熱處理的現(xiàn)狀及先進(jìn)熱處理技術(shù)的發(fā)展和展望課件

我國熱處理的現(xiàn)狀及先進(jìn)熱處理技術(shù)的發(fā)展和展望

我國熱處理的現(xiàn)狀1.1我國熱處理基本情況1.2我國熱處理技術(shù)狀況1.3我國熱處理與國外的差距l(xiāng)我國熱處理的現(xiàn)狀1.1我國熱處理基本情況l我國熱處理的現(xiàn)狀1.1.1企業(yè)總數(shù) 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15000余家，其中全民所有制企業(yè)約占80%，約12000家,個體民營和股份制企業(yè)占20%，約3000家。由于內(nèi)地許多地區(qū)正在進(jìn)行國營中小企業(yè)改制，華東、華南沿海城市民營企業(yè)仍在不斷涌現(xiàn)，也有不少外資企業(yè)在沿海城市設(shè)熱處理加工廠，預(yù)計民營、股份制企業(yè)總數(shù)仍在繼續(xù)上升。

1.1我國熱處理基本情況1.1.1企業(yè)總數(shù)1.1我國熱處理基本情況1.1.2熱處理員工總數(shù) 按全國熱處理廠點15000家，每家平均員工25人計，全國熱處理員工總數(shù)約37萬人。根據(jù)局部調(diào)查結(jié)果，技術(shù)人員比例平均為8%，近3萬人；管理人員占9%，約3.3萬人。1.1我國熱處理基本情況1.1.2熱處理員工總數(shù)1.1我國熱處理基本情況1.1.3熱處理加熱設(shè)備總數(shù)

熱處理加熱設(shè)備15萬臺，裝機容量1100萬KW。1.1我國熱處理基本情況1.1.3熱處理加熱設(shè)備總數(shù)1.1我國熱處理基本情況1.1.4熱處理生產(chǎn)能力

每臺設(shè)備平均生產(chǎn)率100kg/h，全國平均1.5班工作制，15萬臺加熱設(shè)備的年生產(chǎn)能力近4500萬噸。1.1我國熱處理基本情況1.1.4熱處理生產(chǎn)能力1.1我國熱處理基本情況1.1.5熱處理能源消耗

設(shè)熱處理加熱設(shè)備的平均利用率為30%，15萬臺設(shè)備的每年實際熱處理生產(chǎn)量為1350萬噸，消耗電總量為99億度。1.1我國熱處理基本情況1.1.5熱處理能源消耗1.1我國熱處理基本情況1.1.6熱處理年營業(yè)額

中國熱處理行業(yè)協(xié)會在2003年的全國調(diào)查中，熱處理加工的平均價格為2.3元/kg。按全年實際產(chǎn)量1350萬噸計，全國熱處理年營業(yè)額約310億元。若以平均利潤率10%計，年創(chuàng)利潤總計30億元。1.1我國熱處理基本情況1.1.6熱處理年營業(yè)額1.1我國熱處理基本情況表1我國熱處理基本情況1.1我國熱處理基本情況注：根據(jù)2003年中國熱協(xié)會同地方熱協(xié)對全國20余工業(yè)城市調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計表1我國熱處理基本情況1.1我國熱處理基本情況注：根據(jù) 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(dá)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。存在問題及分析如下：1.2我國熱處理技術(shù)狀況 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)（1）熱處理工藝裝備陳舊落后，能源消耗大：據(jù)“九五”初期估計，全國熱處理企業(yè)設(shè)備役齡80%以上是40年以上?！笆濉逼陂g隨著航空、國防工業(yè)的技改和新型民營企業(yè)的興起，熱處理生產(chǎn)設(shè)備有了一定程度的更新，但從總體來說，熱處理行業(yè)的工藝裝備仍屬落后，能源利用率低、浪費現(xiàn)象嚴(yán)重。應(yīng)通過加大技術(shù)改造的力度來挖掘節(jié)能的潛力。據(jù)有關(guān)資料顯示，我國熱處理企業(yè)年生產(chǎn)總值為美國的二十六分之一，而電能消耗卻比美國多40%。熱處理能源的有效利用應(yīng)是當(dāng)前我國熱處理工作者研究的迫切任務(wù)。1.2我國熱處理技術(shù)狀況（1）熱處理工藝裝備陳舊落后，能源消耗大：據(jù)“九五”初期估計（2）企業(yè)的人員素質(zhì)、管理水平和質(zhì)量保證仍有待提高：隨著我國高等院校學(xué)科的重建，熱處理專業(yè)技術(shù)人員嚴(yán)重缺乏，很多新建的民營熱處理企業(yè)沒有熱處理工程師或技師，相當(dāng)數(shù)量的操作工人（農(nóng)民工）未經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，操作技能低。一些企業(yè)管理水平較低，環(huán)保和安全生產(chǎn)意識薄弱，由于，熱處理屬來料加工的特點，尚未建立起一套完善的質(zhì)量管理體系，產(chǎn)品質(zhì)量得不到有效保證。1.2我國熱處理技術(shù)狀況（2）企業(yè)的人員素質(zhì)、管理水平和質(zhì)量保證仍有待提高：隨著我國（3）先進(jìn)設(shè)備的制造落后于需求，工藝材料和輔助材料質(zhì)量不高、品種不全：我國的熱處理工藝裝備制造方面，還未掌握近代設(shè)備模塊化設(shè)計制造技術(shù)，缺乏配套件和儀表國際市場的采購渠道，因此離用戶市場要求尚有相當(dāng)大的距離.提高新設(shè)備的開發(fā)、設(shè)計、制造水平是本土熱處理設(shè)備制造業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。熱處理工藝、輔助材料主要是質(zhì)量不高、品種不全。淬火基礎(chǔ)油質(zhì)量不保證，聚合物介質(zhì)國產(chǎn)原料不過關(guān)。各種有效優(yōu)質(zhì)添加劑大都外購，熱處理用鹽混亂、雜質(zhì)多，易腐蝕爐襯、坩堝和工件，防滲劑不能保證完全防滲等。高效無污染的防銹劑、清洗溶劑等市場無優(yōu)質(zhì)商品供應(yīng)。1.2我國熱處理技術(shù)狀況（3）先進(jìn)設(shè)備的制造落后于需求，工藝材料和輔助材料質(zhì)量不高、1.3.1與美國的主要差距（1）勞動生產(chǎn)率相差懸殊達(dá)26倍；（2）美國專業(yè)化生產(chǎn)程度是我國的35倍；（3）美國專業(yè)熱處理廠經(jīng)濟效益高，利潤是我國的1.5～30倍；（4）美國熱處理年營業(yè)額是我國的25倍，年電能消耗卻比我國低40%。1.3我國熱處理與國外的差距

1.3.1與美國的主要差距1.3我國熱處理與國外的差距1.3.2在生產(chǎn)管理方面 雖然在“八五”、“九五”期間,國家有關(guān)部門采取了許多措施,但是熱處理專業(yè)廠的數(shù)量仍很少。全國熱處理生產(chǎn)的平均單位電耗在1000度/噸左右，只有個別專業(yè)化協(xié)作廠點達(dá)到500度/噸左右，這與先進(jìn)的歐洲工業(yè)國家400度/噸，日本的300度/噸比較，仍有較大的差距。

1.3我國熱處理與國外的差距

1.3.2在生產(chǎn)管理方面1.3我國熱處理與國外的差距1.3.3在生產(chǎn)技術(shù)方面 全國主要城市的專業(yè)廠和協(xié)作廠、點的少無氧化熱處理比重達(dá)到30%以上，而石油機械制造行業(yè)還不到25%。先進(jìn)的歐洲工業(yè)國家無氧化熱處理比重達(dá)到80%以上，和美國、日本的差距更大。

1.3我國熱處理與國外的差距

1.3.3在生產(chǎn)技術(shù)方面1.3我國熱處理與國外的差距2.1可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略2.2產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高2.3能源的有效利用2.4精確的生產(chǎn)過程2.5高效的生產(chǎn)技術(shù)2熱處理的總體發(fā)展戰(zhàn)略2.1可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略2熱處理的總體發(fā)展戰(zhàn)略 縱觀國內(nèi)外熱處理技術(shù)的發(fā)展，其總體戰(zhàn)略的出發(fā)點大致可歸納成五個方面。首先是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略(endurabledevelopment)，其次是產(chǎn)品質(zhì)量的持續(xù)提高(enhancementofproductsquality)，第三是節(jié)約能源(energysaving)，第四是實現(xiàn)精確生產(chǎn)(exactproduction)，最后是提高生產(chǎn)效率(efficientprocesstechnologies)，降低生產(chǎn)成本。五個方面的英文字頭都是E，故稱之謂5E戰(zhàn)略。

2熱處理的總體發(fā)展戰(zhàn)略 縱觀國內(nèi)外熱處理技術(shù)的發(fā)展，其總體戰(zhàn)略的出發(fā)點大致可歸納成1992年聯(lián)合國在里約熱內(nèi)盧召開的人類環(huán)境與發(fā)展大會提出了“以公平原則，通過全球伙伴關(guān)系促進(jìn)全球可持續(xù)發(fā)展”的全球21世紀(jì)行動綱領(lǐng)。朱鉻基總理在2002年9月的世界可持續(xù)發(fā)展首腦會上把這個問題提到“人類與自然協(xié)調(diào)和諧，環(huán)境與發(fā)展相互促進(jìn)”的高度。這就使可持續(xù)發(fā)展成為世界任何國家在自己的各種經(jīng)濟建設(shè)活動中都必須遵循的首要原則。2.1可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略1992年聯(lián)合國在里約熱內(nèi)盧召開的人類環(huán)境與發(fā)展在可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)涵中，首先是環(huán)境，其次是資源的有效利用和再生。熱處理是和環(huán)境、資源密切相關(guān)的加工過程。其生產(chǎn)物料和剩余物料都可能是導(dǎo)致污染的源泉。避免污染的原則應(yīng)是預(yù)防第一，治理第二。因此熱處理先進(jìn)技術(shù)發(fā)展首要考慮是清潔和安全的生產(chǎn)技術(shù)，安全選用和使用生產(chǎn)物料，避免形成有害剩余物料的技術(shù)。對于不得已產(chǎn)生的有害物質(zhì)也必須有先進(jìn)的無害化處理方法，使剩余物料達(dá)到國家規(guī)定的安全排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.1可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)涵中，首先是環(huán)境，其次是資源的有2.1可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略 熱處理用的燃料、電力、水、油等資源的有效利用、節(jié)約使用和再生后重復(fù)使用的潛力巨大。熱處理加熱設(shè)備的能源必須因地、因時制宜地合理選擇，加熱設(shè)備的熱效率有很大的提高余地，燃料產(chǎn)物的廢熱必須充分利用，大量的冷卻用水必須循環(huán)使用，自工件表面清理下來的油脂應(yīng)分類回收，失效的淬火油應(yīng)收集精煉重復(fù)使用或作為它用?？傊?，資源的有效利用和再生是熱處理行業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的很重要的組成部分。現(xiàn)在人們對這個問題重要性的認(rèn)識還遠(yuǎn)沒有達(dá)到對環(huán)境的認(rèn)識程度。2.1可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略 熱處理用的燃料、電力、水、油等資源的2.1可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略

