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   熱處理是機械工業(yè)的一項重要基礎(chǔ)技術(shù)，通常像軸、軸承、齒輪、連桿等重要的機械零件和工模具都是要經(jīng)過熱處理的，而且，只要選材合適，熱處理得當(dāng)，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(xiàn)“搞好熱處理，零件一頂幾”的目標(biāo)，收到事半功倍的效果。 
熱處理對于充分發(fā)揮金屬材料的性能潛力，提高產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量，節(jié)約材料，減少能耗，延長產(chǎn)品的使用壽命，提高經(jīng)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(shù)有了很大的發(fā)展，現(xiàn)有熱處理生產(chǎn)廠點一萬余家，職工15萬人，專業(yè)科技人員約1000余人，熱處理加熱設(shè)備11萬臺，年生產(chǎn)能力660萬噸鋼件，年產(chǎn)值約50億元，全員勞動生產(chǎn)率約3萬元/人*年。目前我國在熱處理的基礎(chǔ)理論研究和某些熱處理新工藝、新技術(shù)研究方面，與工業(yè)發(fā)達國家的差距不大，但在熱處理生產(chǎn)工藝水平和熱處理設(shè)備方面卻存在著較大的差距，還沒有完全扭轉(zhuǎn)熱處理生產(chǎn)工藝和熱處理設(shè)備落后、工件氧化脫碳嚴(yán)重、產(chǎn)品質(zhì)量差、生產(chǎn)效率低、能耗大、成本高、污染嚴(yán)重的局面。為促進我國熱處理技術(shù)的發(fā)展，我們應(yīng)全面了解熱處理技術(shù)的現(xiàn)狀和水平，掌握其發(fā)展趨勢，大力發(fā)展先進的熱處理新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備，用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)的熱處理技術(shù)，實現(xiàn)“優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、降耗、無污染、低成本、專業(yè)化生產(chǎn)”，力爭到 2000年時達到工業(yè)發(fā)達國家八十年代中期的水平。 

    1　大力發(fā)展多參數(shù)熱處理和復(fù)合熱處理工藝 

　　 傳統(tǒng)的熱處理，就主要控制的參數(shù)而言，多為常壓下的溫度時間兩個參數(shù)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只能是單一化。為此，要大力發(fā)展多參數(shù)熱處理和復(fù)合熱處理工藝 ［1］ 。 

    1.1　多參數(shù)熱處理 

　　 (1) 真空熱處理：這是一種附加壓力的多參數(shù)熱處理。它具有無氧化、無脫碳、工件表面光亮、變形小、無污染、節(jié)能、自動化程度高、適用范圍廣等優(yōu)點，是近年來發(fā)展最快的熱處理新技術(shù)之一，特別是在進行材料表面改性方面獲得了很大的進展，許多新近開發(fā)的先進熱處理技術(shù)，如真空高壓氣淬、真空化學(xué)熱處理等，也需在真空下方能實施。采用真空熱處理技術(shù)可使結(jié)構(gòu)材料、工模具的質(zhì)量和使用壽命得到大幅度的提高，尤其適合于一些精密零件的熱處理。在工業(yè)發(fā)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臺，占熱處理爐總數(shù)的1%左右，與國外的差距很大。預(yù)計今后隨著熱處理行業(yè)的技術(shù)進步和對熱處理工件質(zhì)量要求的越來越高，真空熱處理將會有較大的發(fā)展。 

　　 (2) 化學(xué)熱處理：這是一種附加成分的多參數(shù)熱處理。普通化學(xué)熱處理，如滲碳、碳氮共滲、碳氮硼共滲等，分別屬于附加單成分、雙成分和三成分的多參數(shù)熱處理。近年來，又發(fā)展了許多利用新技術(shù)的新型化學(xué)熱處理，如真空化學(xué)熱處理，流態(tài)床化學(xué)熱處理、離子滲金屬、離子注入、激光表面合金化等，均可提高工件的耐磨損及耐腐蝕等使用性能。稀土在化學(xué)熱處理中的應(yīng)用(即與稀土共滲)，能顯著提高滲速，縮短處理周期，并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(xué)熱處理也是一個值得注意的動向，內(nèi)蒙農(nóng)機研究所黃建洪等人開發(fā)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(yīng)用于剪毛機刀片生產(chǎn) ［2］ 。 

