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中國熱處理的現狀及發展方向  2010/6/15 
 
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      熱處理是機械工業的一項重要基礎技術,通常像軸、軸承、齒輪、連杆等重要的機械零件和工模具都是要經過熱處理的,而且,隻要選材合適,熱處理得當,就能使機械零件和工模具的使用壽命成倍、甚至十幾倍的提高,實現“搞好熱處理,零件一頂幾”的目標,收到事半功倍的效果。熱處理對於充分發揮金屬材料的性能潛力,提高產品的內在質量,節約材料,減少能耗,延長產品的使用壽命,提高經濟效益都具有十分重要的意義。

  建國以來,我國的熱處理技術有了很大的發展,現有熱處理生產廠點一萬餘家,職工15萬人,專業科技人員約1000餘人,熱處理加熱設備11萬台,年生產能力660萬噸鋼件,年產值約50億元,全員勞動生產率約3萬元/人*年。目前我國在熱處理的基礎理論研究和某些熱處理新工藝、新技術研究方麵,與工業發達國家的差距不大,但在熱處理生產工藝水平和熱處理設備方麵卻存在著較大的差距,還沒有完全扭轉熱處理生產工藝和熱處理設備落後、工件氧化脫碳嚴重、產品質量差、生產效率低、能耗大、成本高、汙染嚴重的局麵。為促進我國熱處理技術的發展,我們應全麵了解熱處理技術的現狀和水平,掌握其發展趨勢,大力發展先進的熱處理新技術、新工藝、新材料、新設備,用高新技術改造傳統的熱處理技術,實現“優質、高效、節能、降耗、無汙染、低成本、專業化生產”,力爭到 2000年時達到工業發達國家八十年代中期的水平。

1 大力發展多參數熱處理和複合熱處理工藝

   傳統的熱處理,就主要控製的參數而言,多為常壓下的溫度時間兩個參數的熱處理;就工藝方式而言,多為單一的熱處理。這樣熱處理的效果也隻能是單一化。為此,要大力發展多參數熱處理和複合熱處理工藝 [1] 。

1.1 多參數熱處理

   (1) 真空熱處理:這是一種附加壓力的多參數熱處理。它具有無氧化、無脫碳、工件表麵光亮、變形小、無汙染、節能、自動化程度高、適用範圍廣等優點,是近年來發展最快的熱處理新技術之一,特別是在進行材料表麵改性方麵獲得了很大的進展,許多新近開發的先進熱處理技術,如真空高壓氣淬、真空化學熱處理等,也需在真空下方能實施。采用真空熱處理技術可使結構材料、工模具的質量和使用壽命得到大幅度的提高,尤其適合於一些精密零件的熱處理。在工業發達國家,真空熱處理的比例已達到20%左右,而我國目前約有真空熱處理爐1200台,占熱處理爐總數的1%左右,與國外的差距很大。預計今後隨著熱處理行業的技術進步和對熱處理工件質量要求的越來越高,真空熱處理將會有較大的發展。

    熱處理是機械工業的一項重要基礎技術,通常像軸、軸承、齒輪、連杆等重要的機械零件和工模具都是要經過熱處理的,而且,隻要選材合適,熱處理得當,就能使機械零件和工模具的使用壽命成倍、甚至十幾倍的提高,實現“搞好熱處理,零件一頂幾”的目標,收到事半功倍的效果。熱處理對於充分發揮金屬材料的性能潛力,提高產品的內在質量,節約材料,減少能耗,延長產品的使用壽命,提高經濟效益都具有十分重要的意義。

  建國以來,我國的熱處理技術有了很大的發展,現有熱處理生產廠點一萬餘家,職工15萬人,專業科技人員約1000餘人,熱處理加熱設備11萬台,年生產能力660萬噸鋼件,年產值約50億元,全員勞動生產率約3萬元/人*年。目前我國在熱處理的基礎理論研究和某些熱處理新工藝、新技術研究方麵,與工業發達國家的差距不大,但在熱處理生產工藝水平和熱處理設備方麵卻存在著較大的差距,還沒有完全扭轉熱處理生產工藝和熱處理設備落後、工件氧化脫碳嚴重、產品質量差、生產效率低、能耗大、成本高、汙染嚴重的局麵。為促進我國熱處理技術的發展,我們應全麵了解熱處理技術的現狀和水平,掌握其發展趨勢,大力發展先進的熱處理新技術、新工藝、新材料、新設備,用高新技術改造傳統的熱處理技術,實現“優質、高效、節能、降耗、無汙染、低成本、專業化生產”,力爭到 2000年時達到工業發達國家八十年代中期的水平。

