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离子渗氮、气体渗氮和液体渗氮的比较

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  • 发布时间:2018-05-10 15:25
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离子渗氮、气体渗氮和液体渗氮的比较

【概要描述】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。  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。  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

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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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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着的缩短处理时间(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%)。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
 
气体氮化、液体氮化和离子氮化的比较
 
比较内容
气体氮化
液体氮化
离子氮化
1、对环境的污染较
2、是否需添置环保设施
需要
需要
不需要
3、可否为都市工业接受
不能
不能
4、生产周期
5、氨气消耗量
———
极少
6、能耗
7、生产成本
较高
8、设备投资
较低
较低
较高
9、设备复杂性
简单
简单
较复杂
10、工艺重现性
11、氮化层组织可否控制
不能
不能
12、强化效果
优良
13、能氮化的材料
较多
较多
14、对不锈钢的氮化效果
很难操作
较好
容易操作、效果好
15、工件的变形
较大
较大
16、非氮化面的防护
繁琐
繁琐
容易
17、要求工件清洗干净程度
较高
较高
18、对操作者的要求
较高
较高
较高
19、现场操作环境
较差
20、操作者的劳动强度
较大
较大
较小
 
 

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