當(dāng)前國家領(lǐng)導(dǎo)人和許多有識之士都充分認(rèn)識到這個問題的解決是不能光靠說教，已經(jīng)到了必須立法和制訂法規(guī)的時刻了?？上驳氖俏覈沫h(huán)境保護法已經(jīng)出臺，國際標(biāo)準(zhǔn)化委員會也對企業(yè)提出了IS014000的環(huán)保要求，我國的一些企業(yè)已經(jīng)通過了ISO14000的認(rèn)證。2.1可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略 當(dāng)前國家領(lǐng)導(dǎo)人和許多有識之士都充分認(rèn)2.2產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高

我國加入WTO后，經(jīng)濟和國際接軌，為企業(yè)提供了動力，增加了壓力，既制造了機會，也帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，中外合資企業(yè)的紛紛建立，外國獨資企業(yè)的涌入使國內(nèi)制造業(yè)的產(chǎn)品面臨激烈的市場競爭。這種競爭表現(xiàn)在產(chǎn)品質(zhì)量、價格和售后服務(wù)上,但核心在產(chǎn)品質(zhì)量。

2.2產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高 我國加入WTO后，經(jīng)濟和國際接軌2.2產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高

產(chǎn)品質(zhì)量的高要求既是壓力，也是動力。它可以帶動熱處理的技術(shù)改造和設(shè)備更新，從而使機器零件的質(zhì)量和壽命產(chǎn)生大的改觀。熱處理企業(yè)的設(shè)備更新給設(shè)備制造業(yè)帶來了商機，但國產(chǎn)熱處理設(shè)備由于工藝水平低、可靠性差，在對外開放形勢下也面臨激烈競爭，使許多國內(nèi)熱處理設(shè)備制造廠瀕臨倒閉狀態(tài)。提高熱處理設(shè)備的質(zhì)量和可靠性也是當(dāng)務(wù)之急。與此同時，設(shè)備配套件、泵、閥、電器元件、儀器、筑爐材料等的質(zhì)量和可靠性如果不能很快有大的改善，熱處理設(shè)備的水平就不可能有大的突破，必定在競爭中繼續(xù)吃敗仗。2.2產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量的高要求既2.2產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高 提高產(chǎn)品質(zhì)量必須在實行企業(yè)科學(xué)管理的基礎(chǔ)上，加強產(chǎn)品質(zhì)量管理、普遍認(rèn)真開展企業(yè)的IS09000系列標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證、在生產(chǎn)過程中認(rèn)真執(zhí)行熱處理各項工藝標(biāo)準(zhǔn)和熱處理件的組織性能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，才能使產(chǎn)品質(zhì)量迅速上一個新臺階。2.2產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高 提高產(chǎn)品質(zhì)量必須在實行企業(yè)科學(xué)管2.3能源的有效利用 在機器制造工藝過程中，熱處理是耗能大戶。其電能消耗一般為機械制造企業(yè)的20％～30％。據(jù)上世紀(jì)90年代調(diào)查，全國每年用于熱處理的電能約86億度，占總發(fā)電量的1％左右。美國96年熱處理用電總量為59億度，僅為我國用電的68％。我國機械工廠的熱處理用電費用占生產(chǎn)成本約40％?？梢姾侠磉x擇熱處理能源，有效和節(jié)約使用能源也是熱處理生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展和改造的重要出發(fā)點之一。2.3能源的有效利用 在機器制造工藝過程中，熱處理是耗能大2.3能源的有效利用 電是二次能源，熱電廠發(fā)一度電約需9.96kJ的熱能，發(fā)電的效率在30％～40％。如果熱處理加熱爐的熱效率能達(dá)到80％，則按一次能源的利用率計算，綜合熱效率只有24％一32％。而利用天然氣的燃燒爐，再加上利用煙道氣的燃燒空氣預(yù)熱，綜合熱效率達(dá)到60％一65％是很容易做到的。因此在有條件使用天然氣的地域，用燃燒爐代替部分電阻爐，從能源利用上是很有利的。

電是二次能源，熱電廠發(fā)一度電約需9.96kJ的熱能，發(fā)電的效率在30％～40％。如果熱處理加熱爐的熱效率能達(dá)到80％，則按一次能源的利用率計算，綜合熱效率只有24％～32％。而利用天然氣的燃燒爐，再加上利用煙道氣的燃燒空氣預(yù)熱，綜合熱效率達(dá)到60％～65％是很容易做到的。因此在有條件使用天然氣的地域，用燃燒爐代替部分電阻爐，從能源利用上是很有利的。

2.3能源的有效利用 電是二次能源，熱電廠發(fā)一度電約需9.2.3能源的有效利用 先進(jìn)的加熱設(shè)備除能體現(xiàn)先進(jìn)工藝外，節(jié)約能源是很重要的指標(biāo)。熱處理爐應(yīng)有最小的散熱損失，最小的爐襯蓄熱、廢熱要充分利用，燃燒爐應(yīng)有高效的燃燒器或輻射管，還要有合理的燃燒制度。2.3能源的有效利用 先進(jìn)的加熱設(shè)備除能體現(xiàn)先進(jìn)工藝外，節(jié)2.3能源的有效利用 合理選擇工藝具有極大的節(jié)能潛力，而且可在極小的投入條件下獲得明顯效果?？s短加熱時間，降低加熱溫度，用表面熱處理代替整體熱處理、簡化工藝過程、合理選擇工件材料等都是很好的節(jié)能措施，關(guān)鍵在于生產(chǎn)崗位上的技術(shù)人員的節(jié)能意識的強弱。2.3能源的有效利用 合理選擇工藝具有極大的節(jié)能潛力，而且2.3能源的有效利用 生產(chǎn)的合理織織，能源的嚴(yán)格管理也是節(jié)能的根本措施之一。提高熱處理設(shè)備負(fù)荷，保持連續(xù)生產(chǎn)對于節(jié)能是非常重要的。從這層意義上，專業(yè)化生產(chǎn)是非常有利的方式。2.3能源的有效利用 生產(chǎn)的合理織織，能源的嚴(yán)格管理也是節(jié)2.4精確的生產(chǎn)過程 近代的物理冶金理論幾乎可以洞悉金屬在熱處理過程中的組織、性能、化學(xué)成分，甚至原子狀態(tài)的瞬息變化，從而可以利用精確靈敏的傳感控制系統(tǒng)對熱處理產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行精確的在線控制，從而做到100％的合格率。在設(shè)備上精確保證生產(chǎn)條件，如：爐溫均勻度、加熱和冷卻速度以及工件材料化學(xué)成分和淬透性帶的范圍等就可以實現(xiàn)在不同爐次、同一爐次不同部位產(chǎn)品質(zhì)量的同一性和再現(xiàn)性，使產(chǎn)品的組織性能、畸變等質(zhì)量的分散度達(dá)到趨于零的程度，真正實現(xiàn)精密生產(chǎn)。2.4精確的生產(chǎn)過程 近代的物理冶金理論幾乎可以洞悉金屬在2.5高效的生產(chǎn)技術(shù) 提高勞動生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本，獲得最大的經(jīng)濟效益永遠(yuǎn)是熱處理生產(chǎn)和所有企業(yè)追求的目標(biāo)。實現(xiàn)高生產(chǎn)效率的重要前提是單一品種的批量化生產(chǎn)。在大批量、規(guī)模化生產(chǎn)條件下，采用生產(chǎn)過程自動化、質(zhì)量的在線信息化、工藝參數(shù)和質(zhì)量效果的模擬和自適應(yīng)控制可以最大限度地提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)無人作業(yè)，由此也可以完全消除人為因素，保證產(chǎn)品質(zhì)量低分散度。2.5高效的生產(chǎn)技術(shù) 提高勞動生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本，獲得最2.5高效的生產(chǎn)技術(shù) 縮短生產(chǎn)周期的熱處理工藝既能節(jié)約能源，也能提高生產(chǎn)效率。提高設(shè)備的可靠性、減少故障率，可以減少維修次數(shù)、減少輔助時間。在多品種小批量生產(chǎn)方式下采用柔性設(shè)備和多用設(shè)備生產(chǎn)線也可提高生產(chǎn)效率。當(dāng)然在專營熱處理加工企業(yè)，生產(chǎn)計劃的優(yōu)化管理、合理的生產(chǎn)組織，使設(shè)備保持滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)都是保證高生產(chǎn)效率的有效措施。

2.5高效的生產(chǎn)技術(shù) 縮短生產(chǎn)周期的熱處理工藝既能節(jié)約能源3.1少無污染3.2少無畸變3.3少無分散3.4少無浪費（能源）3.5少無氧化3.6少無脫碳3.7少無廢品3.8少無人工3先進(jìn)熱處理技術(shù)的發(fā)展方向

