白俄羅斯國家科學(xué)院物理技術(shù)研究所近期對(duì)外發(fā)布一項(xiàng)鋼鐵氧氮共滲表面處理技術(shù)，宣布可替代在機(jī)械、汽車、模具等多個(gè)行業(yè)廣泛應(yīng)用的傳統(tǒng)電鍍硬鉻工藝。該研究所正通過商業(yè)技術(shù)援助協(xié)議、許可協(xié)議及技術(shù)合作協(xié)議等多種方式，面向全球?qū)ふ液献骰锇椤?/p>

電鍍硬鉻技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域沿用已久，但其固有缺陷日益成為制約行業(yè)發(fā)展的"攔路虎"。從技術(shù)層面看，鍍鉻層厚度不均（通常在10至25微米之間波動(dòng)），且存在微孔，無法提供完整的電化學(xué)防腐保護(hù)；涂層附著力不足，易出現(xiàn)剝落；生產(chǎn)過程勞動(dòng)密集，需要大面積廠房和高效排風(fēng)系統(tǒng)。更為關(guān)鍵的是，電鍍鉻槽液會(huì)持續(xù)揮發(fā)有害蒸氣，并產(chǎn)生六價(jià)鉻這一已被國際認(rèn)定的強(qiáng)致癌物。此外，廢液處理設(shè)施投入高昂，固廢需專項(xiàng)填埋處置，運(yùn)輸亦有嚴(yán)格限制，綜合成本居高不下。在歐盟REACH法規(guī)持續(xù)收緊、六價(jià)鉻使用限制日趨嚴(yán)苛的背景下，尋找替代技術(shù)已成為歐洲乃至全球制造業(yè)的迫切課題。

四種氧氮共滲技術(shù)路線各具優(yōu)勢

氧氮共滲是一種通過在鋼鐵表面同時(shí)引入氮、氧元素，形成復(fù)合滲層的現(xiàn)代表面處理技術(shù)，核心目標(biāo)是提升金屬零部件的耐磨性、耐腐蝕性及綜合服役性能。物理技術(shù)研究所系統(tǒng)梳理了目前主流的四種技術(shù)路線：

氣體氧氮共滲：在含氮、氧、氫的混合氣氛中，于500至600℃的專用爐內(nèi)進(jìn)行處理，可在零件表面形成氮化物層與氧化膜，耐腐蝕性顯著改善，且全程無毒性廢棄物產(chǎn)生，生產(chǎn)效率高，環(huán)保優(yōu)勢突出。等離子體（離子）氧氮共滲：在真空腔體內(nèi)利用含氮、氧的等離子體進(jìn)行處理，氮、氧離子直接嵌入材料表面，形成致密均勻的滲層，工藝參數(shù)可調(diào)控，零件熱變形極小，表面硬度與耐磨性均處于較高水平。液體氧氮共滲：在含氮、氧化合物的熔融鹽浴中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)處理，設(shè)備成本低，工藝簡便，處理速度快，適合中小批量生產(chǎn)。復(fù)合氧氮共滲：將氣體與等離子體等兩種以上方法組合使用，綜合發(fā)揮各技術(shù)路線的優(yōu)勢，可針對(duì)特定零件需求實(shí)現(xiàn)Zui大程度的定制化，處理效果更為全面。

輝光放電等離子體氮化聯(lián)合氧化的復(fù)合工藝已投入市場

物理技術(shù)研究所在上述技術(shù)路線基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研發(fā)出一種復(fù)合保護(hù)層形成技術(shù)，核心流程為：先在輝光放電等離子體中進(jìn)行氮化處理，再對(duì)表面層實(shí)施氧化。這一工藝已完成從實(shí)驗(yàn)室到市場化的轉(zhuǎn)化，被收錄于2024年白俄羅斯國家科學(xué)院先進(jìn)成果目錄第84至85頁，標(biāo)志著該技術(shù)已具備規(guī)模化推廣條件。

該技術(shù)的應(yīng)用場景覆蓋范圍廣泛，尤其適用于簧活塞桿、減震器活塞桿、球頭銷、模具及其他高磨損、高腐蝕環(huán)境下服役的零部件強(qiáng)化處理，與傳統(tǒng)鍍硬鉻的主要應(yīng)用領(lǐng)域高度重合，替代可行性強(qiáng)。

物理技術(shù)研究所成立于1931年，是白俄羅斯在資源節(jié)約型生產(chǎn)、新材料技術(shù)、機(jī)器人及智能控制領(lǐng)域的科研機(jī)構(gòu)，年?duì)I業(yè)額在1000萬至2000萬歐元之間，已與多個(gè)國家建立跨國合作關(guān)系。目前，該所正面向全球?qū)で笕惡献鞣剑河幸馔ㄟ^商業(yè)技術(shù)援助協(xié)議或許可協(xié)議購買該技術(shù)的客戶；有意聯(lián)合開發(fā)該技術(shù)的合作研究機(jī)構(gòu)；以及有意簽訂技術(shù)合作協(xié)議的工業(yè)企業(yè)，目標(biāo)伙伴規(guī)模從初創(chuàng)企業(yè)到500人以上大型企業(yè)均在考量范圍之內(nèi)。

對(duì)于國內(nèi)正面臨環(huán)保合規(guī)壓力的表面處理企業(yè)而言，氧氮共滲技術(shù)的商業(yè)化路徑值得持續(xù)關(guān)注。隨著國內(nèi)工業(yè)涂層領(lǐng)域?qū)α鶅r(jià)鉻替代方案的政策導(dǎo)向日趨明確，氣體氧氮共滲與等離子體氧氮共滲等技術(shù)路線在耐磨件、精密模具加工領(lǐng)域具備較強(qiáng)的切入點(diǎn)，引進(jìn)消化相關(guān)許可技術(shù)或開展聯(lián)合研發(fā)，或可成為中小型表面處理企業(yè)實(shí)現(xiàn)差異化突圍的有效路徑。