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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。$ Z: @; N8 r3 A: U0 c& W* R
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。+ t' t2 o- `5 r$ e+ \$ 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。, Q; r+ V8 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。! z+ ] W/ e1 ? Z/ o. `* W4 A
与上述两种氮化方法相比，离子氮化法具有以下一些优点：
7 L; m/ ^' t- T. p 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。4 f. p9 [: W# t/ w5 i! G0 ^! S
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）。' \6 \$ H- S( m( r
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％）。" i: x) l* n0 G) C+ g5 O. f. z
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。
6 a `! s1 U6 j7 E/ O% }/ V 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。
/ o4 v; w- j3 m0 L3 h- D2 s/ X. _. w 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。, A1 d+ X M5 \6 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。2 S( ?: v: w# _% n x
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
9 ?, S# z2 M8 y9 \ 气体氮化、液体氮化和离子氮化的比较
/ p" J% H3 t. a- A 比较内容 气体氮化 液体氮化 离子氮化
$ [+ Z3 Q- S5 q, p& Y5 l7 | 1、对环境的污染较 重 重 无
; Y! \0 U, ]' ~ 2、是否需添置环保设施 需要 需要 不需要6 B7 T0 j8 d- a
3、可否为都市工业接受 不能 不能 能" l _: L( n; Y, h( B7 x9 G
4、生产周期 长 短 短
" [, z6 v" c* E( P 5、氨气消耗量 大 ——— 极少
- F: ]3 F6 d: N6 J( v) z' s) Y 6、能耗 大 小 小
- n$ O- v4 {' @, z( z 7、生产成本 高 较高 低$ o3 }: v% b8 H; t& v: l
8、设备投资 较低 较低 较高6 R: v; {5 p1 s5 a$ x! ?
9、设备复杂性 简单 简单 较复杂
; W+ m* S, S/ A. ^! H 10、工艺重现性 好 好 好
3 ^' P7 ^$ a `! P" X J# s+ T 11、氮化层组织可否控制 不能 不能 能
. C5 L* K' s! U Y& I+ U 12、强化效果 良 良 优良# y- X( }* M5 @% P
13、能氮化的材料 较多 较多 多
$ G$ |% c, Q3 u2 v% U( S% S 14、对不锈钢的氮化效果 很难操作 较好 容易操作、效果好+ S7 u! D4 n/ d ]$ a/ {, ^
15、工件的变形 较大 较大 小
: M& y" l$ h" _+ L, S: j 16、非氮化面的防护 繁琐 繁琐 容易
1 T0 U2 M! L$ a8 T s 17、要求工件清洗干净程度 较高 较高 高' P* ?% C) e+ y( J- ^) w
18、对操作者的要求 较高 较高 较高) m- l7 n o1 Y1 O1 C5 T6 P
19、现场操作环境 较差 差 好
0 T( r5 s/ Y) w( i' } 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