1 大力發展多參數熱處理和複合熱處理工藝

   傳統的熱處理,就主要控製的參數而言,多為常壓下的溫度時間兩個參數的熱處理;就工藝方式而言,多為單一的熱處理。這樣熱處理的效果也隻能是單一化。為此,要大力發展多參數熱處理和複合熱處理工藝 [1] 。

1.1 多參數熱處理

   (1) 真空熱處理:這是一種附加壓力的多參數熱處理。它具有無氧化、無脫碳、工件表麵光亮、變形小、無汙染、節能、自動化程度高、適用範圍廣等優點,是近年來發展最快的熱處理新技術之一,特別是在進行材料表麵改性方麵獲得了很大的進展,許多新近開發的先進熱處理技術,如真空高壓氣淬、真空化學熱處理等,也需在真空下方能實施。采用真空熱處理技術可使結構材料、工模具的質量和使用壽命得到大幅度的提高,尤其適合於一些精密零件的熱處理。在工業發達國家,真空熱處理的比例已達到20%左右,而我國目前約有真空熱處理爐1200台,占熱處理爐總數的1%左右,與國外的差距很大。預計今後隨著熱處理行業的技術進步和對熱處理工件質量要求的越來越高,真空熱處理將會有較大的發展。

   (2) 化學熱處理:這是一種附加成分的多參數熱處理。普通化學熱處理,如滲碳、碳氮共滲、碳氮硼共滲等,分別屬於附加單成分、雙成分和三成分的多參數熱處理。近年來,又發展了許多利用新技術的新型化學熱處理,如真空化學熱處理,流態床化學熱處理、離子滲金屬、離子注入、激光表麵合金化等,均可提高工件的耐磨損及耐腐蝕等使用性能。稀土在化學熱處理中的應用(即與稀土共滲),能顯著提高滲速,縮短處理周期,並可提高滲層的耐磨性和耐腐蝕性,這是我國的一大特色。此外,固溶化學熱處理也是一個值得注意的動向,內蒙農機研究所黃建洪等人開發了含氮馬氏體化處理(N*M處理)工藝,這是第一個以獲得固溶N的含氮馬氏體為目的的滲氮工藝,已成功地應用於剪毛機刀片生產 [2] 。

   (3) 形變熱處理:這是一種附加應力的多參數熱處理。采用壓力加工和熱處理相結合的工藝,把形變強化和相變強化結合起來,使材料達到成型與複合強化的雙重目的。形變熱處理能提高材料的綜合力學性能,並可以簡化工序,利用餘熱,節約能源及材料消耗,經濟效益顯著。形變熱處理的應用廣泛,從結構鋼、軸承鋼到高速鋼都適用。目前工業上應用最多的是鍛造餘熱淬火和控製軋製。美國采用控製軋製來生產高硬度裝甲鋼板,可提高抗彈性能。我國兵器工業係統開展了火炮、炮彈零件熱模鍛餘熱淬火、炮管旋轉精鍛形變熱處理、槍彈鋼芯斜軋餘熱淬火等試驗研究,取得了很好的效果。

1.2 複合熱處理

  複合熱處理是將兩種或兩種以上的熱處理工藝複合,或將熱處理與其它加工工藝複合,這樣就能得到參與組合的幾種工藝的綜合效果,使工件獲得優良的性能,並節約能源,降低成本,提高生產效率。如滲氮與高頻淬火的複合、淬火與滲硫的複合、滲硼與粉末冶金燒結工藝的複合等。前述的鍛造餘熱淬火和控製軋製也屬於複合熱處理,它們分別是鍛造與熱處理的複合、軋製與熱處理的複合。還有一些新的複合表麵處理技術,如激光加熱與化學氣相沉積(CVD)、離子注入與物理氣相沉積(PVD)、物理化學氣相沉積(PCVD)等,均具有顯著的表麵改性效果,在國內外的應用也日益增多。