3.1少無污染3先進(jìn)熱處理技術(shù)的發(fā)展方向如前所述，由于受到制造業(yè)的高度重視，近代熱處理技術(shù)發(fā)展神速。其主要發(fā)展方向可以概括為8個方面,稱做為8個少無(LessorNon),即少無污染、少無畸變、少無(質(zhì)量)分散、少無浪費(能源)、少無氧化、少無脫碳、少無廢品、少無人工?，F(xiàn)分別列述如下。3先進(jìn)熱處理技術(shù)的發(fā)展方向

如前所述，由于受到制造業(yè)的高度重視，近代熱處理技術(shù)3.1少無污染

熱處理生產(chǎn)排出的廢氣、廢水、廢渣、粉塵、噪聲和電磁輻射，如不注意，都使作業(yè)場地和周圍環(huán)境受到污染。3.1少無污染 熱處理生產(chǎn)排出的廢氣、廢水、廢渣、粉塵、3.1少無污染

先進(jìn)的熱處理技術(shù)首先應(yīng)該是對環(huán)境沒有污染的技術(shù)。其中包括清潔工藝、清潔設(shè)備、清潔材料等?？煽貧夥铡⒄婵?、有良好的屏蔽的感應(yīng)熱處理是廣泛應(yīng)用的典型清潔工藝。等離子熱處理、低壓滲碳、高壓氣淬、激光電子束強化、噴霧淬火、真空清洗等也都屬于少無污染技術(shù)。與這些工藝相對應(yīng)的真空爐、氣氛爐、離子滲氮爐（見圖1）、低NOX、S0x，燃燒加熱爐、流態(tài)爐屬無污染設(shè)備。聚合物淬火劑、無氟氯烴溶劑、A1203和Si02等流態(tài)床粒子、氮和各種惰性氣體屬于清潔材料。3.1少無污染 先進(jìn)的熱處理技術(shù)首先應(yīng)該是對環(huán)境沒有污染3.1少無污染

圖1奧地利RUBIG公司MICROPULS離子滲氮設(shè)備3.1少無污染圖1奧地利RUBIG公司MICRO3.1少無污染

(圖1為安裝有外加熱和風(fēng)冷的離子滲氮爐：爐體井式鐘罩結(jié)構(gòu)，WDS爐襯保溫，不銹鋼真空罐罩式單層，外壁安裝三區(qū)三層密閉式發(fā)熱元件，使?fàn)t溫上中下均勻一致。爐體分上中下安裝3臺側(cè)風(fēng)機，三區(qū)獨立熱風(fēng)循環(huán)送風(fēng)，工作時擋回風(fēng)道封閉，熱風(fēng)只能在爐內(nèi)加熱層內(nèi)循環(huán)，達(dá)到爐溫均勻目的。工藝完成停爐時，回風(fēng)道開啟，冷風(fēng)在上中下三區(qū)同時送入加熱室夾層，使?fàn)t體快速冷卻，很短時間即可出爐。爐底座為連體式雙座，液壓升降立柱在二個底座之間可左右旋轉(zhuǎn)，將爐體提升后旋向另一個已裝好料的底座，這樣一爐雙座，可提高生產(chǎn)效率。)3.1少無污染(圖1為安裝有外加熱和風(fēng)冷3.1少無污染

大量用氰鹽的液體滲碳、碳氮共滲和氮碳共滲應(yīng)禁止使用。氣體滲碳和用滲碳?xì)怏w加氨的氣體碳氮共滲和氮碳共滲后排出的廢氣經(jīng)點燃可無害排放。離子滲硼時不可使用劇毒品乙硼烷(B2H6)。鹽浴中慎用黃血鹽和赤血鹽，因其分解后會產(chǎn)生氰根。含碳酸鹽鹽浴切勿放入尿素或縮二脲，否則會反應(yīng)先生成氰酸鹽，后分解為氰鹽。3.1少無污染 大量用氰鹽的液體滲碳、碳氮共滲和氮碳共滲3.1少無污染

含S、Li的氰鹽浴可使氰化物保持在0．1％～0．5％的低水平，法國HEF的Sul-surf、我國的LT硫氮共滲法都屬此類。在氰鹽浴中添加有機聚合物melon也可將氰鹽含量降到2％～3％，其余大部分是無毒的氰酸鹽。QPQ處理鹽浴屬于此類。清洗水中的氰含量已經(jīng)稀釋可無害排放。3.1少無污染 含S、Li的氰鹽浴可使氰化物保持在0．13.1少無污染

氯化鋇鹽渣和含BaCl2過量廢水對人體有害，須經(jīng)無害化處理達(dá)標(biāo)后才允許排放。BaCl2是高速鋼刃具淬火加熱目前無法代替的介質(zhì)，但必須保證鋇鹽和含BaCl2廢水的無害化排放。3.1少無污染 氯化鋇鹽渣和含BaCl2過量廢水對人體有3.1少無污染

熱處理用的淬火油目前尚無法完全代替。淬火時形成的油煙對作業(yè)場地和環(huán)境都有影響。目前在我國的企業(yè)都是直接抽風(fēng)向室外排放?？磥磉@是個遲早必須解決的問題。 美國2020年熱處理目標(biāo)首先要實現(xiàn)零污染。3.1少無污染 熱處理用的淬火油目前尚無法完全代替。淬火3.2少無畸變 金屬制件在熱處理時的形狀和尺寸變化是不可避免的現(xiàn)象。過大和不均勻的畸變會增加加工余量或使之報廢。汽車變速箱齒輪熱處理后一般不施行加工，畸變會使其失去互換性或增大間隙，增加車輛噪聲。所以盡量減小畸變一直是許多熱處理工作者終生努力的目標(biāo)。

3.2少無畸變 金屬制件在熱處理時的形狀和尺寸變化是不可避3.2少無畸變

工件畸變主要發(fā)生在冷卻階段，尤其是在淬火冷卻過程會形成最大程度的畸變。均勻的冷卻、減小工件表面和心部的溫差是減小畸變的主要措施，故冷卻介質(zhì)和冷卻方式的選擇至關(guān)重要。近代淬冷介質(zhì)品種繁多，淬冷方式也是多種多樣，可按冷速要求和畸變技術(shù)條件進(jìn)行選擇。循環(huán)攪動比靜止的冷卻能力大l～3倍。變向循環(huán)可提高冷卻的均勻程度。等溫和分級淬火可減少工件表面和心部溫差，使相變接近同步，降低熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，至今仍是國際名牌汽車齒輪滲碳后淬火減小畸變的主要措施。3.2少無畸變 工件畸變主要發(fā)生在冷卻階段，尤其是在淬火冷3.2少無畸變 用調(diào)節(jié)噴霧參數(shù)對工件溫度場變化施行模擬控制的控制冷卻技術(shù)為減小簡單形狀工件的熱處理畸變帶來了希望。大型軸承套圈滲碳后在涌泉式油槽中施行熱油的變向循環(huán)，工件左右移動的淬火方式可以代替在壓床上的壓力淬火。汽車齒輪低壓滲碳后施行變向高壓(2MPa)氣淬，可使同步環(huán)齒輪畸變控制到非常狹窄的范圍。復(fù)雜形狀易畸變工件可在壓床上施壓淬火或淬火后利用回火余熱在自動矯直機上矯直。3.2少無畸變 用調(diào)節(jié)噴霧參數(shù)對工件溫度場變化施行模擬控制3.2少無畸變 材料化學(xué)成分的均勻性和穩(wěn)定性以及淬透性的保證可使工件淬火畸變保持穩(wěn)定的規(guī)律，以便于規(guī)定確切的加工余量，采取可靠的少無畸變措施。 美國2020年熱處理的目標(biāo)中提出，屆時工件熱處理要達(dá)到零畸變。

