、氨气消耗量 大 ——— 极少3 [0 P! D0 t, d9 [
6、能耗 大 小 小9 w$ N, S7 |# o% ]+ Q: d
7、生产成本 高 较高 低. c5 k7 X9 k2 y. n" z2 a; E
8、设备投资 较低 较低 较高7 {7 E) P5 _) B3 x
9、设备复杂性 简单 简单 较复杂
) l7 Q1 A% X/ ]0 e5 ]- U3 L' w6 V 10、工艺重现性 好 好 好
4 D, E$ ]- A/ w5 C0 L* t: S 11、氮化层组织可否控制 不能 不能 能6 b8 w$ c4 f) S& g
12、强化效果 良 良 优良8 S7 L& Z3 G/ M* o& O9 m8 v
13、能氮化的材料 较多 较多 多6 \; u+ {& d4 s3 g! M$ `6 E
14、对不锈钢的氮化效果 很难操作 较好 容易操作、效果好! U; y5 M y6 ^2 n+ T
15、工件的变形 较大 较大 小7 u7 o- N- p: V( X6 N# m- _+ y3 E
16、非氮化面的防护 繁琐 繁琐 容易
- o& F `0 T6 K) m 17、要求工件清洗干净程度 较高 较高 高$ g1 `7 w8 g) x( ?3 M P$ D- L
18、对操作者的要求 较高 较高 较高
9 ?( }$ K/ V7 H. J% W3 d 19、现场操作环境 较差 差 好
7 h* X. M7 v$ Q. h9 g2 n* _. n 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