  需要指出的是,複合熱處理並不是幾種單一熱處理工藝的簡單疊加,而是要根據工件使用性能的要求和每一種熱處理工藝的特點將它們有機地組合在一起,以達到取長補短、相得益彰的目的。例如,由於各種熱處理工藝的處理溫度不同,就需要考慮參加組合的熱處理工藝的先後順序,避免後道工序對前道工序的抵消作用。

2 采用新的加熱源和新的加熱方式

2.1 新的加熱源

  在新的加熱源中,以高能率熱源最為引人注目。高能率熱源主要有激光束、電子束、等離子體電弧等。高能率熱處理就是利用高能率熱源定向地對工件表麵施加非常高的能量密度(10 3 ~10 8 w/cm 2 ),從而獲得很快的加熱速度(甚至能達到10 11 ℃/s),這樣在極短的時間內(1~10 -7 S),將工件欲處理區的表層加熱到相變溫度以上或熔融狀態,使之發生物理和化學變化,然後依靠工件自身冷卻實現表麵硬化或凝固,達到表麵改性的目的。高能率熱處理在減小工件變形、獲得特殊組織性能和表麵狀態方麵具有很大的優越性,可以提高工件表麵的耐磨性、耐蝕性,延長其使用壽命。高能率熱處理近年來發展很快,是金屬材料表麵改性技術最活躍的領域之一,其中激光熱處理和離子注入表麵改性技術在國外已進入生產階段。我國一汽、二汽、西安內燃機配件廠等單位,都已建立了汽車發動機缸套的激光表麵淬火生產線,但由於高能率熱處理的設備費用昂貴等原因,目前我國尚未大量應用,但其發展前景廣闊,今後將會成為很有前途的熱處理工藝。

2.2 新的加熱方式

   在熱處理時實現少無氧化加熱,是減少金屬氧化損耗、保證工件表麵質量的必備條件,而采用真空和可控氣氛則是實現少無氧化加熱的主要途徑。

  在表麵加熱方麵,感應加熱具有加熱速度快、工件表麵氧化脫碳少、變形小、節能、公害小、生產率高、易實現機械化和自動化等優點,是一種經濟節能的表麵加熱手段,主要用於工件的表麵加熱淬火。高能率加熱具有加熱速度快、表麵質量好、變形小、能耗低、無汙染等優點,也是一種極為有效的表麵加熱方式。在整體加熱方麵,有真空加熱、高壓加熱、流態床加熱等方式。流態床加熱雖然能量密度不高,但加熱快且均勻、工件變形小、表麵光潔、處理後不需清洗、工藝轉換容易、能提高產品質量、節能、公害小、成本低、並可以與化學熱處理相結合,是一種很好的加熱方式,特別適宜於多品種、小批量和周期性生產,可用來取代傳統的鹽浴熱處理,其發展前景令人矚目。

3 采用新的淬火介質和改進淬火方法

3.1 改進原有的淬火介質,采用新型淬火介質

   淬火介質是實施淬火工藝過程的重要保證,對熱處理後工件的質量影響很大。正確選擇和合理使用淬火介質,可以減小工件變形,防止開裂,保證達到所要求的組織和性能。

  在熱處理生產中,常用的淬火介質有水、油、鹽類等,它們各有優缺點。例如,水是應用最廣泛、最經濟和冷卻能力很強的淬火介質,但它在低溫區冷卻速度極快,易使工件變形和開裂;當水溫超過40℃以上時,其冷卻速度急劇降低,又易使工件淬不透。又如用油淬火,雖然對減小工件變形和開裂很有利,但對淬透性較差或尺寸較大的工件淬不硬,且油易老化,對周圍環境的汙染大,有發生火災的危險。為此,要對原有淬火介質的性能進行改進,並積極開發應用冷卻速度介於水和油之間、並可根據需要調整冷卻速度,同時又經濟、安全、無汙染的新型淬火介質。