3.2少無畸變 材料化學(xué)成分的均勻性和穩(wěn)定性以及淬透性的保3.3少無分散

由于材料化學(xué)成分、加熱爐有效加熱區(qū)溫度的不一致，加熱和冷卻條件的差別和人為操作因素的影響會使同一爐次熱處理件質(zhì)量(硬度、組織、畸變，表面狀態(tài)、滲層深度、滲入元素的表面濃度和沿滲層的濃度梯度)造成明顯差異，或不同爐次產(chǎn)品質(zhì)量的不可重復(fù)性。采用科學(xué)的管理和先進(jìn)技術(shù)可以使這種差異降到最低程度。美國金屬學(xué)會(ASM)和能源部于1997年組織的“熱處理技術(shù)方針討論會”(HeatTreatingTechnologyRoadmapWorkshop)的報告中提出，2020年的目標(biāo)要使熱處理工件的質(zhì)量分散度降低到零。3.3少無分散由于材料化學(xué)成分、加熱爐有效加3.3少無分散為逐步實現(xiàn)這個目標(biāo)，設(shè)備的可靠性、工藝的先進(jìn)性和穩(wěn)定性、加熱爐溫度的均勻性，爐氣的均勻循環(huán)，制件材料成分的合格與穩(wěn)定、自動化生產(chǎn)和質(zhì)量的在線控制可消除人為因素影響都是非常重要的課題。為此，加熱爐在設(shè)計過程中采用爐內(nèi)溫度場，爐氣循環(huán)路線，淬火劑的流動狀況，工件和淬火劑的熱交換，工件冷卻過程中的溫度場、應(yīng)力場變化等的計算機模擬就顯得十分重要了。在生產(chǎn)中的質(zhì)量管理措施上采用統(tǒng)計過程控制(StatisticalProcessControl)可以把質(zhì)量分散度逐步縮小至很狹小范圍內(nèi)。3.3少無分散為逐步實現(xiàn)這個目標(biāo)，設(shè)備的可3.3少無分散 科學(xué)的生產(chǎn)管理，1S09000系列標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，原材料的進(jìn)廠檢驗、熱處理前后工序的配合與銜接，各項工藝標(biāo)準(zhǔn)和通用質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的貫徹也都和產(chǎn)品質(zhì)量的分散度有密切關(guān)系?？梢娪绊戀|(zhì)量分散度的因素很多，必須從技術(shù)和管理上作為一種系統(tǒng)工程通過長期、細(xì)致和踏實的工作，才能在這方面逐步取得好的效果。3.3少無分散 科學(xué)的生產(chǎn)管理，1S09000系列標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證3.4少無浪費（能源） 熱處理能源的有效利用應(yīng)是當(dāng)前我國熱處理工作者研究的迫切任務(wù)?？茖W(xué)的生產(chǎn)和能源管理是能源有效利用的最有潛力的因素。保證滿負(fù)荷生產(chǎn)，充分發(fā)揮設(shè)備能力，是科學(xué)管理的目標(biāo)之一。國際上廣為流行，而我國正在蓬勃興起的專業(yè)化生產(chǎn)方式已證明是最有效的節(jié)能措施。3.4少無浪費（能源） 熱處理能源的有效利用應(yīng)是當(dāng)前我國熱3.4少無浪費（能源）節(jié)能也是先進(jìn)熱處理技術(shù)主要特點之一。節(jié)能的熱處理工藝是最有效的節(jié)能措施。把滲碳溫度從930℃提高到1050℃可減少40％的工藝周期，在一般電阻爐中這種溫度的提高受到發(fā)熱體和耐熱材料的限制很難實現(xiàn)，而在真空爐中低壓滲碳在1050℃施行是輕而易舉的事。以氮碳共滲、硫氮碳共滲和氧氮共滲代替滲碳和碳氮共滲可把工藝溫度從850～930℃降到550～580℃，代替一般氣體滲氮可把滲氮時間從30～70h減少到1.5～3h。利用鍛后預(yù)熱施行鍛坯的調(diào)質(zhì)淬火，可節(jié)約重新加熱的熱能，而且還能獲得改善組織和性能的形變熱處理功效。鋼件熱處理加熱時間過于保守的計算必須改變。碳鋼和低合金鋼施行零保溫加熱和不均勻奧氏體淬火和加熱到F+A兩相區(qū)的不完全淬火都是可行的。3.4少無浪費（能源）節(jié)能也是先進(jìn)熱處理技3.4少無浪費（能源）加熱設(shè)備的節(jié)能潛力也很大。連續(xù)式加熱爐比周期式爐節(jié)能（見圖2）。四種爐型能源利用率的排序(從大到小)是：振底式爐、井式爐、箱形爐和輸送帶式爐。燃燒爐必須采用高效換熱器預(yù)熱空氣，并合理控制燃燒系數(shù)(α)在1.1～1.3范圍內(nèi)。推廣具有蜂窩式蓄熱周期橫向燃燒的燒嘴和輻射管都是很好的設(shè)備節(jié)能措施。日本東京熱處理(現(xiàn)為同和礦業(yè))20年前、的一條節(jié)能的滲碳、淬火、清洗回火推桿式生產(chǎn)線，把前清洗改為燃燒脫脂，脫脂廢氣熱量可用做回火爐部分熱源，滲碳爐排出的氣氛可用做脫脂爐和堿液清洗槽以及淬火油的加熱，各種廢熱綜合利用的結(jié)果可節(jié)約40％的燃料費用。爐子散熱量的大小和其外表面積有很大關(guān)系，圓形截面爐比矩形截面爐表面積小約14％，外壁溫度降低10℃，使通過爐壁散熱量減少20％。目前日本的密封多用爐和推桿連續(xù)式爐都改為圓形截面。3.4少無浪費（能源）加熱設(shè)備的節(jié)能潛力也3.4少無浪費（能源） 美國ASMInternational提出的2020年熱處理目標(biāo)中熱處理的能源利用率屆時要普遍提高到80％。3.4少無浪費（能源） 美國ASMInternation3.4少無浪費（能源）(圖2為多室貫通式密封箱式爐由德國的Ipsen公司制造。在前室完成預(yù)熱和滲碳后，工件送入后室淬火，然后直接從后面出爐，減少加熱室的空閑時間，提高工作效率，降低能源消耗。)

圖2多室貫通式密封箱式爐

3.4少無浪費（能源）(圖2為多室貫通式密3.5少無氧化 絕大多數(shù)金屬在空氣中加熱時的氧化會造成金屬的大量損耗，也會破壞制件的表面狀態(tài)和加工精度。少無氧化加熱也是近代先進(jìn)熱處理技術(shù)發(fā)展的主要標(biāo)志之一。3.5少無氧化 絕大多數(shù)金屬在空氣中加熱時的氧化會造成金屬3.5少無氧化屬于少無氧化熱處理范疇的技術(shù)包括氣氛、真空、感應(yīng)、流態(tài)床、鹽浴、激光、電子束、涂層、包裝熱處理和燃燒爐火焰的還原性調(diào)節(jié)。在惰性、中性氣氛和多組元可控氣氛中加熱的氣氛熱處理仍是當(dāng)前最廣泛應(yīng)用的無氧化加熱方法。在惰性(Ar、He)和中性(N2)氣體中實現(xiàn)完全的無氧化加熱必需把氣體施行干燥、把露點降到：-60℃以下。在H2—H20、CO—C02、N2-H2—CO-CO2—H20混合氣氛中加熱必須使H2／H20、CO／C02比值控制到一定程度，使氣氛在給定溫度下具有還原性才能實現(xiàn)無氧化。3.5少無氧化屬于少無氧化熱處理范疇的技術(shù)3.5少無氧化近30年來，由于燃料價格的上漲，用碳分子篩的變壓吸附空分制氮和薄膜分離制氮法的開發(fā)，氮基氣氛得到推廣，由氣體公司供應(yīng)的液氮蒸發(fā)也得到廣泛應(yīng)用。由純氮和甲醇裂解氣體混合的合成氣氛部分代替了用天然氣或丙烷制備的吸熱式氣氛。往爐中通單一的氣態(tài)氮，對其純度要求很高(99．99％以上)，而且必須在有不銹鋼爐罐條件下才能實現(xiàn)鋼的無氧化加熱。通常生產(chǎn)中可用99．8％的普氮再往爐中滴入一定量的甲醇，靠甲醇裂解后的H2和C0除去氮氣中的殘留氧。近幾年由于甲醇的大量使用，美國1995年的甲醇價格是1994年價格的2.5倍，使N2+甲醇?xì)夥盏闹苽涑杀颈?994年增加100％，是用天然氣制備吸熱式氣氛的2.5倍?？磥?，在天然氣供應(yīng)充足的前提下，使用放熱式和吸熱式氣氛是最經(jīng)濟的無氧化加熱方式。3.5少無氧化近30年來，由于燃料價格的3.5少無氧化

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(jìn)行材料表面改性方面獲得了很大的進(jìn)展，許多新近開發(fā)的先進(jìn)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。

3.5少無氧化真空熱處理：這是一種附加壓力3.5少無氧化

在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，真空熱處理的比例已達(dá)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(jìn)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。金屬材料在熱壁式真空爐中施行無氧化退火已有近百年歷史。在有水冷夾層爐殼的冷壁式真空爐中進(jìn)行無氧化退火、淬火、回火、釬焊、燒結(jié)等處理只有將近40年的歷史。把爐子抽空到0．1Pa的真空度、即可實現(xiàn)大多數(shù)金屬的無氧化加熱。為了提高金屬在爐中的加熱速度，往往在抽真空后再往其中通入約0．8×105Pa的惰性或中性氣體。3.5少無氧化在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，真空熱處理的3.5少無氧化從這一層意義上真空和氣氛加熱有一定的共同之處。近代發(fā)展最快的是各種真空熱處理設(shè)備。當(dāng)前真空熱處理設(shè)備有單室、雙室、三室、多室、油淬、氣淬、油氣淬兩用、高壓氣淬、低壓滲碳高壓氣淬爐、多室低壓滲碳和高壓氣淬半連續(xù)式生產(chǎn)線（見圖3），類似氣體滲碳多用爐生產(chǎn)線的低壓滲碳、高壓氣淬、回火的柔性生產(chǎn)線等。目前由于設(shè)備相對昂貴，一次投入過大，另外適于大批量生產(chǎn)的真空熱處理設(shè)備尚待完善，現(xiàn)在尚不能說真空熱處理在很大程度上會取代氣氛熱處理。

3.5少無氧化從這一層意義上真空和氣氛加熱3.5少無氧化圖3高壓氣淬推桿爐生產(chǎn)線3.5少無氧化圖3高壓氣淬推桿爐生產(chǎn)線3.5少無氧化 (圖3為奧地利AICHELIN公司制造的高壓氣淬推桿爐生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線包括零件清洗、預(yù)熱、滲碳、高壓氣淬、回火、檢驗等工序，其中預(yù)熱溫度為400℃，925℃/860℃滲碳，高壓氣淬采用2×106Pa氦氣或氮氣淬火，170～190℃回火，滲碳層深1.4mm，生產(chǎn)效率為400kg/h。)

3.5少無氧化 (圖3為奧地利AICHELIN公司制造的高3.5少無氧化感應(yīng)熱處理由于加熱迅速氧化不嚴(yán)重，應(yīng)屬少無氧化技術(shù)范疇。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，一些不允許有任何氧化的工件甚至在感應(yīng)加熱時也必需施行氣氛保護。目前日本電子工業(yè)(株)熱處理已開發(fā)出類似技術(shù)。在流動粒子爐和正常脫氧的鹽浴中加熱也都可以實現(xiàn)少無氧化效果。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。在單件小批量生產(chǎn)條件或大型工件加熱而又缺乏氣氛爐設(shè)備時可使用涂料或不銹鋼箔包裝后在空氣中加熱。3.5少無氧化感應(yīng)熱處理由于加熱迅速氧化不3.6少無脫碳鋼件在空氣和氧化性氣體(CO2、H20)中加熱，與氧化的同時，還伴隨著表面含碳量的降低，即表層脫碳。脫碳的工件淬火后表面硬度低，不耐磨，且表面易形成張應(yīng)力，對抗疲勞性不利。少無脫碳加熱的工藝方法與少無氧化基本相同，但對工藝條件的要求比少無氧化嚴(yán)格。少無脫碳保護氣體只具有還原性還不夠，尚應(yīng)有一定碳勢。對于多組元混合氣氛CO-CO2、N2-CO-C02-H2-H20，為避免脫碳必須使?fàn)t氣碳勢和鋼表面含碳量相適應(yīng)。因此，中高碳鋼的無脫碳加熱必須對爐氣施行碳勢控制。按此道理，己脫碳的鋼件在相應(yīng)碳勢的氣氛中加熱還可以恢復(fù)到原來的含碳量，此工藝過程被稱為復(fù)碳。