　　 (3) 形變熱處理：這是一種附加應(yīng)力的多參數(shù)熱處理。采用壓力加工和熱處理相結(jié)合的工藝，把形變強化和相變強化結(jié)合起來，使材料達到成型與復(fù)合強化的雙重目的。形變熱處理能提高材料的綜合力學(xué)性能，并可以簡化工序，利用余熱，節(jié)約能源及材料消耗，經(jīng)濟效益顯著。形變熱處理的應(yīng)用廣泛，從結(jié)構(gòu)鋼、軸承鋼到高速鋼都適用。目前工業(yè)上應(yīng)用最多的是鍛造余熱淬火和控制軋制。美國采用控制軋制來生產(chǎn)高硬度裝甲鋼板，可提高抗彈性能。我國兵器工業(yè)系統(tǒng)開展了火炮、炮彈零件熱模鍛余熱淬火、炮管旋轉(zhuǎn)精鍛形變熱處理、槍彈鋼芯斜軋余熱淬火等試驗研究，取得了很好的效果。 

    1.2　復(fù)合熱處理 

　　 復(fù)合熱處理是將兩種或兩種以上的熱處理工藝復(fù)合，或?qū)崽幚砼c其它加工工藝復(fù)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(yōu)良的性能，并節(jié)約能源，降低成本，提高生產(chǎn)效率。如滲氮與高頻淬火的復(fù)合、淬火與滲硫的復(fù)合、滲硼與粉末冶金燒結(jié)工藝的復(fù)合等。前述的鍛造余熱淬火和控制軋制也屬于復(fù)合熱處理，它們分別是鍛造與熱處理的復(fù)合、軋制與熱處理的復(fù)合。還有一些新的復(fù)合表面處理技術(shù)，如激光加熱與化學(xué)氣相沉積(CVD)、離子注入與物理氣相沉積(PVD)、物理化學(xué)氣相沉積(PCVD)等，均具有顯著的表面改性效果，在國內(nèi)外的應(yīng)用也日益增多。 

　　 需要指出的是，復(fù)合熱處理并不是幾種單一熱處理工藝的簡單疊加，而是要根據(jù)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，由于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后順序，避免后道工序?qū)η暗拦ば虻牡窒饔谩?nbsp;

    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面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(nèi) (1～10 -7 S)，將工件欲處理區(qū)的表層加熱到相變溫度以上或熔融狀態(tài)，使之發(fā)生物理和化學(xué)變化，然后依靠工件自身冷卻實現(xiàn)表面硬化或凝固，達到表面改性的目的。高能率熱處理在減小工件變形、獲得特殊組織性能和表面狀態(tài)方面具有很大的優(yōu)越性，可以提高工件表面的耐磨性、耐蝕性，延長其使用壽命。高能率熱處理近年來發(fā)展很快，是金屬材料表面改性技術(shù)最活躍的領(lǐng)域之一，其中激光熱處理和離子注入表面改性技術(shù)在國外已進入生產(chǎn)階段。我國一汽、二汽、西安內(nèi)燃機配件廠等單位，都已建立了汽車發(fā)動機缸套的激光表面淬火生產(chǎn)線，但由于高能率熱處理的設(shè)備費用昂貴等原因，目前我國尚未大量應(yīng)用，但其發(fā)展前景廣闊，今后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(xiàn)少無氧化加熱，是減少金屬氧化損耗、保證工件表面質(zhì)量的必備條件，而采用真空和可控氣氛則是實現(xiàn)少無氧化加熱的主要途徑。 