  無機物水溶液淬火劑和有機聚合物淬火劑是新型淬火介質的發展重點,特別是有機聚合物淬火劑的研究和應用尤為引人注目,其優點是無毒、無煙、無臭、無腐蝕、不燃燒、抗老化、使用安全可靠、且冷卻性能好、冷卻速度可調、適用範圍廣、工件淬硬均勻、可明顯減少淬火變形和開裂傾向。從提高工件質量、改善勞動條件、避免火災和節能的角度考慮,有機聚合物淬火劑有逐步取代淬火油的趨勢,是淬火介質的主要發展方向,尤其是對於水淬開裂、變形大,油淬不硬的工件,采用有機聚合物淬火劑更是成功的選擇。目前,世界上應用最多的是聚烷撐乙二醇(PAG類)淬火劑,它具有逆溶性,冷卻速度在鹽水和冷油之間,適用的淬火鋼種範圍廣,使用壽命長。還有聚丙烯酸鹽(ACR類)淬火劑、聚氧化吡咯烷酮(PVP類)淬火劑和聚乙基惡唑啉(PEO類)淬火劑等,也獲得一定程度的應用。

   多年來,我國在淬火介質的研究和應用方麵,做了大量的工作,取得了一定的成績,基本上滿足了熱處理生產的需要,但與國外的先進水平相比差距很大,並落後於熱處理其它技術領域的發展,是熱處理行業中的一個薄弱環節,今後應當給予重視和加強。

3.2 改進老的淬火方法,采用新的淬火方法

  為了使工件實現理想的冷卻,獲得最佳的淬火效果,除根據工件所用的材料、技術要求、服役條件等,來合理選用淬火介質外,還需不斷改進現有的淬火方法,並采用新的淬火方法。如采用高壓氣冷淬火法、強烈淬火法、流態床冷卻淬火法、水空氣混合劑冷卻法、沸騰水淬火法、熱油淬火法、深冷處理法等,均能改善淬火介質的冷卻性能,使工件冷卻均勻,獲得很好的淬硬效果,有效地減少工件的變形和開裂。

4 研製開發各種新型熱處理設備

  熱處理設備是實現熱處理工藝的基礎和保證,直接關係到熱處理技術水平的高低和工件質量的好壞。我國熱處理設備的生產已有40年曆史,現已具備一定的規模和能力。最初是仿蘇四、五十年代的在空氣中加熱的電阻爐,並以箱式爐和井式爐為主。七十年代對主要爐種進行了整頓,品種規格有所增加,性能有所改進,係列化程度有所提高。八十年代又進行了一次產品更新換代,發展了第二代節能係列產品,能生產多用爐、真空爐、離子滲氮爐、流態粒子爐等新型爐種 [3]。自改革開放以來,通過引進國外先進的熱處理設備和中外合資合作生產,使我國熱處理設備的設計製造水平和生產能力有了很大的提高。我國現有電爐廠180多家,已形成年製造熱處理爐9000台的能力。少無氧化熱處理技術可以改進產品質量,提高生產率、降低成本,並可減少汙染、易於實現自動化,其普及程度已成為當代熱處理技術水平的主要標誌,工業發達國家早在60年代就已基本淘汰了空氣加熱爐,實現了少無氧化熱處理,而我國目前生產用的熱處理設備大多還是箱式或井式電阻爐,90%以上係周期性作業,空氣加熱爐占熱處理爐總數的70%以上,而可控氣氛爐和真空熱處理爐的比例隻有5%左右。這些落後的熱處理設備大都存在著爐溫均勻性差,工件氧化、脫碳嚴重,設備的可靠性較差,配套儀表、元器件質量不過關,工藝過程控製水平低,產品質量不穩定,熱效率低,能耗高等問題。因此,要對落後的熱處理設備進行更新改造,努力提高電阻爐爐溫的均勻性和其它工藝參數的控製精度,以保證和提高熱處理工件的質量,並限期淘汰一批產品質量差、能耗高、汙染嚴重的落後設備。要大力發展感應加熱和無氧化加熱技術,大幅度增加可控氣氛爐和真空熱處理爐的比例,逐步取代現有的箱式爐和井式爐,這是熱處理行業技術改造的重點之一。在我國現實情況下,應大力開發和推廣應用低真空多用爐,以提高產品質量,適應企業小批量、多品種的生產需要,這可能是一條適合我國國情、發展新型高效熱處理設備的捷徑。其它新型熱處理設備,如離子熱處理爐、流態粒子爐、激光熱處理裝置、電子束熱處理裝置等,也應積極開發應用。