3.6少無脫碳鋼件在空氣和氧化性氣體(CO3.6少無脫碳 鋼件在真空中加熱時，如果真空度能保證不氧化，也就不會脫碳。但在含水的惰性氣體或中性氣體中加熱時，要想完全不脫碳對其中含水量的要求更為嚴(yán)格。 流動粒子爐、鹽浴、凃?qū)雍桶b后加熱都有少無脫碳效果。感應(yīng)加熱雖有輕微變化，但不會有明顯脫碳。3.6少無脫碳 鋼件在真空中加熱時，如果真空度能保證不氧化3.7少無廢品 從零件的設(shè)計、材料的選擇、材料質(zhì)量的保證、加工過程和工藝路線的確定，用數(shù)據(jù)庫和專家決策系統(tǒng)優(yōu)選工藝和設(shè)備、設(shè)備可靠性的保證、工藝參數(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量的在線控制、無損自動質(zhì)量檢測系統(tǒng)來完成全部加工和熱處理生產(chǎn)過程，實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的全面質(zhì)量控制，使100％產(chǎn)品合格己不是一種夢想。嚴(yán)格的管理、高超的工藝、可靠的設(shè)備、精確的傳感器、精密控制的成套系統(tǒng)工程是實現(xiàn)無廢品生產(chǎn)的充分保證。3.7少無廢品 從零件的設(shè)計、材料的選擇、材料質(zhì)量的保證、3.8少無人工

熱處理的人工操作是一種惡劣環(huán)境下的繁重體力勞動。目前一些發(fā)達(dá)國家己感到招收熱處理操作工的困難。人工操作還會造成因人而異的產(chǎn)品質(zhì)量波動。當(dāng)然，過多使用人工也會增加生產(chǎn)成本。因此，在可以組織批量生產(chǎn)前提下盡快實現(xiàn)自動化生產(chǎn)和無人作業(yè)已不是對未來熱處理的憧憬，在一些發(fā)達(dá)國家的現(xiàn)代化企業(yè)已可以目睹這一制造技術(shù)的奇跡。但我們必須端正一個認(rèn)識，無人作業(yè)決不意味著無人監(jiān)控。當(dāng)然，實現(xiàn)這一“奢望”也必須有充足的技術(shù)、管理和人才素質(zhì)上的保證。

3.8少無人工熱處理的人工操作是一種惡劣環(huán)境3.8少無人工諸如：能源電力連續(xù)正常的供應(yīng)、高可靠無故障的設(shè)備、健全定期維修制度、可靠的控制系統(tǒng)、事故的及時報警，運轉(zhuǎn)過程的遠(yuǎn)程控制、故障的自動診斷和排除等條件缺一不可。在任何一個環(huán)節(jié)上的失誤都會造成嚴(yán)重甚至災(zāi)難性后果。另外任何先進(jìn)的裝備、不光是要買得起、還必須要用得精。一定要接受過去有的企業(yè)花大價錢引進(jìn)的自動生產(chǎn)線，由于不會用而睡大覺，甚至拆開單機使用的教訓(xùn)。無人作業(yè)生產(chǎn)線只能是一個國家到一定的發(fā)達(dá)程度，一個企業(yè)發(fā)展到相當(dāng)先進(jìn)水平的自然產(chǎn)物。

3.8少無人工諸如：能源電力連續(xù)正常的供應(yīng)4.1設(shè)備更新4.2知識和技能的再教育4.3不斷提高新技術(shù)開發(fā)能力4熱處理生產(chǎn)技術(shù)改造的途徑4.1設(shè)備更新4熱處理生產(chǎn)技術(shù)改造的途徑我國的國營企業(yè)和專營熱處理加工的民營企業(yè)要想在激烈的競爭中謀求發(fā)展，必須首先持續(xù)開展生產(chǎn)技術(shù)的革新改造。技術(shù)改造的第一行動應(yīng)該是更新設(shè)備(renovationoffacilities)，因為設(shè)備是先進(jìn)工藝的載體;其次是提高企業(yè)職工的管理和技術(shù)水平以及操作技能，積極開展再教育和培訓(xùn)(reeducationofpersonals),最后是提高企業(yè)的自行開發(fā)能力，不斷進(jìn)行新技術(shù)的研究開發(fā)(R&Dofnewtechnologies)。歸納起來，就是要在這3個R上下一番功夫。4熱處理生產(chǎn)技術(shù)改造的途徑我國的國營企業(yè)和專營熱處理加工的民營企業(yè)要想在激烈4.1設(shè)備更新近20年來，通過技術(shù)引進(jìn)和消化吸收，汽車、航空、兵器、機械基礎(chǔ)件行業(yè)的熱處理有了很大進(jìn)步。引進(jìn)了許多先進(jìn)的設(shè)備和工藝，使他們的生產(chǎn)技術(shù)頃刻上了一個高臺階。但是大多數(shù)機械制造廠的熱處理生產(chǎn)條件仍然簡陋，工藝仍然落后，人工操作比重大，役齡在40年以上的設(shè)備占80％以上。這些設(shè)備能耗大，工藝?yán)?，溫差大，故障率高，機械化程度低。使用這種設(shè)備很難制造出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。因此可以說，為保持企業(yè)核心競爭力，以更新設(shè)備主要措施的生產(chǎn)技術(shù)改造勢在必行。4.1設(shè)備更新近20年來，通過技術(shù)引進(jìn)和消4.1設(shè)備更新更新設(shè)備的主要出發(fā)點應(yīng)該是可靠性高、節(jié)能、溫度均勻度高、自動化程度高，性能價格比高。當(dāng)前國產(chǎn)熱處理沒備雖然便宜，但在能耗、溫度均勻性、自動化程度等質(zhì)量上離國際名牌產(chǎn)品有較大差距，尤其是可靠性，即服役期間的故障率差距最大。許多用戶寧可花大價錢購買進(jìn)口、境內(nèi)獨資、合資企業(yè)產(chǎn)品。因此，設(shè)備制造廠必須認(rèn)清形勢、認(rèn)真向別人學(xué)習(xí)、掌握市場動向和技術(shù)發(fā)展方向，強化對引進(jìn)技術(shù)的消化吸收，迅速提高自行開發(fā)能力。在新設(shè)備設(shè)計制造過程中采用優(yōu)質(zhì)配套元器件、儀表；首先使國產(chǎn)設(shè)備在可靠性上有一個大的突破，才有可能在即將到來和某些領(lǐng)域已經(jīng)到來的技改高潮中嶄露頭角，才有可能在就要到來的更激烈的市場競爭中免受滅頂之災(zāi)。4.1設(shè)備更新更新設(shè)備的主要出發(fā)點應(yīng)該是可4.1設(shè)備更新熱處理民營中小企業(yè)的興起也對熱處理設(shè)備有大量需求。從去年開始，已有明顯跡象，即使制造常規(guī)設(shè)備的企業(yè),也開始有了較好的銷售業(yè)績。但是我們絕不能被這些表面現(xiàn)象迷惑。不少中小企業(yè)已充分認(rèn)識到在生產(chǎn)技術(shù)上的高起點，采用先進(jìn)設(shè)備的重要性，他們也有充足的資金買得起先進(jìn)的設(shè)備。為了搶占火熱的模具加工市場，華南和華東沿海一帶稍具規(guī)模的熱處理加工企業(yè)都爭先恐后購買0．6MPa(6bar)以上的真空加熱高壓氣淬爐。汽車、摩托車工業(yè)的興起，滲碳、淬火、清洗、回火多用爐生產(chǎn)線和氣體氮碳共滲爐生產(chǎn)線的需求會進(jìn)一步增大。設(shè)備制造廠要抓住這一有利時機，向蜂擁而起的熱處理中小企業(yè)提供優(yōu)質(zhì)、可靠、先進(jìn)的、符合他們高技術(shù)起點要求的熱處理工藝裝備。4.1設(shè)備更新熱處理民營中小企業(yè)的興起也對4.2知識和技能的再教育科技進(jìn)步日新月異，企業(yè)的技術(shù)改造在不斷進(jìn)行，對企業(yè)的管理干部、技術(shù)人員和操作工人的素質(zhì)、知識和技能都提出了更高的要求。在我國實行市場經(jīng)濟體制，尤其是加入WTO之后，不少國營企業(yè)和大多數(shù)民營、股份制企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)人缺乏對市場經(jīng)濟規(guī)律、國際貿(mào)易規(guī)則和采購渠道的知識，不少人尚未進(jìn)入科學(xué)管理現(xiàn)代企業(yè)的角色。工廠技術(shù)人員知識老化突出，對于引進(jìn)的先進(jìn)設(shè)備和工藝，尤其是計算機模擬和控制以及CAD、CAM技術(shù)相當(dāng)生疏，以致經(jīng)常不能發(fā)揮先進(jìn)設(shè)備的所有功能。操作工人大多未經(jīng)技術(shù)培訓(xùn)，更做不到持證上崗，部分老工人靠已有的應(yīng)知應(yīng)會知識和技能已不能應(yīng)對現(xiàn)在生產(chǎn)技術(shù)。他們許多人己認(rèn)識到這方面的缺憾，迫切要求盡快改變現(xiàn)狀。4.2知識和技能的再教育科技進(jìn)步日新月異，企4.2知識和技能的再教育 職工整體素質(zhì)是企業(yè)核心競爭力的首要條件。提高整體素質(zhì)就是要倡導(dǎo)企業(yè)職工養(yǎng)成繼續(xù)教育和終身學(xué)習(xí)的風(fēng)氣，培養(yǎng)技術(shù)、經(jīng)營、管理、操作技能等方面人才，建立掌握現(xiàn)代技術(shù)，具有自行開發(fā)能力和熟練操作技能的職工隊伍。學(xué)會和協(xié)會等行業(yè)團體應(yīng)在這方面發(fā)揮主要作用。4.2知識和技能的再教育 職工整體素質(zhì)是企業(yè)核心競爭力的首4.3不斷提高新技術(shù)開發(fā)能力企業(yè)產(chǎn)品的市場競爭，歸根結(jié)底可以說是人的能力和素質(zhì)高低之爭。在我國加入WTO之前，我國的企業(yè)就已經(jīng)顯示出這方面的明顯弱點。其主要表現(xiàn)是由于企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)人和技術(shù)人員缺乏知識更新，或更新緩慢而形成新產(chǎn)品和新技術(shù)開發(fā)能力薄弱的狀況。更由于知識產(chǎn)權(quán)觀念的淡薄和不具備獨立開發(fā)能力，造成在消化吸收引進(jìn)技術(shù)時的盲日抄襲。一方面侵權(quán)是違法行為，會影響國家、企業(yè)和個人聲譽，削弱國際投資者在華投資的積極性。另一方面，不進(jìn)行任何調(diào)查分析的盲目抄襲也會形成抄襲落后，或延續(xù)別人已有缺陷的后果。4.3不斷提高新技術(shù)開發(fā)能力企業(yè)產(chǎn)品的市4.3不斷提高新技術(shù)開發(fā)能力另外，對設(shè)備制造廠家來說，當(dāng)前和今后用戶的要求和產(chǎn)品使用水平在不斷提高，使每臺產(chǎn)品的訂貨都附帶許多特殊技術(shù)條件。這就要求制造廠家不斷修改設(shè)計、或完全重新設(shè)計。也就是說廠家進(jìn)行的都是非標(biāo)產(chǎn)品的生產(chǎn)。按過去計劃經(jīng)濟時期的概念，就是生產(chǎn)是在不斷開發(fā)新產(chǎn)品過程中進(jìn)行的，而且這種開發(fā)與生產(chǎn)，必須盡可能一次成功，否則就會大大提高制造成本和產(chǎn)品價格，難于參加市場競爭。這就要求企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)高瞻遠(yuǎn)矚，勇于在人員的知識更新上投資，使企業(yè)技術(shù)人員建立強烈的知識更新愿望，首先接受技術(shù)開發(fā)基本功訓(xùn)練，其次要關(guān)心國內(nèi)外市場需求和技術(shù)開發(fā)動態(tài)，通過持續(xù)的調(diào)查分析，掌握國外名牌產(chǎn)品各方面的優(yōu)點，不斷吸取別人之長，才能迅速提高獨立開發(fā)能力，生產(chǎn)出國際頂尖產(chǎn)品，而且能做到一次成功。4.3不斷提高新技術(shù)開發(fā)能力另外，對設(shè)備制4.3不斷提高新技術(shù)開發(fā)能力 當(dāng)然，企業(yè)在提高自己的開發(fā)能力的同時，接受科研院所和大專院校成熟技術(shù)的轉(zhuǎn)讓并在培養(yǎng)人員、共同開發(fā)上建立產(chǎn)、學(xué)、研的密切關(guān)系，建立堅強的技術(shù)開發(fā)后盾，也是提高開發(fā)能力的很重要的方面。4.3不斷提高新技術(shù)開發(fā)能力 當(dāng)然，企業(yè)在提高自己的開發(fā)能

