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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。& y* Q4 t, S6 p
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。
/ i. v. D7 n2 K1 q+ [/ c3 ` l 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。6 H' e' Y0 G6 L, y$ m/ e9 @
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. q0 i- d+ @* k/ ^; h" {) 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：
. i N( A$ t. S, L4 L$ C% N8 U( J 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。/ L* c5 [: Y, A* |/ _- Y4 y' j
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）。 e5 R- i1 K. e
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％）。: b% Q2 ^- m% r8 q/ 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。
, H4 q& \$ p+ [- E4 F 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。
9 }6 [, ?0 I5 T8 D 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。, J" X7 u G2 c- s6 Z6 j2 F4 U
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。
# B0 V6 o1 q4 P/ S; G% x 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
& {+ R0 S2 U& W% ?$ B4 m: }) t 气体氮化、液体氮化和离子氮化的比较% x, x. V1 F6 Z. `) O
比较内容 气体氮化 液体氮化 离子氮化: C% ~7 O3 Q; W9 \
1、对环境的污染较 重 重 无
4 I4 u5 I0 g1 Y H1 F7 L7 W 2、是否需添置环保设施 需要 需要 不需要; s' x/ g( f4 o5 p( ]0 V$ L, x( |
3、可否为都市工业接受 不能 不能 能
5 S3 T8 ^% A5 r4 O 4、生产周期 长 短 短
) @' U. q4 v9 u5 t0 s% h- z3 Z 5、氨气消耗量 大 ——— 极少
; i0 y' E+ r; S2 G" ]4 l 6、能耗 大 小 小( k- A0 P: g: }0 O: n5 g- a
7、生产成本 高 较高 低# [# X& t' _" F- W8 A& t
8、设备投资 较低 较低 较高
9 i! r5 ?. s% _) j O 9、设备复杂性 简单 简单 较复杂
( K3 b- _5 v+ }6 @4 @8 ^: v; y 10、工艺重现性 好 好 好" w- k! ~) [! N5 O. T' v
11、氮化层组织可否控制 不能 不能 能
- Y' x$ X; [ g0 d% d" |% r5 u 12、强化效果 良 良 优良
* r# o. i0 g$ f" m$ i 13、能氮化的材料 较多 较多 多
, o- S* D& u7 K+ Z2 m( i7 h/ {3 | 14、对不锈钢的氮化效果 很难操作 较好 容易操作、效果好
6 Q) t4 S, W! m1 k5 p5 }. [ 15、工件的变形 较大 较大 小
0 |( a z' ?& r$ d5 J; E5 L 16、非氮化面的防护 繁琐 繁琐 容易
9 \' ]$ d' ]& d4 ~ 17、要求工件清洗干净程度 较高 较高 高2 m2 q9 f" o) M+ t7 f/ t9 `3 w, u
18、对操作者的要求 较高 较高 较高. X! J% u' z" l+ T K4 y
19、现场操作环境 较差 差 好
& j. y2 \: Z- e" \ 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