　　 在表面加熱方面，感應(yīng)加熱具有加熱速度快、工件表面氧化脫碳少、變形小、節(jié)能、公害小、生產(chǎn)率高、易實現(xiàn)機械化和自動化等優(yōu)點，是一種經(jīng)濟節(jié)能的表面加熱手段，主要用于工件的表面加熱淬火。高能率加熱具有加熱速度快、表面質(zhì)量好、變形小、能耗低、無污染等優(yōu)點，也是一種極為有效的表面加熱方式。在整體加熱方面，有真空加熱、高壓加熱、流態(tài)床加熱等方式。流態(tài)床加熱雖然能量密度不高，但加熱快且均勻、工件變形小、表面光潔、處理后不需清洗、工藝轉(zhuǎn)換容易、能提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)能、公害小、成本低、并可以與化學(xué)熱處理相結(jié)合，是一種很好的加熱方式，特別適宜于多品種、小批量和周期性生產(chǎn)，可用來取代傳統(tǒng)的鹽浴熱處理，其發(fā)展前景令人矚目。 

   3　采用新的淬火介質(zhì)和改進淬火方法 

    3.1　改進原有的淬火介質(zhì)，采用新型淬火介質(zhì) 

　　 淬火介質(zhì)是實施淬火工藝過程的重要保證，對熱處理后工件的質(zhì)量影響很大。 
正確選擇和合理使用淬火介質(zhì)，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(chǎn)中，常用的淬火介質(zhì)有水、油、鹽類等，它們各有優(yōu)缺點。例如，水是應(yīng)用最廣泛、最經(jīng)濟和冷卻能力很強的淬火介質(zhì)，但它在低溫區(qū)冷卻速度極快，易使工件變形和開裂；當(dāng)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(huán)境的污染大，有發(fā)生火災(zāi)的危險。為此，要對原有淬火介質(zhì)的性能進行改進，并積極開發(fā)應(yīng)用冷卻速度介于水和油之間、并可根據(jù)需要調(diào)整冷卻速度，同時又經(jīng)濟、安全、無污染的新型淬火介質(zhì)。 

　　 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(zhì)的發(fā)展重點，特別是有機聚合物淬火劑的研究和應(yīng)用尤為引人注目，其優(yōu)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(diào)、適用范圍廣、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(zhì)量、改善勞動條件、避免火災(zāi)和節(jié)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(zhì)的主要發(fā)展方向，尤其是對于水淬開裂、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(yīng)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，適用的淬火鋼種范圍廣，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(yīng)用。 

　　 多年來，我國在淬火介質(zhì)的研究和應(yīng)用方面，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(chǎn)的需要，但與國外的先進水平相比差距很大，并落后于熱處理其它技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展，是熱處理行業(yè)中的一個薄弱環(huán)節(jié)，今后應(yīng)當(dāng)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(xiàn)理想的冷卻，獲得最佳的淬火效果，除根據(jù)工件所用的材料、技術(shù)要求、服役條件等，來合理選用淬火介質(zhì)外，還需不斷改進現(xiàn)有的淬火方法，并采用新的淬火方法。如采用高壓氣冷淬火法、強烈淬火法、流態(tài)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(zhì)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　研制開發(fā)各種新型熱處理設(shè)備 