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我國熱處理的現(xiàn)狀及先進(jìn)熱處理技術(shù)的發(fā)展和展望

我國熱處理的現(xiàn)狀1.1我國熱處理基本情況1.2我國熱處理技術(shù)狀況1.3我國熱處理與國外的差距l(xiāng)我國熱處理的現(xiàn)狀1.1我國熱處理基本情況l我國熱處理的現(xiàn)狀1.1.1企業(yè)總數(shù) 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15000余家，其中全民所有制企業(yè)約占80%，約12000家,個體民營和股份制企業(yè)占20%，約3000家。由于內(nèi)地許多地區(qū)正在進(jìn)行國營中小企業(yè)改制，華東、華南沿海城市民營企業(yè)仍在不斷涌現(xiàn)，也有不少外資企業(yè)在沿海城市設(shè)熱處理加工廠，預(yù)計民營、股份制企業(yè)總數(shù)仍在繼續(xù)上升。

1.1我國熱處理基本情況1.1.1企業(yè)總數(shù)1.1我國熱處理基本情況1.1.2熱處理員工總數(shù) 按全國熱處理廠點15000家，每家平均員工25人計，全國熱處理員工總數(shù)約37萬人。根據(jù)局部調(diào)查結(jié)果，技術(shù)人員比例平均為8%，近3萬人；管理人員占9%，約3.3萬人。1.1我國熱處理基本情況1.1.2熱處理員工總數(shù)1.1我國熱處理基本情況1.1.3熱處理加熱設(shè)備總數(shù)

熱處理加熱設(shè)備15萬臺，裝機容量1100萬KW。1.1我國熱處理基本情況1.1.3熱處理加熱設(shè)備總數(shù)1.1我國熱處理基本情況1.1.4熱處理生產(chǎn)能力

每臺設(shè)備平均生產(chǎn)率100kg/h，全國平均1.5班工作制，15萬臺加熱設(shè)備的年生產(chǎn)能力近4500萬噸。1.1我國熱處理基本情況1.1.4熱處理生產(chǎn)能力1.1我國熱處理基本情況1.1.5熱處理能源消耗

設(shè)熱處理加熱設(shè)備的平均利用率為30%，15萬臺設(shè)備的每年實際熱處理生產(chǎn)量為1350萬噸，消耗電總量為99億度。1.1我國熱處理基本情況1.1.5熱處理能源消耗1.1我國熱處理基本情況1.1.6熱處理年營業(yè)額

中國熱處理行業(yè)協(xié)會在2003年的全國調(diào)查中，熱處理加工的平均價格為2.3元/kg。按全年實際產(chǎn)量1350萬噸計，全國熱處理年營業(yè)額約310億元。若以平均利潤率10%計，年創(chuàng)利潤總計30億元。1.1我國熱處理基本情況1.1.6熱處理年營業(yè)額1.1我國熱處理基本情況表1我國熱處理基本情況1.1我國熱處理基本情況注：根據(jù)2003年中國熱協(xié)會同地方熱協(xié)對全國20余工業(yè)城市調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計表1我國熱處理基本情況1.1我國熱處理基本情況注：根據(jù) 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(dá)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。存在問題及分析如下：1.2我國熱處理技術(shù)狀況 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)（1）熱處理工藝裝備陳舊落后，能源消耗大：據(jù)“九五”初期估計，全國熱處理企業(yè)設(shè)備役齡80%以上是40年以上。“十五”期間隨著航空、國防工業(yè)的技改和新型民營企業(yè)的興起，熱處理生產(chǎn)設(shè)備有了一定程度的更新，但從總體來說，熱處理行業(yè)的工藝裝備仍屬落后，能源利用率低、浪費現(xiàn)象嚴(yán)重。應(yīng)通過加大技術(shù)改造的力度來挖掘節(jié)能的潛力。據(jù)有關(guān)資料顯示，我國熱處理企業(yè)年生產(chǎn)總值為美國的二十六分之一，而電能消耗卻比美國多40%。熱處理能源的有效利用應(yīng)是當(dāng)前我國熱處理工作者研究的迫切任務(wù)。1.2我國熱處理技術(shù)狀況（1）熱處理工藝裝備陳舊落后，能源消耗大：據(jù)“九五”初期估計（2）企業(yè)的人員素質(zhì)、管理水平和質(zhì)量保證仍有待提高：隨著我國高等院校學(xué)科的重建，熱處理專業(yè)技術(shù)人員嚴(yán)重缺乏，很多新建的民營熱處理企業(yè)沒有熱處理工程師或技師，相當(dāng)數(shù)量的操作工人（農(nóng)民工）未經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，操作技能低。一些企業(yè)管理水平較低，環(huán)保和安全生產(chǎn)意識薄弱，由于，熱處理屬來料加工的特點，尚未建立起一套完善的質(zhì)量管理體系，產(chǎn)品質(zhì)量得不到有效保證。1.2我國熱處理技術(shù)狀況（2）企業(yè)的人員素質(zhì)、管理水平和質(zhì)量保證仍有待提高：隨著我國（3）先進(jìn)設(shè)備的制造落后于需求，工藝材料和輔助材料質(zhì)量不高、品種不全：我國的熱處理工藝裝備制造方面，還未掌握近代設(shè)備模塊化設(shè)計制造技術(shù)，缺乏配套件和儀表國際市場的采購渠道，因此離用戶市場要求尚有相當(dāng)大的距離.提高新設(shè)備的開發(fā)、設(shè)計、制造水平是本土熱處理設(shè)備制造業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。熱處理工藝、輔助材料主要是質(zhì)量不高、品種不全。淬火基礎(chǔ)油質(zhì)量不保證，聚合物介質(zhì)國產(chǎn)原料不過關(guān)。各種有效優(yōu)質(zhì)添加劑大都外購，熱處理用鹽混亂、雜質(zhì)多，易腐蝕爐襯、坩堝和工件，防滲劑不能保證完全防滲等。高效無污染的防銹劑、清洗溶劑等市場無優(yōu)質(zhì)商品供應(yīng)。1.2我國熱處理技術(shù)狀況（3）先進(jìn)設(shè)備的制造落后于需求，工藝材料和輔助材料質(zhì)量不高、1.3.1與美國的主要差距（1）勞動生產(chǎn)率相差懸殊達(dá)26倍；（2）美國專業(yè)化生產(chǎn)程度是我國的35倍；（3）美國專業(yè)熱處理廠經(jīng)濟效益高，利潤是我國的1.5～30倍；（4）美國熱處理年營業(yè)額是我國的25倍，年電能消耗卻比我國低40%。1.3我國熱處理與國外的差距

1.3.1與美國的主要差距1.3我國熱處理與國外的差距1.3.2在生產(chǎn)管理方面 雖然在“八五”、“九五”期間,國家有關(guān)部門采取了許多措施,但是熱處理專業(yè)廠的數(shù)量仍很少。全國熱處理生產(chǎn)的平均單位電耗在1000度/噸左右，只有個別專業(yè)化協(xié)作廠點達(dá)到500度/噸左右，這與先進(jìn)的歐洲工業(yè)國家400度/噸，日本的300度/噸比較，仍有較大的差距。

