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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。( \' U5 E. h7 x8 {% x
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。7 x& W, N! B( p2 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。0 K# U0 K+ | N) |" I) E
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。$ W& y& k4 v5 e+ Z6 q
与上述两种氮化方法相比，离子氮化法具有以下一些优点：
2 y" g" i& ^; X( f7 J. Z& @ 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。
# q0 B* H! n% J2 ? 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）。
7 U5 [8 L% z- Y1 B5 g5 K 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 B, \2 g6 f2 I
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。
; H- o" U& T6 Z5 x# ?' f4 D 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。
\: K6 e. }# s& v8 M8 ? 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。
; I4 y1 b/ V# `) C 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。
$ v; A+ w4 w; ~& P0 Z& j% T 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3 b0 }3 F+ i+ x$ Q8 W2 E! l8 J
气体氮化、液体氮化和离子氮化的比较' j( H, D8 d) j7 u% q) y
比较内容 气体氮化 液体氮化 离子氮化2 P. p; H7 d7 [( M( R
1、对环境的污染较 重 重 无
9 `. H/ f6 d5 m$ `( P+ r 2、是否需添置环保设施 需要 需要 不需要
2 j' Q$ L3 r& |9 c0 x2 y- [2 E 3、可否为都市工业接受 不能 不能 能- q- h6 Q2 K& i( L! u$ v' K9 o8 _9 a" d
4、生产周期 长 短 短. P0 P% f9 n3 ?8 o1 J- W
5、氨气消耗量 大 ——— 极少 f9 [/ T4 ?# \$ J2 |( I$ P
6、能耗 大 小 小
: W* F, x% z% o- w 7、生产成本 高 较高 低; L! ^ X* c( N% z# m
8、设备投资 较低 较低 较高. U- @" ~/ H% h9 w. a% T+ M
9、设备复杂性 简单 简单 较复杂
# r( o2 v: A6 ~+ C6 G 10、工艺重现性 好 好 好6 p$ c, {& e* e J" w1 }
11、氮化层组织可否控制 不能 不能 能
E v+ Q, i8 l# Z# b+ A6 n 12、强化效果 良 良 优良
0 K/ p$ `+ [" y7 b/ N" W# u, l: Q, @ 13、能氮化的材料 较多 较多 多
) n/ Y2 j z7 C 14、对不锈钢的氮化效果 很难操作 较好 容易操作、效果好4 c! ?: Z0 i2 L* x2 n2 S0 q" x
15、工件的变形 较大 较大 小2 J: ^( X; ?) G" H3 D# W1 ~3 M; U
16、非氮化面的防护 繁琐 繁琐 容易
& N& L3 Z9 i, E5 N4 `# S4 @ 17、要求工件清洗干净程度 较高 较高 高5 I1 W% l& L; x% Y! c# n7 u
18、对操作者的要求 较高 较高 较高- J2 O8 P% Z* \+ k4 k9 H
19、现场操作环境 较差 差 好0 E, p. G! u+ ]) r/ r
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