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[转帖] 离子渗氮、气体渗氮和液体渗氮的比较

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发表于 2010-11-30 15:50:18 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国山东济南

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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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