1.3我國熱處理與國外的差距

1.3.2在生產(chǎn)管理方面1.3我國熱處理與國外的差距1.3.3在生產(chǎn)技術(shù)方面 全國主要城市的專業(yè)廠和協(xié)作廠、點的少無氧化熱處理比重達(dá)到30%以上，而石油機械制造行業(yè)還不到25%。先進(jìn)的歐洲工業(yè)國家無氧化熱處理比重達(dá)到80%以上，和美國、日本的差距更大。

1.3我國熱處理與國外的差距

1.3.3在生產(chǎn)技術(shù)方面1.3我國熱處理與國外的差距2.1可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略2.2產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高2.3能源的有效利用2.4精確的生產(chǎn)過程2.5高效的生產(chǎn)技術(shù)2熱處理的總體發(fā)展戰(zhàn)略2.1可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略2熱處理的總體發(fā)展戰(zhàn)略 縱觀國內(nèi)外熱處理技術(shù)的發(fā)展，其總體戰(zhàn)略的出發(fā)點大致可歸納成五個方面。首先是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略(endurabledevelopment)，其次是產(chǎn)品質(zhì)量的持續(xù)提高(enhancementofproductsquality)，第三是節(jié)約能源(energysaving)，第四是實現(xiàn)精確生產(chǎn)(exactproduction)，最后是提高生產(chǎn)效率(efficientprocesstechnologies)，降低生產(chǎn)成本。五個方面的英文字頭都是E，故稱之謂5E戰(zhàn)略。

2熱處理的總體發(fā)展戰(zhàn)略 縱觀國內(nèi)外熱處理技術(shù)的發(fā)展，其總體戰(zhàn)略的出發(fā)點大致可歸納成1992年聯(lián)合國在里約熱內(nèi)盧召開的人類環(huán)境與發(fā)展大會提出了“以公平原則，通過全球伙伴關(guān)系促進(jìn)全球可持續(xù)發(fā)展”的全球21世紀(jì)行動綱領(lǐng)。朱鉻基總理在2002年9月的世界可持續(xù)發(fā)展首腦會上把這個問題提到“人類與自然協(xié)調(diào)和諧，環(huán)境與發(fā)展相互促進(jìn)”的高度。這就使可持續(xù)發(fā)展成為世界任何國家在自己的各種經(jīng)濟建設(shè)活動中都必須遵循的首要原則。2.1可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略1992年聯(lián)合國在里約熱內(nèi)盧召開的人類環(huán)境與發(fā)展在可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)涵中，首先是環(huán)境，其次是資源的有效利用和再生。熱處理是和環(huán)境、資源密切相關(guān)的加工過程。其生產(chǎn)物料和剩余物料都可能是導(dǎo)致污染的源泉。避免污染的原則應(yīng)是預(yù)防第一，治理第二。因此熱處理先進(jìn)技術(shù)發(fā)展首要考慮是清潔和安全的生產(chǎn)技術(shù)，安全選用和使用生產(chǎn)物料，避免形成有害剩余物料的技術(shù)。對于不得已產(chǎn)生的有害物質(zhì)也必須有先進(jìn)的無害化處理方法，使剩余物料達(dá)到國家規(guī)定的安全排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.1可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)涵中，首先是環(huán)境，其次是資源的有2.1可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略 熱處理用的燃料、電力、水、油等資源的有效利用、節(jié)約使用和再生后重復(fù)使用的潛力巨大。熱處理加熱設(shè)備的能源必須因地、因時制宜地合理選擇，加熱設(shè)備的熱效率有很大的提高余地，燃料產(chǎn)物的廢熱必須充分利用，大量的冷卻用水必須循環(huán)使用，自工件表面清理下來的油脂應(yīng)分類回收，失效的淬火油應(yīng)收集精煉重復(fù)使用或作為它用。總之，資源的有效利用和再生是熱處理行業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的很重要的組成部分。現(xiàn)在人們對這個問題重要性的認(rèn)識還遠(yuǎn)沒有達(dá)到對環(huán)境的認(rèn)識程度。2.1可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略 熱處理用的燃料、電力、水、油等資源的2.1可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略

當(dāng)前國家領(lǐng)導(dǎo)人和許多有識之士都充分認(rèn)識到這個問題的解決是不能光靠說教，已經(jīng)到了必須立法和制訂法規(guī)的時刻了?？上驳氖俏覈沫h(huán)境保護法已經(jīng)出臺，國際標(biāo)準(zhǔn)化委員會也對企業(yè)提出了IS014000的環(huán)保要求，我國的一些企業(yè)已經(jīng)通過了ISO14000的認(rèn)證。2.1可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略 當(dāng)前國家領(lǐng)導(dǎo)人和許多有識之士都充分認(rèn)2.2產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高

我國加入WTO后，經(jīng)濟和國際接軌，為企業(yè)提供了動力，增加了壓力，既制造了機會，也帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，中外合資企業(yè)的紛紛建立，外國獨資企業(yè)的涌入使國內(nèi)制造業(yè)的產(chǎn)品面臨激烈的市場競爭。這種競爭表現(xiàn)在產(chǎn)品質(zhì)量、價格和售后服務(wù)上,但核心在產(chǎn)品質(zhì)量。

2.2產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高 我國加入WTO后，經(jīng)濟和國際接軌2.2產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高

產(chǎn)品質(zhì)量的高要求既是壓力，也是動力。它可以帶動熱處理的技術(shù)改造和設(shè)備更新，從而使機器零件的質(zhì)量和壽命產(chǎn)生大的改觀。熱處理企業(yè)的設(shè)備更新給設(shè)備制造業(yè)帶來了商機，但國產(chǎn)熱處理設(shè)備由于工藝水平低、可靠性差，在對外開放形勢下也面臨激烈競爭，使許多國內(nèi)熱處理設(shè)備制造廠瀕臨倒閉狀態(tài)。提高熱處理設(shè)備的質(zhì)量和可靠性也是當(dāng)務(wù)之急。與此同時，設(shè)備配套件、泵、閥、電器元件、儀器、筑爐材料等的質(zhì)量和可靠性如果不能很快有大的改善，熱處理設(shè)備的水平就不可能有大的突破，必定在競爭中繼續(xù)吃敗仗。2.2產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量的高要求既2.2產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高 提高產(chǎn)品質(zhì)量必須在實行企業(yè)科學(xué)管理的基礎(chǔ)上，加強產(chǎn)品質(zhì)量管理、普遍認(rèn)真開展企業(yè)的IS09000系列標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證、在生產(chǎn)過程中認(rèn)真執(zhí)行熱處理各項工藝標(biāo)準(zhǔn)和熱處理件的組織性能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，才能使產(chǎn)品質(zhì)量迅速上一個新臺階。2.2產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高 提高產(chǎn)品質(zhì)量必須在實行企業(yè)科學(xué)管2.3能源的有效利用 在機器制造工藝過程中，熱處理是耗能大戶。其電能消耗一般為機械制造企業(yè)的20％～30％。據(jù)上世紀(jì)90年代調(diào)查，全國每年用于熱處理的電能約86億度，占總發(fā)電量的1％左右。美國96年熱處理用電總量為59億度，僅為我國用電的68％。我國機械工廠的熱處理用電費用占生產(chǎn)成本約40％?？梢姾侠磉x擇熱處理能源，有效和節(jié)約使用能源也是熱處理生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展和改造的重要出發(fā)點之一。2.3能源的有效利用 在機器制造工藝過程中，熱處理是耗能大2.3能源的有效利用 電是二次能源，熱電廠發(fā)一度電約需9.96kJ的熱能，發(fā)電的效率在30％～40％。如果熱處理加熱爐的熱效率能達(dá)到80％，則按一次能源的利用率計算，綜合熱效率只有24％一32％。而利用天然氣的燃燒爐，再加上利用煙道氣的燃燒空氣預(yù)熱，綜合熱效率達(dá)到60％一65％是很容易做到的。因此在有條件使用天然氣的地域，用燃燒爐代替部分電阻爐，從能源利用上是很有利的。

電是二次能源，熱電廠發(fā)一度電約需9.96kJ的熱能，發(fā)電的效率在30％～40％。如果熱處理加熱爐的熱效率能達(dá)到80％，則按一次能源的利用率計算，綜合熱效率只有24％～32％。而利用天然氣的燃燒爐，再加上利用煙道氣的燃燒空氣預(yù)熱，綜合熱效率達(dá)到60％～65％是很容易做到的。因此在有條件使用天然氣的地域，用燃燒爐代替部分電阻爐，從能源利用上是很有利的。

