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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。! B" ?5 ?) v7 ]1 u
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。
$ N. X- w5 _2 m H! L) }$ R* k& |5 o 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。
& N9 c. _! R' Y/ |9 |; v 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。+ t* {) R9 }8 V: s* {+ _3 p
与上述两种氮化方法相比，离子氮化法具有以下一些优点：9 P$ k) m% w5 e- d
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。
& q1 Z; m- B! `# u! } 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）。- f3 c& ? Y' b5 F! s- t
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％）。$ Z9 w, @: {$ y- _6 V# H
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。: T. ~' Q3 q O
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。) C; y- S* t( n/ t# `1 u# s
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。) y; k4 l" d9 [, @7 j' [
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。
1 ?, m) C; g6 r @$ Y- M2 U 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! T- E+ ]* Q9 ^% d; X- b
气体氮化、液体氮化和离子氮化的比较
! B ]" v# C3 D1 X) @ 比较内容 气体氮化 液体氮化 离子氮化
8 o8 L% p9 B' y7 `: V; d7 @ 1、对环境的污染较 重 重 无
1 [$ Y4 z2 x- H0 P; A( u8 p 2、是否需添置环保设施 需要 需要 不需要
s( U. |! m% F# d0 h r2 \; ~ 3、可否为都市工业接受 不能 不能 能
/ g' n- M* P4 v# B5 [' r8 H 4、生产周期 长 短 短; C# o4 a' b) Q) f( H: j7 Y
5、氨气消耗量 大 ——— 极少
o1 W, c" a9 t+ S. a( F# A' Q 6、能耗 大 小 小
5 e9 |1 t# M1 x) l+ R 7、生产成本 高 较高 低8 G: H4 F7 b7 K: ]& y3 Q2 j" W
8、设备投资 较低 较低 较高( p$ Q2 y6 S' ^' k/ b
9、设备复杂性 简单 简单 较复杂
2 n- P( s9 L& x8 N- n 10、工艺重现性 好 好 好
& E2 o) D$ i' J7 d 11、氮化层组织可否控制 不能 不能 能/ c7 j6 o) m- h# b% G
12、强化效果 良 良 优良& {0 }# a4 w- j2 v
13、能氮化的材料 较多 较多 多5 j/ `' a5 N) u0 n
14、对不锈钢的氮化效果 很难操作 较好 容易操作、效果好
' I2 [2 Y' E; |7 y 15、工件的变形 较大 较大 小
4 U9 Y9 S3 E4 l7 E0 L/ o1 { 16、非氮化面的防护 繁琐 繁琐 容易8 H# U" [# ?3 v3 w) X0 o4 k8 Z2 G
17、要求工件清洗干净程度 较高 较高 高6 m* |) Y8 a# Y$ Q, O$ C
18、对操作者的要求 较高 较高 较高- W" c9 O0 y1 N# c
19、现场操作环境 较差 差 好
. g0 v0 H& {6 c 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