　　 熱處理設(shè)備是實現(xiàn)熱處理工藝的基礎(chǔ)和保證，直接關(guān)系到熱處理技術(shù)水平的高低和工件質(zhì)量的好壞。我國熱處理設(shè)備的生產(chǎn)已有40年歷史，現(xiàn)已具備一定的規(guī)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，并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(guī)格有所增加，性能有所改進，系列化程度有所提高。八十年代又進行了一次產(chǎn)品更新?lián)Q代，發(fā)展了第二代節(jié)能系列產(chǎn)品，能生產(chǎn)多用爐、真空爐、離子滲氮爐、流態(tài)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(shè)備和中外合資合作生產(chǎn)，使我國熱處理設(shè)備的設(shè)計制造水平和生產(chǎn)能力有了很大的提高。我國現(xiàn)有電爐廠180 多家，已形成年制造熱處理爐9000臺的能力。少無氧化熱處理技術(shù)可以改進產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率、降低成本，并可減少污染、易于實現(xiàn)自動化，其普及程度已成為當(dāng)代熱處理技術(shù)水平的主要標(biāo)志，工業(yè)發(fā)達國家早在60年代就已基本淘汰了空氣加熱爐，實現(xiàn)了少無氧化熱處理，而我國目前生產(chǎn)用的熱處理設(shè)備大多還是箱式或井式電阻爐，90%以上系周期性作業(yè)，空氣加熱爐占熱處理爐總數(shù)的70%以上，而可控氣氛爐和真空熱處理爐的比例只有5%左右。這些落后的熱處理設(shè)備大都存在著爐溫均勻性差，工件氧化、脫碳嚴(yán)重，設(shè)備的可靠性較差，配套儀表、元器件質(zhì)量不過關(guān)，工藝過程控制水平低，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，熱效率低，能耗高等問題。因此，要對落后的熱處理設(shè)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(shù)的控制精度，以保證和提高熱處理工件的質(zhì)量，并限期淘汰一批產(chǎn)品質(zhì)量差、能耗高、污染嚴(yán)重的落后設(shè)備。要大力發(fā)展感應(yīng)加熱和無氧化加熱技術(shù)，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(xiàn)有的箱式爐和井式爐，這是熱處理行業(yè)技術(shù)改造的重點之一。在我國現(xiàn)實情況下，應(yīng)大力開發(fā)和推廣應(yīng)用低真空多用爐，以提高產(chǎn)品質(zhì)量，適應(yīng)企業(yè)小批量、多品種的生產(chǎn)需要，這可能是一條適合我國國情、發(fā)展新型高效熱處理設(shè)備的捷徑。其它新型熱處理設(shè)備，如離子熱處理爐、流態(tài)粒子爐、激光熱處理裝置、電子束熱處理裝置等，也應(yīng)積極開發(fā)應(yīng)用。 

　　 需要指出的是，熱處理設(shè)備的設(shè)計制造應(yīng)與熱處理工藝密切結(jié)合，熱處理設(shè)備要能滿足熱處理工藝的要求，提高熱處理的質(zhì)量；同時，要根據(jù)熱處理新工藝發(fā)展的需要，研制開發(fā)新型高效熱處理設(shè)備，用熱處理工藝來促進熱處理設(shè)備的發(fā)展。要不斷提高我國熱處理設(shè)備的設(shè)計制造水平，增強自我開發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新能力，這對提高熱處理爐的性能、節(jié)約能源、提高生產(chǎn)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(guī)格，并盡可能采用相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)，要有溫度均勻性指標(biāo)(對于可控氣氛爐還要有氣氛均勻性指標(biāo))，要提高國產(chǎn)元器件和檢測儀表的精確度和可靠性，加強產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗，從而提高熱處理行業(yè)的整體水平和經(jīng)濟效益。 

    5　加強新材料與熱處理工藝的緊密結(jié)合和相互促進 

    5.1　低碳馬氏體及其應(yīng)用 

　　 低碳馬氏體是低碳低合金鋼經(jīng)強烈淬火急冷后得到的一種顯微組織結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)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(yīng)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(diào)質(zhì)鋼高1/3以上，且綜合性能良好，用來代替某些中碳調(diào)質(zhì)鋼(如高強度螺栓等)，可使構(gòu)件重量成倍減輕；低碳馬氏體還具有很高的耐磨性能，可用來制造某些要求耐磨性好的零件(如拖拉機履帶板等)�？傊�，低碳馬氏體在石油、煤炭、鐵道、汽車、拖拉機等部門應(yīng)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(jié)約能源、節(jié)約合金元素、降低成本等技術(shù)經(jīng)濟效果。 

