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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。9 n& ?6 j# B/ h
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。
- H( D6 c5 t/ o5 G& E 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。4 K% O; A' t$ }8 U
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。3 R8 U4 C5 A7 n8 |: \
与上述两种氮化方法相比，离子氮化法具有以下一些优点：% O4 Z9 p7 y1 h# E5 P* ^! i5 L
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。& x9 o; X, p F; b9 e& u8 H
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）。
5 w# r2 ] L) S3 g& Z2 ?% z 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％）。5 D) n% x6 q- u8 I* `& A6 U, T* ]
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。
& N# q! r3 U4 D1 }* u0 A& m 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。
- P; N* s0 s/ o9 J 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。
# R2 q0 k: q: A/ i3 f$ 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。$ P# u) g3 W! u. y: m, j
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
' H' I: k, z2 x) J& V! f 气体氮化、液体氮化和离子氮化的比较9 j' l( C' f, u0 ]6 @ m2 R. x
比较内容 气体氮化 液体氮化 离子氮化 A: s3 b* X- ?# Z* _) o0 d* B
1、对环境的污染较 重 重 无1 I& M4 q7 n! C+ N7 f: u# k
2、是否需添置环保设施 需要 需要 不需要
( X1 f& M N, |9 a F 3、可否为都市工业接受 不能 不能 能: z S# P' c8 `/ l% ^5 K
4、生产周期 长 短 短
} ?% g( d1 h+ R* l+ i& B8 y+ S7 B 5、氨气消耗量 大 ——— 极少
6 c6 u7 N. i6 O* H 6、能耗 大 小 小
, `; i0 b" M5 i2 o5 |7 j3 J2 t 7、生产成本 高 较高 低7 o8 j1 }/ [# }7 u6 H1 `3 H
8、设备投资 较低 较低 较高
1 N( V) i" n A% {9 a r9 _$ S4 b+ Y 9、设备复杂性 简单 简单 较复杂
( X Z. d3 w9 n1 a0 Y2 A5 c+ A+ b 10、工艺重现性 好 好 好% c7 S1 p2 }4 P. g, |( {$ z
11、氮化层组织可否控制 不能 不能 能
( ]& K' q2 W' T. N! ^: I6 ]/ M 12、强化效果 良 良 优良6 E4 T9 @2 z0 J
13、能氮化的材料 较多 较多 多2 `4 _$ P% V4 X" h
14、对不锈钢的氮化效果 很难操作 较好 容易操作、效果好
7 F5 c- d5 r9 r; a! _ y 15、工件的变形 较大 较大 小
5 E0 T( ]% s( D' }# r+ F 16、非氮化面的防护 繁琐 繁琐 容易
% @! T6 l3 V! y. L 17、要求工件清洗干净程度 较高 较高 高$ i1 t9 Q! x( T$ j+ X. F& Q
18、对操作者的要求 较高 较高 较高
7 ]6 `9 O1 V8 {' _5 d, d 19、现场操作环境 较差 差 好5 g( z3 \# _8 q; k3 [2 G4 J
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