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摘要:纵观国际,国外很多发达国家对于热处理的生产技术都不断向节能、精密等方向发展。为了缩小国内外之间的技术差距,满足国内外的生产需求,我国必须在生产过程中采取措施改进其生产技术水平。本文通过我国目前热处理生产技术存在的问题以及改进热处理的生产技术进行简要分析,阐述了我国热处理生产技术的发展趋势。
关键词:清洁 精密 节能 少无氧化 先进热处理生产技1. 引言
自改革开放之后,我国通过借鉴与吸收国外的先进技术,热处理生产技术水平也有了一定程度的发展。过去,热处理设备技术在我国运用相对较少,并没有太多的经验与纯属的技术。与国外发达国家相比,我国在热处理生产技术水平仍然比较低下。自从我国进入世界贸易组织之后,世界经济实现一体化发展,我国必须重视机械产品的质量以及国际市场的竞争力,热处理设备的生产技术必须要改造并创新,才能够在市场中站稳脚步,迎接新的挑战。下面我们对热处理设备的生产技术在我国以及其他国家的发展趋势做简要分析,并且阐述了我国发展热处理生产技术的主要方向,以及如何改造其生产技术,从而使我国热处理技术能与世界其他国家相媲美。
2. 国内外热处理技术发展的现状和趋势
2.1技术发展的主要内涵
我国热处理生产技术随着社会的发展也逐步发展起来。它的发展主要体现在清洁、精密、节能等各方面进行热处理。另外,它还体现在以空气为主的少无氧化热处理方面。
2.2清洁的热处理技术
无论是国内还是国外,热处理在运行过程中都会产生废气、废水、粉尘等各种污染物质,这很大程度上破坏了生态环境。据此,各个国家对于热处理产生的污染源非常的重视,为了能够从根本上解决该问题的发生,各国纷纷在热处理生产技术上花心思,期望能够探索出无污染或者治理污染的技术。
热处理过程中,燃料炉产出的燃烧产物是环境中最重要的污染源,它在极大程度上影响了自然生态环境。目前,国外发达国家针对于该问题已经提出了解决方案,并且不再用煤来做热处理的原料。而在中国,仍然还有很大一部分企业在使用煤来进行加热处理,并且将废气不经处理就排放在大气中,严重危害到空气污染,破坏了生态环境。国外在进行热处理过程中,他们逐渐将重油转变成轻油做燃料,而其中,很多国家都会将天然气当成最理想的燃料。例如日本,他们主要以轻油、液化气为主要燃料,利用丙烷或者丁烷当成原料来制作吸热式设备。当燃烧炉当中的燃料已经利用到最高限度之后,需要完善燃烧器的结构,并对空气的燃比进行严格的控制,从而保证燃烧炉内的燃料能够合理的燃烧,并且将排放到大气中的污染源降到最低。燃烧炉产生的各种污染物质中,剧毒物不仅对环境造成了破坏,还在一定程度上影响到了人们的身体健康。根据这样在燃料中,我们应该将NO-CY液体渗氮和氰化盐浴中的CN-替换成CNO-。目前,CN-废水处理技术在国际上已达到了相对领先的地步,真空高压气淬逐渐将盐浴加热淬火代替。目前,我国政府已经禁止城市企业使用盐浴。在进行热处理过程中,过去通常使用干法喷砂来去除钢构件表面的氧化层,如今我们采用湿法来去除氧化皮;过去我们利用淬火油的搅拌来使钢件的油烟蒸发,如今,我们逐渐将水溶性的淬火剂来代替过去的淬火油,从而将油烟蒸发的污染源降到最低。[1]
在预防和治理二者之间应以预防为主。气体渗碳、碳氮共渗、氮碳共渗、真空油气淬火、低压渗碳高压气淬、合成淬火剂等一系列热处理工艺和材料都是防患于未然的清洁热处理技术。
2.3精密的热处理技术
当前的机械制造成形已经踏入了纳米技术领域。金属物理冶金学的进步几乎洞悉了材料组织和性能关系以及其影响因素的普遍规律,并可以利用计算机和传感器技术的成就实现热处理生产向精密目标的过渡,即实现精密热处理的各种技术条件已日臻成熟。所谓精密热处理就是要严格控制热处理产品质量。一方面是自动优选工艺、提高产品质量;另一方面是充分保证稳定的优化工艺条件,获得分散度很小的均一的产品质量。
当前热处理生产的质量控制除了依靠生产过程的自动化(消除影响质量的人为因素)、工艺参数的严格在线控制和工艺效果的计算机模拟来实现,还力求实现过程控制的自适应化和智能化。这就是质量控制技术发展的主要方向。
2.4节能的热处理技术