  需要指出的是,熱處理設備的設計製造應與熱處理工藝密切結合,熱處理設備要能滿足熱處理工藝的要求,提高熱處理的質量;同時,要根據熱處理新工藝發展的需要,研製開發新型高效熱處理設備,用熱處理工藝來促進熱處理設備的發展。要不斷提高我國熱處理設備的設計製造水平,增強自我開發和技術創新能力,這對提高熱處理爐的性能、節約能源、提高生產效率、降低工藝成本,是十分重要的。熱處理爐型要多品種、多規格,並盡可能采用相應的國際標準,要有溫度均勻性指標 (對於可控氣氛爐還要有氣氛均勻性指標),要提高國產元器件和檢測儀表的精確度和可靠性,加強產品的質量檢驗,從而提高熱處理行業的整體水平和經濟效益。

5 加強新材料與熱處理工藝的緊密結合和相互促進

5.1 低碳馬氏體及其應用

  低碳馬氏體是低碳低合金鋼經強烈淬火急冷後得到的一種顯微組織結構,具有優良的綜合機械性能以及良好的冷加工性和可焊性。近二十年來,我國開展了低碳馬氏體及其應用研究工作,取得了很大的成績。例如,低碳馬氏體的強度比中碳調質鋼高1/3以上,且綜合性能良好,用來代替某些中碳調質鋼(如高強度螺栓等),可使構件重量成倍減輕;低碳馬氏體還具有很高的耐磨性能,可用來製造某些要求耐磨性好的零件(如拖拉機履帶板等)。總之,低碳馬氏體在石油、煤炭、鐵道、汽車、拖拉機等部門應用廣泛,收到了提高性能、減輕重量、延長使用壽命、簡化工藝、節約能源、節約合金元素、降低成本等技術經濟效果。

5.2 空冷貝氏體鋼

  貝氏體鋼能夠空冷自硬,並將冶金熱加工工序與產品成型製造工序相連接,具有良好的強韌性配合、生產工序簡單、節約能源、汙染少、成本低等優點,因而引起廣泛的重視。至今國際上空冷貝氏體鋼係列有兩類:一類是以英國P.B.Pickering為首於50年代發明的Mo-B係貝氏體鋼,但因鉬的價格昂貴而使其發展受到限製;另一類是以我國清華大學方鴻生教授為首於70年代初期發明的Mn-B係貝氏體鋼,現己發展有低碳、中低碳、中碳、中高碳係列十多個鋼種,應用到耐磨鋼球、襯板、齒板、衝擊錘、刮板、截齒、離心鑄管、汽車前軸、連杆、液壓支架等 [4],取得了很好的技術效果和顯著的經濟效益,成為貝氏體鋼發展的重要方向。目前我國Mn-B係貝氏體鋼己達到年產15萬噸的規模,在“九五”末期將達到70 萬噸/年,占到全國特殊鋼產量的5%~10%。

5.3 無萊氏體高速鋼

  大連鐵道學院戚正風教授等研製成功無萊氏體高速鋼,其合金元素與一般高速鋼相同,碳含量則降低到鋼水凝固時不形成共晶碳化物(萊氏體)、而又能在淬火回火後整體具有足夠的強度、韌性與硬度的水平。這種鋼加工成刀具後,通過滲碳,使表層得到≥70HRC的高硬度和600℃4 次回火後仍能保持67HRC的紅硬性,同時得到55HRC高強韌性的心部,可使刀具使用壽命提高幾倍 [5] 。

5.4 奧氏體-貝氏體球墨鑄鐵(A-B球鐵)

   70年代我國與美國、芬蘭等國家同時研製成功A-B球鐵,並獲得了實際應用,由於A-B球鐵既具有較高的強度和硬度,又具有良好的塑性和韌性,因而被廣泛用於汽車、拖拉機、內燃機的齒輪、連杆、軸類等結構件以及礦山磨球、錘頭等耐磨零件。80年代以後,國內外又從A-B球鐵化學成分與熱處理工藝兩個方麵深入進行研究。前者通過提高合金成份來得到鑄態A-B球鐵,以期取消成本高、工效低的等溫淬火工藝;後者則努力完善熱處理工藝,提高機械化和自動化水平,以提高生產效率。

