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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 U& c X" k 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。' r8 l5 \# @( l3 a) U3 m9 R# c
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。
+ x( C7 l# d* E6 }" g" Q 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。
: `, v7 U9 P( [6 z 与上述两种氮化方法相比，离子氮化法具有以下一些优点：1 u6 Y9 W: S9 f0 [# k6 E
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。
F7 G' i$ G. O/ n; [7 A5 k 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）。
3 Z- a7 @: L X$ u 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) v0 s6 U* t- V. X- z- Z4 d 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。9 I& i. _; O2 s/ e
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。
3 ^0 y; J# O5 L* B) M 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。3 G0 m& J8 b! m3 k* N/ A: 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。* ]+ D+ i8 D Z: q# w3 e" Q
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- D! c B6 Y) u* o- D
气体氮化、液体氮化和离子氮化的比较+ S x ~' o( D) d9 P! T
比较内容 气体氮化 液体氮化 离子氮化
R. P/ {' E0 i/ ? 1、对环境的污染较 重 重 无% f0 ^/ ]" S( p n
2、是否需添置环保设施 需要 需要 不需要) K7 E- X! T+ S
3、可否为都市工业接受 不能 不能 能; w- I9 Z' U8 L! J/ C
4、生产周期 长 短 短3 C! S$ {5 h/ d3 E; y
5、氨气消耗量 大 ——— 极少
: r# U7 _* X. {; p2 Z% I! D 6、能耗 大 小 小- s; [$ @8 r$ r; N! A
7、生产成本 高 较高 低
4 _: | m$ a* X8 L+ V 8、设备投资 较低 较低 较高
# T; U, p6 f3 D. m4 h 9、设备复杂性 简单 简单 较复杂
( C2 n" Q1 V+ c1 Z3 Q5 o 10、工艺重现性 好 好 好: Y- I; r: u5 ?8 j' `, s* Z5 P
11、氮化层组织可否控制 不能 不能 能0 a- i" u4 X- f% T
12、强化效果 良 良 优良
, H* k! E* M+ B! V; X2 ` 13、能氮化的材料 较多 较多 多9 k5 J/ z" d% [
14、对不锈钢的氮化效果 很难操作 较好 容易操作、效果好* ^ P7 K F' E3 |4 `
15、工件的变形 较大 较大 小8 X! G8 K1 g3 k5 B
16、非氮化面的防护 繁琐 繁琐 容易
* O' J2 \* x$ @, `: g7 e) l' ^) ] 17、要求工件清洗干净程度 较高 较高 高8 b$ Q$ J' E: m8 p: Z
18、对操作者的要求 较高 较高 较高
! B( Q) u: m4 a* r+ ?1 e; }7 R 19、现场操作环境 较差 差 好2 X6 h: L* j" m" m
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