科学的生产和能源管理是能源有效利用的最有潜力的因素。保证满负荷生产、充分发挥设备能力是科学管理的目标之一。国际上广为流行,而我国正在蓬勃兴起的专业化生产方式已证明是最有效的节能措施。
研究、开发和推广节能的热处理工艺是投入小、见效快的节能措施。热处理设备的选型、结构和使用上也都有很大的节能潜力。在燃料基本依赖进口的日本在这些方面有很多成熟经验,值得我们借鉴。
3. 应重点发展的领域和方向
可控气氛热处理
在少无氧化热处理技术的发展趋势中,首推可控气氛和真空热处理的迅猛进步。在气氛和真空热处理二种技术中论断哪种技术的发展会居于上风,当前为时尚早。事实上,在少品种、大批量生产,尤其是碳素钢和一般合金结构钢件的光亮淬火、退火、渗碳淬火、碳氮共渗淬火、气体氮碳共渗仍以应用可控气氛为主要手段。可控气氛热处理仍是先进热处理技术的主要组成部分。[2]
4. 表面工程
严格说来,表面工程不能算做是一门独立学科,只是国际上有人提出这个概念后引起了学科的重新组合。这个所谓的新学科提出后,在传统学科的划分中引起了一定程度的混乱、在教学和学术活动中发生许多相互重叠和干扰。由于这种学科的重组在相当范围已成既成事实,我们就得认真对待其中的内涵,并探明其发展动向,以适应这个国际和国内已形成的潮流。
顾名思义和已有文献、著作的定义,表面工程囊括了金属表面强化、表面清理、清洗、活化、钝化、化学转化、涂装、热喷涂、化学覆盖、扩散渗透、物理和化学沉积、离子镀渗、离子注入、激光电子束表面硬化、合金化、熔化凝固等。概括起来,牵涉到3个学科的部分,即材料表面保护,表面热处理和化学热处理,金属表面的机械、化学清理、机械强化。
结束语
热处理工艺数据库和专家决策系统的建立,为实现热处理质量控制创造了条件。国际上早在70年代就可以根据机件热处理后力学性能要求进行计算机辅助选材,或已知材料和热处理工艺预见最后的组织和性能。我国的科研院所、大专院校、汽车行业的一些大厂在消化吸收引进技术和自行开发的基础上已基本掌握了这些先进技术。当前,在热处理界已开创了一个广泛利用计算机实现质量控制的新时代。
参考文献
[1] 樊东黎. 对美国和日本热处理专业化生产的考察梗概[J]. 金属热处理. 1999(08)
[2] 阎承沛. 我国热处理能源技术开发概况和结构调整设想[J]. 工业加热. 2001(01)
关键词:清洁 精密 节能 少无氧化 先进热处理生产技1. 引言
自改革开放之后,我国通过借鉴与吸收国外的先进技术,热处理生产技术水平也有了一定程度的发展。过去,热处理设备技术在我国运用相对较少,并没有太多的经验与纯属的技术。与国外发达国家相比,我国在热处理生产技术水平仍然比较低下。自从我国进入世界贸易组织之后,世界经济实现一体化发展,我国必须重视机械产品的质量以及国际市场的竞争力,热处理设备的生产技术必须要改造并创新,才能够在市场中站稳脚步,迎接新的挑战。下面我们对热处理设备的生产技术在我国以及其他国家的发展趋势做简要分析,并且阐述了我国发展热处理生产技术的主要方向,以及如何改造其生产技术,从而使我国热处理技术能与世界其他国家相媲美。
2. 国内外热处理技术发展的现状和趋势
2.1技术发展的主要内涵
我国热处理生产技术随着社会的发展也逐步发展起来。它的发展主要体现在清洁、精密、节能等各方面进行热处理。另外,它还体现在以空气为主的少无氧化热处理方面。
2.2清洁的热处理技术
无论是国内还是国外,热处理在运行过程中都会产生废气、废水、粉尘等各种污染物质,这很大程度上破坏了生态环境。据此,各个国家对于热处理产生的污染源非常的重视,为了能够从根本上解决该问题的发生,各国纷纷在热处理生产技术上花心思,期望能够探索出无污染或者治理污染的技术。