    5.2　空冷貝氏體鋼 

　　 貝氏體鋼能夠空冷自硬，并將冶金熱加工工序與產(chǎn)品成型制造工序相連接，具有良好的強韌性配合、生產(chǎn)工序簡單、節(jié)約能源、污染少、成本低等優(yōu)點，因而引起廣泛的重視。至今國際上空冷貝氏體鋼系列有兩類：一類是以英國P.B.Pickering為首于50年代發(fā)明的Mo-B系貝氏體鋼，但因鉬的價格昂貴而使其發(fā)展受到限制；另一類是以我國清華大學(xué)方鴻生教授為首于70年代初期發(fā)明的Mn-B系貝氏體鋼，現(xiàn)己發(fā)展有低碳、中低碳、中碳、中高碳系列十多個鋼種，應(yīng)用到耐磨鋼球、襯板、齒板、沖擊錘、刮板、截齒、離心鑄管、汽車前軸、連桿、液壓支架等 ［4］ ，取得了很好的技術(shù)效果和顯著的經(jīng)濟效益，成為貝氏體鋼發(fā)展的重要方向。目前我國Mn-B系貝氏體鋼己達到年產(chǎn)15萬噸的規(guī)模，在“九五”末期將達到70萬噸/年，占到全國特殊鋼產(chǎn)量的5%～10%。 

    5.3　無萊氏體高速鋼 

　　 大連鐵道學(xué)院戚正風(fēng)教授等研制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)、而又能在淬火回火后整體具有足夠的強度、韌性與硬度的水平。這種鋼加工成刀具后，通過滲碳，使表層得到≥70HRC的高硬度和600℃4 次回火后仍能保持 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、芬蘭等國家同時研制成功A-B球鐵，并獲得了實際應(yīng)用，由于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，因而被廣泛用于汽車、拖拉機、內(nèi)燃機的齒輪、連桿、軸類等結(jié)構(gòu)件以及礦山磨球、錘頭等耐磨零件。80年代以后，國內(nèi)外又從A-B球鐵化學(xué)成分與熱處理工藝兩個方面深入進行研究。前者通過提高合金成份來得到鑄態(tài)A-B球鐵，以期取消成本高、工效低的等溫淬火工藝；后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(chǎn)效率。 


    6　重視熱處理節(jié)能和環(huán)境保護 

    6.1　大幅度降低熱處理的能耗 

　　 熱處理是機械制造業(yè)中耗能最多的工藝之一，在工業(yè)發(fā)達國家，熱處理生產(chǎn)成本的25%～40%是能源成本。 
據(jù)統(tǒng)計，我國的熱處理設(shè)備中，電爐約占90%，裝機總?cè)萘考s為600萬Kw，熱處理的年用電量近90億Kw . h。由于我國的熱處理工藝和設(shè)備比較落后，能源利用率低，熱處理能耗水平為500～1000Kw . h/t，比工業(yè)發(fā)達國家多2～3倍，因此節(jié)能的潛力很大。熱處理節(jié)能的途徑主要有：(1) 在熱處理工藝方面，改進老工藝，推廣應(yīng)用先進的節(jié)能新工藝；(2)在熱處理設(shè)備方面，改造或淘汰耗能高的落后設(shè)備，發(fā)展新型高效節(jié)能的新設(shè)備；(3)在生產(chǎn)組織管理方面，合理組織熱處理的批量生產(chǎn)，力求集中和連續(xù)性生產(chǎn)，不斷提高熱處理的專業(yè)化生產(chǎn)水平。而搞好熱處理，努力提高熱處理質(zhì)量，延長工件的使用壽命，則是最大的節(jié)能。 

　　 開發(fā)和推廣應(yīng)用非調(diào)質(zhì)鋼，是80年代熱處理節(jié)能技術(shù)的一項重大進展。應(yīng)用非調(diào)質(zhì)鋼，不僅能顯著節(jié)能，而且減少了生產(chǎn)工序，節(jié)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(zhì)量和使用壽命。目前，非調(diào)質(zhì)鋼多用于取代調(diào)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，今后的發(fā)展趨勢是用非調(diào)質(zhì)強韌鋼來取代調(diào)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼，進一步擴大非調(diào)質(zhì)鋼的應(yīng)用范圍。 

