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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。6 R8 `3 [- y3 M" N1 v# a& h8 o
  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。
8 y4 Y/ X- [# v+ g  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: Y" M- y2 X# 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。+ \2 L, u! \0 K+ r
  与上述两种氮化方法相比,离子氮化法具有以下一些优点:. `% U8 @! I- @3 V
  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。) o% Q3 }4 |: W. ?3 l5 }
  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)。
9 Y' |1 |( |% ]- {! @$ w  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. P$ \: T) `+ l& 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。
+ b2 ]& w1 U- R/ z( \1 H; U1 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。
0 ?! s& a+ |. s# z2 d0 G% F$ V  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。
$ W+ f( W/ J# V  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。
6 m1 s" ~, D4 a% r# G  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
( e" L6 X! L' \9 w/ _  气体氮化、液体氮化和离子氮化的比较+ A" Z! S0 x" }: m4 Y0 j& D
  比较内容      气体氮化      液体氮化      离子氮化
. [' n1 n0 }$ Q' b, E  1、对环境的污染较      重         重         无
: v( R" g, C3 N# _  2、是否需添置环保设施   需要        需要       不需要
4 o4 a8 Y( W) c: ^" I  3、可否为都市工业接受   不能        不能         能+ v4 s0 A) e$ {  C1 k3 \
  4、生产周期         长         短         短. Q. M& D! U9 N& l. W3 }
  5、氨气消耗量        大        ———       极少$ b: U. \; |& H& y, W
  6、能耗           大         小         小
  r& i/ p; J" v& \  7、生产成本         高         较高         低: L$ Q) @! ^4 `& w3 R, {
  8、设备投资         较低        较低        较高0 X' Z* f& f" O3 w# \1 k
  9、设备复杂性         简单        简单       较复杂7 ~* q$ q2 ?4 P+ D
  10、工艺重现性         好         好         好5 n+ W% c1 m+ b8 |. C$ f
  11、氮化层组织可否控制    不能        不能         能6 w( ^) q9 e: B( c
  12、强化效果         良         良         优良( ~2 M2 k. T$ b. R1 V; j
  13、能氮化的材料       较多        较多         多
8 g9 c5 B& o3 |- L% t9 E1 W  P  14、对不锈钢的氮化效果   很难操作       较好     容易操作、效果好, N1 |& N2 p4 q" K% ]* D! a
  15、工件的变形        较大        较大         小
( f. b6 x& n6 q  H" W  16、非氮化面的防护      繁琐        繁琐        容易  D2 h( S4 p- ?$ m6 x" W
  17、要求工件清洗干净程度   较高        较高         高: p- k  }* ^5 ~# E5 P6 D$ O, ~
  18、对操作者的要求      较高        较高        较高
2 C: L0 f1 _, P: y1 K' Q  19、现场操作环境       较差         差         好
4 @% B- ~: Y$ w. p  f+ N: ~  20、操作者的劳动强度     较大        较大        较小
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