热处理过程中,燃料炉产出的燃烧产物是环境中最重要的污染源,它在极大程度上影响了自然生态环境。目前,国外发达国家针对于该问题已经提出了解决方案,并且不再用煤来做热处理的原料。而在中国,仍然还有很大一部分企业在使用煤来进行加热处理,并且将废气不经处理就排放在大气中,严重危害到空气污染,破坏了生态环境。国外在进行热处理过程中,他们逐渐将重油转变成轻油做燃料,而其中,很多国家都会将天然气当成最理想的燃料。例如日本,他们主要以轻油、液化气为主要燃料,利用丙烷或者丁烷当成原料来制作吸热式设备。当燃烧炉当中的燃料已经利用到最高限度之后,需要完善燃烧器的结构,并对空气的燃比进行严格的控制,从而保证燃烧炉内的燃料能够合理的燃烧,并且将排放到大气中的污染源降到最低。燃烧炉产生的各种污染物质中,剧毒物不仅对环境造成了破坏,还在一定程度上影响到了人们的身体健康。根据这样在燃料中,我们应该将NO-CY液体渗氮和氰化盐浴中的CN-替换成CNO-。目前,CN-废水处理技术在国际上已达到了相对领先的地步,真空高压气淬逐渐将盐浴加热淬火代替。目前,我国政府已经禁止城市企业使用盐浴。在进行热处理过程中,过去通常使用干法喷砂来去除钢构件表面的氧化层,如今我们采用湿法来去除氧化皮;过去我们利用淬火油的搅拌来使钢件的油烟蒸发,如今,我们逐渐将水溶性的淬火剂来代替过去的淬火油,从而将油烟蒸发的污染源降到最低。[1]
在预防和治理二者之间应以预防为主。气体渗碳、碳氮共渗、氮碳共渗、真空油气淬火、低压渗碳高压气淬、合成淬火剂等一系列热处理工艺和材料都是防患于未然的清洁热处理技术。
2.3精密的热处理技术
当前的机械制造成形已经踏入了纳米技术领域。金属物理冶金学的进步几乎洞悉了材料组织和性能关系以及其影响因素的普遍规律,并可以利用计算机和传感器技术的成就实现热处理生产向精密目标的过渡,即实现精密热处理的各种技术条件已日臻成熟。所谓精密热处理就是要严格控制热处理产品质量。一方面是自动优选工艺、提高产品质量;另一方面是充分保证稳定的优化工艺条件,获得分散度很小的均一的产品质量。
当前热处理生产的质量控制除了依靠生产过程的自动化(消除影响质量的人为因素)、工艺参数的严格在线控制和工艺效果的计算机模拟来实现,还力求实现过程控制的自适应化和智能化。这就是质量控制技术发展的主要方向。
2.4节能的热处理技术
科学的生产和能源管理是能源有效利用的最有潜力的因素。保证满负荷生产、充分发挥设备能力是科学管理的目标之一。国际上广为流行,而我国正在蓬勃兴起的专业化生产方式已证明是最有效的节能措施。
研究、开发和推广节能的热处理工艺是投入小、见效快的节能措施。热处理设备的选型、结构和使用上也都有很大的节能潜力。在燃料基本依赖进口的日本在这些方面有很多成熟经验,值得我们借鉴。
3. 应重点发展的领域和方向
可控气氛热处理
在少无氧化热处理技术的发展趋势中,首推可控气氛和真空热处理的迅猛进步。在气氛和真空热处理二种技术中论断哪种技术的发展会居于上风,当前为时尚早。事实上,在少品种、大批量生产,尤其是碳素钢和一般合金结构钢件的光亮淬火、退火、渗碳淬火、碳氮共渗淬火、气体氮碳共渗仍以应用可控气氛为主要手段。可控气氛热处理仍是先进热处理技术的主要组成部分。[2]
4. 表面工程
严格说来,表面工程不能算做是一门独立学科,只是国际上有人提出这个概念后引起了学科的重新组合。这个所谓的新学科提出后,在传统学科的划分中引起了一定程度的混乱、在教学和学术活动中发生许多相互重叠和干扰。由于这种学科的重组在相当范围已成既成事实,我们就得认真对待其中的内涵,并探明其发展动向,以适应这个国际和国内已形成的潮流。
顾名思义和已有文献、著作的定义,表面工程囊括了金属表面强化、表面清理、清洗、活化、钝化、化学转化、涂装、热喷涂、化学覆盖、扩散渗透、物理和化学沉积、离子镀渗、离子注入、激光电子束表面硬化、合金化、熔化凝固等。概括起来,牵涉到3个学科的部分,即材料表面保护,表面热处理和化学热处理,金属表面的机械、化学清理、机械强化。
结束语
热处理工艺数据库和专家决策系统的建立,为实现热处理质量控制创造了条件。国际上早在70年代就可以根据机件热处理后力学性能要求进行计算机辅助选材,或已知材料和热处理工艺预见最后的组织和性能。我国的科研院所、大专院校、汽车行业的一些大厂在消化吸收引进技术和自行开发的基础上已基本掌握了这些先进技术。当前,在热处理界已开创了一个广泛利用计算机实现质量控制的新时代。
参考文献
[1] 樊东黎. 对美国和日本热处理专业化生产的考察梗概[J]. 金属热处理. 1999(08)
[2] 阎承沛. 我国热处理能源技术开发概况和结构调整设想[J]. 工业加热. 2001(01)