    6.2　高度重視熱處理生產(chǎn)的環(huán)境保護 

　　 熱處理生產(chǎn)對環(huán)境造成的污染很大，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(chǎn)的發(fā)展，其危害也日益嚴(yán)重。研究和采用無污染、無公害的熱處理技術(shù)，并對排放的有害物質(zhì)進行有效控制和綜合治理，是消除熱處理污染的主要措施。 

　　 1989年聯(lián)合國環(huán)境署決定在全世界推行清潔生產(chǎn)技術(shù)。所謂清潔生產(chǎn)技術(shù)，就是通過對生產(chǎn)過程和產(chǎn)品的綜合防治，減少廢棄物產(chǎn)生，最大限度地保護自然環(huán)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(xiàn)清潔的生產(chǎn)過程，制造出清潔的產(chǎn)品。日本東京金屬技術(shù)研究所金武典夫博士通過分析引起全球性的溫室效應(yīng)、空氣污染、酸雨等對環(huán)境造成的影響，提出了一種“節(jié)能-高效-環(huán)保型熱處理”的綜合體系，它包括了預(yù)處理、熱處理、后處理、技術(shù)保證體系和環(huán)境管理體系，而其關(guān)鍵是將高新技術(shù)應(yīng)用于熱處理生產(chǎn)中。我國已把環(huán)境保護作為一項基本國策，并從1992年開始推進清潔生產(chǎn)技術(shù)。根據(jù)清潔生產(chǎn)技術(shù)的要求，我國現(xiàn)階段熱處理生產(chǎn)的主要控制目標(biāo)應(yīng)是少無污染、少無氧化和節(jié)能，并應(yīng)把真空熱處理和可控氣氛熱處理作為熱處理行業(yè)“九五”期間重點推廣應(yīng)用的清潔生產(chǎn)技術(shù) ［6］ 。 

    7　熱處理生產(chǎn)的自動化和專業(yè)化 

    7.1　計算機和機器人在熱處理中的應(yīng)用 

　　 電子計算機在熱處理中的應(yīng)用，包括計算機輔助設(shè)計(CAD)、計算機輔助生產(chǎn)(CAM)、計算機輔助選材(CAMS)、熱處理事務(wù)辦公自動化 (OA)、熱處理數(shù)據(jù)庫和專家系統(tǒng)等，它為熱處理工藝的優(yōu)化設(shè)計、工藝過程的自動控制、質(zhì)量檢測與統(tǒng)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(yīng)用，最初主要用于熱處理工藝程序和工藝參數(shù)(溫度、時間、氣氛、壓力、流量等)的控制，現(xiàn)在也用于熱處理設(shè)備、生產(chǎn)線和熱處理車間的自動控制和生產(chǎn)管理，還有的用計算機進行熱處理工藝、熱處理設(shè)備、熱處理車間設(shè)計中的各種計算和優(yōu)化設(shè)計。在熱處理中引入計算機，可實現(xiàn)熱處理生產(chǎn)的自動化，保證熱處理工藝的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量的再現(xiàn)性，并使熱處理設(shè)備向高效、低成本、柔性化和智能化的方向發(fā)展。計算機在熱處理中的應(yīng)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(xù)式滲碳爐、周期式滲碳爐、連續(xù)軟氮化爐等共37臺設(shè)備，從開始送料，到最終產(chǎn)品檢驗，全部由計算機控制，每班只需要三個人操作，一人在計算機室內(nèi)負(fù)責(zé)全部生產(chǎn)、技術(shù)和質(zhì)量管理，一人在現(xiàn)場巡回檢查，一人負(fù)責(zé)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗，生產(chǎn)效率極高。我國在熱處理行業(yè)中應(yīng)用計算機還是近十多年的事情，目前國內(nèi)研制生產(chǎn)的熱處設(shè)備已越來越多地引入了微機控制，極大地提高了設(shè)備的自動化水平和生產(chǎn)效率。在熱處理工藝過程的實時控制、計算機輔助設(shè)計、計算機模擬和數(shù)學(xué)模型的開發(fā)應(yīng)用等方面，也取得了一定的成績。 