6 重視熱處理節能和環境保護

6.1 大幅度降低熱處理的能耗

  熱處理是機械製造業中耗能最多的工藝之一,在工業發達國家,熱處理生產成本的25%~40%是能源成本。據統計,我國的熱處理設備中,電爐約占90%,裝機總容量約為600萬Kw,熱處理的年用電量近90億Kw . h。由於我國的熱處理工藝和設備比較落後,能源利用率低,熱處理能耗水平為500~1000Kw . h/t,比工業發達國家多2~3倍,因此節能的潛力很大。熱處理節能的途徑主要有:(1)在熱處理工藝方麵,改進老工藝,推廣應用先進的節能新工藝; (2)在熱處理設備方麵,改造或淘汰耗能高的落後設備,發展新型高效節能的新設備;(3)在生產組織管理方麵,合理組織熱處理的批量生產,力求集中和連續性生產,不斷提高熱處理的專業化生產水平。而搞好熱處理,努力提高熱處理質量,延長工件的使用壽命,則是最大的節能。

  開發和推廣應用非調質鋼,是80年代熱處理節能技術的一項重大進展。應用非調質鋼,不僅能顯著節能,而且減少了生產工序,節省了材料消耗,降低了成本,還可避免淬火時帶來的變形和開裂,提高了工件的質量和使用壽命。目前,非調質鋼多用於取代調質碳素結構鋼,今後的發展趨勢是用非調質強韌鋼來取代調質合金結構鋼,進一步擴大非調質鋼的應用範圍。

6.2 高度重視熱處理生產的環境保護

   熱處理生產對環境造成的汙染很大,包括排出的廢氣、廢水、廢液、廢渣、粉塵、噪聲、電磁輻射等,且隨著生產的發展,其危害也日益嚴重。研究和采用無汙染、無公害的熱處理技術,並對排放的有害物質進行有效控製和綜合治理,是消除熱處理汙染的主要措施。

   1989年聯合國環境署決定在全世界推行清潔生產技術。所謂清潔生產技術,就是通過對生產過程和產品的綜合防治,減少廢棄物產生,最大限度地保護自然環境和利用自然資源,即選取清潔的原料,采用清潔的工藝,實現清潔的生產過程,製造出清潔的產品。日本東京金屬技術研究所金武典夫博士通過分析引起全球性的溫室效應、空氣汙染、酸雨等對環境造成的影響,提出了一種“節能-高效-環保型熱處理”的綜合體係,它包括了預處理、熱處理、後處理、技術保證體係和環境管理體係,而其關鍵是將高新技術應用於熱處理生產中。我國已把環境保護作為一項基本國策,並從1992年開始推進清潔生產技術。根據清潔生產技術的要求,我國現階段熱處理生產的主要控製目標應是少無汙染、少無氧化和節能,並應把真空熱處理和可控氣氛熱處理作為熱處理行業“九五”期間重點推廣應用的清潔生產技術 [6] 。
7 熱處理生產的自動化和專業化

7.1 計算機和機器人在熱處理中的應用

  電子計算機在熱處理中的應用,包括計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助生產(CAM)、計算機輔助選材(CAMS)、熱處理事務辦公自動化(OA)、熱處理數據庫和專家係統等,它為熱處理工藝的優化設計、工藝過程的自動控製、質量檢測與統計分析等,提供了先進的工具和手段。計算機在熱處理中的應用,最初主要用於熱處理工藝程序和工藝參數(溫度、時間、氣氛、壓力、流量等)的控製,現在也用於熱處理設備、生產線和熱處理車間的自動控製和生產管理,還有的用計算機進行熱處理工藝、熱處理設備、熱處理車間設計中的各種計算和優化設計。在熱處理中引入計算機,可實現熱處理生產的自動化,保證熱處理工藝的穩定性和產品質量的再現性,並使熱處理設備向高效、低成本、柔性化和智能化的方向發展。計算機在熱處理中的應用國外已十分普遍,例如,日本一家摩托車廠的熱處理車間,有連續式滲碳爐、周期式滲碳爐、連續軟氮化爐等共37台設備,從開始送料,到最終產品檢驗,全部由計算機控製,每班隻需要三個人操作,一人在計算機室內負責全部生產、技術和質量管理,一人在現場巡回檢查,一人負責產品質量檢驗,生產效率極高。我國在熱處理行業中應用計算機還是近十多年的事情,目前國內研製生產的熱處設備已越來越多地引入了微機控製,極大地提高了設備的自動化水平和生產效率。在熱處理工藝過程的實時控製、計算機輔助設計、計算機模擬和數學模型的開發應用等方麵,也取得了一定的成績。

