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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。
3 m1 c9 ]0 ]- ^ 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。
i1 P' i, F$ h+ Y4 H 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( O4 Q2 G2 A j2 w- _
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。
0 @. M D J6 w$ B/ Q# H- W; o h 与上述两种氮化方法相比，离子氮化法具有以下一些优点：
5 d2 Q5 x; [4 J/ C5 K+ T 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。' R, L4 @2 k5 a4 u2 J
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）。
& A% G( e- e; o) K) O0 X 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％）。8 K/ ?* C8 M+ G$ L* w( j
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。* k, W: t7 {3 i1 E! c& r' r, f
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。
- _4 z7 G) P& s! ^/ r8 w1 ] 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。
% y6 B5 \5 d+ c+ ?7 \1 G- P 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。- W5 d/ g; |7 V3 Q% t# s; L% R
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
; I( L& _. {9 o) x 气体氮化、液体氮化和离子氮化的比较
* T% u5 n n. [* b3 Q2 N6 F 比较内容 气体氮化 液体氮化 离子氮化) m7 j# C( h% H: ? u, F) b c7 c
1、对环境的污染较 重 重 无
+ G. B9 z. i7 j! u- m8 D+ z 2、是否需添置环保设施 需要 需要 不需要
2 W0 q+ ?6 T! p$ z/ ^ 3、可否为都市工业接受 不能 不能 能! `, E+ H% G8 h# r0 e
4、生产周期 长 短 短. c" ~. y4 X( f9 G
5、氨气消耗量 大 ——— 极少
3 y* b% Q: N6 o9 _8 \ 6、能耗 大 小 小7 v1 s5 Y5 _. K; J
7、生产成本 高 较高 低7 N8 O" l4 Z B W, R, w
8、设备投资 较低 较低 较高$ r2 J% N: ~, }0 u/ c+ r
9、设备复杂性 简单 简单 较复杂7 D8 Z z, F6 I
10、工艺重现性 好 好 好. E# s/ l2 L& t2 N' s
11、氮化层组织可否控制 不能 不能 能* t n% F/ @! O) I$ ]' N2 y
12、强化效果 良 良 优良$ v0 H+ ^+ L0 L: A% k
13、能氮化的材料 较多 较多 多
1 {& o% c, b7 {' X! ^ 14、对不锈钢的氮化效果 很难操作 较好 容易操作、效果好
* J0 \7 z, \: Q! c4 I* p5 a2 I% { 15、工件的变形 较大 较大 小1 i3 v# G7 V% F! E( t0 E+ o2 S& @" Y0 k
16、非氮化面的防护 繁琐 繁琐 容易( E E1 ?8 @2 j- B5 S/ I
17、要求工件清洗干净程度 较高 较高 高 `# Q3 k% W& V7 b$ z$ u/ b
18、对操作者的要求 较高 较高 较高# M% U" F9 T( h0 X8 c
19、现场操作环境 较差 差 好# G" Q- D" H5 [& g! ?
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