　　 機器人在熱處理中的應(yīng)用，可以有效地改善工人的勞動條件，提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率。目前主要是用來進行自動裝卸料。由于熱處理的生產(chǎn)環(huán)境差、勞動強度較大，也由于熱處理生產(chǎn)向自動化、集成化、柔性化的方向發(fā)展，因此，今后機器人在熱處理生產(chǎn)中的應(yīng)用將日趨增多。 

    7.2　熱處理生產(chǎn)的專業(yè)化 

　　 專業(yè)化生產(chǎn)是現(xiàn)代工業(yè)的基本特征之一，也是促進熱處理行業(yè)技術(shù)進步的一種重要手段。目前工業(yè)發(fā)達國家的熱處理專業(yè)化程度已達到80%以上，而且工業(yè)越是發(fā)達的國家，其專業(yè)化水平也越高，而我國只有20%左右。即使這些為數(shù)不多的熱處理專業(yè)廠，也由于組織管理不善，設(shè)備利用率較低，新技術(shù)、新工藝采用不多，熱處理標(biāo)準(zhǔn)貫徹執(zhí)行不夠，能耗較高，產(chǎn)品質(zhì)量較差。因此，今后要有目的、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(yè)廠和協(xié)作點。對熱處理專業(yè)廠要進一步加強管理，積極采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化組織生產(chǎn)，形成技術(shù)、經(jīng)濟和服務(wù)上的優(yōu)勢，充分發(fā)揮專業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)越性。此外，熱處理工藝材料，如各種淬火介質(zhì)、滲劑、保護涂料、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(chǎn)單位，進行專業(yè)化生產(chǎn)，不斷提高質(zhì)量和擴大品種，并盡可能實現(xiàn)規(guī)格化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。 

    8　小結(jié) 

　　 (1) 我國的熱處理技術(shù)已得到了長足的發(fā)展，在熱處理的基礎(chǔ)理論和某些熱處理新工藝、新技術(shù)研究方面已達到國際先進水平，但在熱處理生產(chǎn)工藝和熱處理設(shè)備方面還存在較大的差距，主要表現(xiàn)在少無氧化熱處理應(yīng)用少、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、能耗大、污染嚴(yán)重、管理水平低、成本高。 

　　 (2) 目前在我國工業(yè)生產(chǎn)上大量應(yīng)用的還是常規(guī)熱處理工藝，今后仍將占有重要的地位和相當(dāng)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(jié)能、無污染和微電子技術(shù)在熱處理中的應(yīng)用為重點，大力發(fā)展先進的熱處理成套技術(shù)，利用現(xiàn)代高新技術(shù)對常規(guī)熱處理進行技術(shù)改造，實現(xiàn)熱處理設(shè)備的更新?lián)Q代，全面提高熱處理的工藝水平、裝備水平、管理水平和產(chǎn)品水平，這對于改變我國熱處理技術(shù)的落后面貌，趕上工業(yè)發(fā)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(chǎn)的結(jié)合、材料研究與熱處理工藝的結(jié)合，進一步挖掘材料的性能潛力，促進新材料的發(fā)展，使熱處理實現(xiàn)“優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、降耗、無污染、低成本、專業(yè)化生產(chǎn)”，這是今后熱處理技術(shù)的重要發(fā)展方向。凡是符合這個方向的熱處理技術(shù)，就會有強大的生命力，獲得較快的發(fā)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(xué)熱處理、離子熱處理、激光熱處理、流態(tài)化熱處理等，均能較好地符合上述方向，今后將獲得較快的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。而鹽浴熱處理由于耗能高、污染嚴(yán)重，今后將迅速減少，甚至被淘汰。 

　　(4)雖然電子計算機和機器人在熱處理中的應(yīng)用較之在其它工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)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(yīng)用也將越來越廣泛，這是熱處理行業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一。熱處理專業(yè)廠和協(xié)作網(wǎng)點，是組織熱處理生產(chǎn)的一種好形式，也是促進熱處理行業(yè)技術(shù)進步的一種重要手段。因此，實現(xiàn)熱處理生產(chǎn)的自動化和專業(yè)化，這也是熱處理行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。