  機器人在熱處理中的應用,可以有效地改善工人的勞動條件,提高產品質量和勞動生產率。目前主要是用來進行自動裝卸料。由於熱處理的生產環境差、勞動強度較大,也由於熱處理生產向自動化、集成化、柔性化的方向發展,因此,今後機器人在熱處理生產中的應用將日趨增多。

7.2 熱處理生產的專業化

  專業化生產是現代工業的基本特征之一,也是促進熱處理行業技術進步的一種重要手段。目前工業發達國家的熱處理專業化程度已達到80%以上,而且工業越是發達的國家,其專業化水平也越高,而我國隻有20%左右。即使這些為數不多的熱處理專業廠,也由於組織管理不善,設備利用率較低,新技術、新工藝采用不多,熱處理標準貫徹執行不夠,能耗較高,產品質量較差。因此,今後要有目的、有重點地扶持一批有條件的熱處理廠和車間,使其成為熱處理專業廠和協作點。對熱處理專業廠要進一步加強管理,積極采用新技術、新工藝、新設備,嚴格按照標準化、規範化組織生產,形成技術、經濟和服務上的優勢,充分發揮專業化生產的優越性。此外,熱處理工藝材料,如各種淬火介質、滲劑、保護塗料、清洗劑、加熱鹽、保護氣氛和可控氣氛的氣源等,也要固定生產單位,進行專業化生產,不斷提高質量和擴大品種,並盡可能實現規格化、標準化、係列化。
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   (1) 我國的熱處理技術已得到了長足的發展,在熱處理的基礎理論和某些熱處理新工藝、新技術研究方麵已達到國際先進水平,但在熱處理生產工藝和熱處理設備方麵還存在較大的差距,主要表現在少無氧化熱處理應用少、產品質量不穩定、能耗大、汙染嚴重、管理水平低、成本高。

   (2) 目前在我國工業生產上大量應用的還是常規熱處理工藝,今後仍將占有重要的地位和相當大的比重,但正在日益改進和不斷完善。要以少無氧化加熱、節能、無汙染和微電子技術在熱處理中的應用為重點,大力發展先進的熱處理成套技術,利用現代高新技術對常規熱處理進行技術改造,實現熱處理設備的更新換代,全麵提高熱處理的工藝水平、裝備水平、管理水平和產品水平,這對於改變我國熱處理技術的落後麵貌,趕上工業發達國家的先進水平,將起到積極的促進作用。

   (3)加強科研與生產的結合、材料研究與熱處理工藝的結合,進一步挖掘材料的性能潛力,促進新材料的發展,使熱處理實現“優質、高效、節能、降耗、無汙染、低成本、專業化生產”,這是今後熱處理技術的重要發展方向。凡是符合這個方向的熱處理技術,就會有強大的生命力,獲得較快的發展,反之,則將被淘汰。例如,可控氣氛熱處理、真空熱處理、新型化學熱處理、離子熱處理、激光熱處理、流態化熱處理等,均能較好地符合上述方向,今後將獲得較快的發展和廣泛的應用。而鹽浴熱處理由於耗能高、汙染嚴重,今後將迅速減少,甚至被淘汰。

  (4)雖然電子計算機和機器人在熱處理中的應用較之在其它工業領域中的應用起步較晚,但隨著熱處理自動化程度的不斷提高,計算機和機器人的應用也將越來越廣泛,這是熱處理行業現代化的重要標誌之一。熱處理專業廠和協作網點,是組織熱處理生產的一種好形式,也是促進熱處理行業技術進步的一種重要手段。因此,實現熱處理生產的自動化和專業化,這也是熱處理行業發展的必然趨勢。

 
 
      
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