2.3能源的有效利用 電是二次能源，熱電廠發(fā)一度電約需9.2.3能源的有效利用 先進(jìn)的加熱設(shè)備除能體現(xiàn)先進(jìn)工藝外，節(jié)約能源是很重要的指標(biāo)。熱處理爐應(yīng)有最小的散熱損失，最小的爐襯蓄熱、廢熱要充分利用，燃燒爐應(yīng)有高效的燃燒器或輻射管，還要有合理的燃燒制度。2.3能源的有效利用 先進(jìn)的加熱設(shè)備除能體現(xiàn)先進(jìn)工藝外，節(jié)2.3能源的有效利用 合理選擇工藝具有極大的節(jié)能潛力，而且可在極小的投入條件下獲得明顯效果?？s短加熱時間，降低加熱溫度，用表面熱處理代替整體熱處理、簡化工藝過程、合理選擇工件材料等都是很好的節(jié)能措施，關(guān)鍵在于生產(chǎn)崗位上的技術(shù)人員的節(jié)能意識的強弱。2.3能源的有效利用 合理選擇工藝具有極大的節(jié)能潛力，而且2.3能源的有效利用 生產(chǎn)的合理織織，能源的嚴(yán)格管理也是節(jié)能的根本措施之一。提高熱處理設(shè)備負(fù)荷，保持連續(xù)生產(chǎn)對于節(jié)能是非常重要的。從這層意義上，專業(yè)化生產(chǎn)是非常有利的方式。2.3能源的有效利用 生產(chǎn)的合理織織，能源的嚴(yán)格管理也是節(jié)2.4精確的生產(chǎn)過程 近代的物理冶金理論幾乎可以洞悉金屬在熱處理過程中的組織、性能、化學(xué)成分，甚至原子狀態(tài)的瞬息變化，從而可以利用精確靈敏的傳感控制系統(tǒng)對熱處理產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行精確的在線控制，從而做到100％的合格率。在設(shè)備上精確保證生產(chǎn)條件，如：爐溫均勻度、加熱和冷卻速度以及工件材料化學(xué)成分和淬透性帶的范圍等就可以實現(xiàn)在不同爐次、同一爐次不同部位產(chǎn)品質(zhì)量的同一性和再現(xiàn)性，使產(chǎn)品的組織性能、畸變等質(zhì)量的分散度達(dá)到趨于零的程度，真正實現(xiàn)精密生產(chǎn)。2.4精確的生產(chǎn)過程 近代的物理冶金理論幾乎可以洞悉金屬在2.5高效的生產(chǎn)技術(shù) 提高勞動生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本，獲得最大的經(jīng)濟效益永遠(yuǎn)是熱處理生產(chǎn)和所有企業(yè)追求的目標(biāo)。實現(xiàn)高生產(chǎn)效率的重要前提是單一品種的批量化生產(chǎn)。在大批量、規(guī)?；a(chǎn)條件下，采用生產(chǎn)過程自動化、質(zhì)量的在線信息化、工藝參數(shù)和質(zhì)量效果的模擬和自適應(yīng)控制可以最大限度地提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)無人作業(yè)，由此也可以完全消除人為因素，保證產(chǎn)品質(zhì)量低分散度。2.5高效的生產(chǎn)技術(shù) 提高勞動生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本，獲得最2.5高效的生產(chǎn)技術(shù) 縮短生產(chǎn)周期的熱處理工藝既能節(jié)約能源，也能提高生產(chǎn)效率。提高設(shè)備的可靠性、減少故障率，可以減少維修次數(shù)、減少輔助時間。在多品種小批量生產(chǎn)方式下采用柔性設(shè)備和多用設(shè)備生產(chǎn)線也可提高生產(chǎn)效率。當(dāng)然在專營熱處理加工企業(yè)，生產(chǎn)計劃的優(yōu)化管理、合理的生產(chǎn)組織，使設(shè)備保持滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)都是保證高生產(chǎn)效率的有效措施。

2.5高效的生產(chǎn)技術(shù) 縮短生產(chǎn)周期的熱處理工藝既能節(jié)約能源3.1少無污染3.2少無畸變3.3少無分散3.4少無浪費（能源）3.5少無氧化3.6少無脫碳3.7少無廢品3.8少無人工3先進(jìn)熱處理技術(shù)的發(fā)展方向

3.1少無污染3先進(jìn)熱處理技術(shù)的發(fā)展方向如前所述，由于受到制造業(yè)的高度重視，近代熱處理技術(shù)發(fā)展神速。其主要發(fā)展方向可以概括為8個方面,稱做為8個少無(LessorNon),即少無污染、少無畸變、少無(質(zhì)量)分散、少無浪費(能源)、少無氧化、少無脫碳、少無廢品、少無人工?，F(xiàn)分別列述如下。3先進(jìn)熱處理技術(shù)的發(fā)展方向

如前所述，由于受到制造業(yè)的高度重視，近代熱處理技術(shù)3.1少無污染

熱處理生產(chǎn)排出的廢氣、廢水、廢渣、粉塵、噪聲和電磁輻射，如不注意，都使作業(yè)場地和周圍環(huán)境受到污染。3.1少無污染 熱處理生產(chǎn)排出的廢氣、廢水、廢渣、粉塵、3.1少無污染

先進(jìn)的熱處理技術(shù)首先應(yīng)該是對環(huán)境沒有污染的技術(shù)。其中包括清潔工藝、清潔設(shè)備、清潔材料等。可控氣氛、真空、有良好的屏蔽的感應(yīng)熱處理是廣泛應(yīng)用的典型清潔工藝。等離子熱處理、低壓滲碳、高壓氣淬、激光電子束強化、噴霧淬火、真空清洗等也都屬于少無污染技術(shù)。與這些工藝相對應(yīng)的真空爐、氣氛爐、離子滲氮爐（見圖1）、低NOX、S0x，燃燒加熱爐、流態(tài)爐屬無污染設(shè)備。聚合物淬火劑、無氟氯烴溶劑、A1203和Si02等流態(tài)床粒子、氮和各種惰性氣體屬于清潔材料。3.1少無污染 先進(jìn)的熱處理技術(shù)首先應(yīng)該是對環(huán)境沒有污染3.1少無污染

圖1奧地利RUBIG公司MICROPULS離子滲氮設(shè)備3.1少無污染圖1奧地利RUBIG公司MICRO3.1少無污染

(圖1為安裝有外加熱和風(fēng)冷的離子滲氮爐：爐體井式鐘罩結(jié)構(gòu)，WDS爐襯保溫，不銹鋼真空罐罩式單層，外壁安裝三區(qū)三層密閉式發(fā)熱元件，使?fàn)t溫上中下均勻一致。爐體分上中下安裝3臺側(cè)風(fēng)機，三區(qū)獨立熱風(fēng)循環(huán)送風(fēng)，工作時擋回風(fēng)道封閉，熱風(fēng)只能在爐內(nèi)加熱層內(nèi)循環(huán)，達(dá)到爐溫均勻目的。工藝完成停爐時，回風(fēng)道開啟，冷風(fēng)在上中下三區(qū)同時送入加熱室夾層，使?fàn)t體快速冷卻，很短時間即可出爐。爐底座為連體式雙座，液壓升降立柱在二個底座之間可左右旋轉(zhuǎn)，將爐體提升后旋向另一個已裝好料的底座，這樣一爐雙座，可提高生產(chǎn)效率。)3.1少無污染(圖1為安裝有外加熱和風(fēng)冷3.1少無污染

大量用氰鹽的液體滲碳、碳氮共滲和氮碳共滲應(yīng)禁止使用。氣體滲碳和用滲碳?xì)怏w加氨的氣體碳氮共滲和氮碳共滲后排出的廢氣經(jīng)點燃可無害排放。離子滲硼時不可使用劇毒品乙硼烷(B2H6)。鹽浴中慎用黃血鹽和赤血鹽，因其分解后會產(chǎn)生氰根。含碳酸鹽鹽浴切勿放入尿素或縮二脲，否則會反應(yīng)先生成氰酸鹽，后分解為氰鹽。3.1少無污染 大量用氰鹽的液體滲碳、碳氮共滲和氮碳共滲3.1少無污染

含S、Li的氰鹽浴可使氰化物保持在0．1％～0．5％的低水平，法國HEF的Sul-surf、我國的LT硫氮共滲法都屬此類。在氰鹽浴中添加有機聚合物melon也可將氰鹽含量降到2％～3％，其余大部分是無毒的氰酸鹽。QPQ處理鹽浴屬于此類。清洗水中的氰含量已經(jīng)稀釋可無害排放。3.1少無污染 含S、Li的氰鹽浴可使氰化物保持在0．13.1少無污染

氯化鋇鹽渣和含BaCl2過量廢水對人體有害，須經(jīng)無害化處理達(dá)標(biāo)后才允許排放。BaCl2是高速鋼刃具淬火加熱目前無法代替的介質(zhì)，但必須保證鋇鹽和含BaCl2廢水的無害化排放。3.1少無污染 氯化鋇鹽渣和含BaCl2過量廢水對人體有3.1少無污染

熱處理用的淬火油目前尚無法完全代替。淬火時形成的油煙對作業(yè)場地和環(huán)境都有影響。目前在我國的企業(yè)都是直接抽風(fēng)向室外排放?？磥磉@是個遲早必須解決的問題。 美國2020年熱處理目標(biāo)首先要實現(xiàn)零污染。3.1少無污染 熱處理用的淬火油目前尚無法完全代替。淬火3.2少無畸變 金屬制件在熱處理時的形狀和尺寸變化是不可避免的現(xiàn)象。過大和不均勻的畸變會增加加工余量或使之報廢。汽車變速箱齒輪熱處理后一般不施行加工，畸變會使其失去互換性或增大間隙，增加車輛噪聲。所以盡量減小畸變一直是許多熱處理工作者終生努力的目標(biāo)。

3.2少無畸變 金屬制件在熱處理時的形狀和尺寸變化是不可避3.2少無畸變

工件畸變主要發(fā)生在冷卻階段，尤其是在淬火冷卻過程會形成最大程度的畸變。均勻的冷卻、減小工件表面和心部的溫差是減小畸變的主要措施，故冷卻介質(zhì)和冷卻方式的選擇至關(guān)重要。近代淬冷介質(zhì)品種繁多，淬冷方式也是多種多樣，可按冷速要求和畸變技術(shù)條件進(jìn)行選擇。循環(huán)攪動比靜止的冷卻能力大l～3倍。變向循環(huán)可提高冷卻的均勻程度。等溫和分級淬火可減少工件表面和心部溫差，使相變接近同步，降低熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，至今仍是國際名牌汽車齒輪滲碳后淬火減小畸變的主要措施。3.2少無畸變 工件畸變主要發(fā)生在冷卻階段，尤其是在淬火冷3.2少無畸變 用調(diào)節(jié)噴霧參數(shù)對工件溫度場變化施行模擬控制的控制冷卻技術(shù)為減小簡單形狀工件的熱處理畸變帶來了希望。大型軸承套圈滲碳后在涌泉式油槽中施行熱油的變向循環(huán)，工件左右移動的淬火方式可以代替在壓床上的壓力淬火。汽車齒輪低壓滲碳后施行變向高壓(2MPa)氣淬，可使同步環(huán)齒輪畸變控制到非常狹窄的范圍。復(fù)雜形狀易畸變工件可在壓床上施壓淬火或淬火后利用回火余熱在自動矯直機上矯直。3.2少無畸變 用調(diào)節(jié)噴霧參數(shù)對工件溫度場變化施行模擬控制3.2少無畸變 材料化學(xué)成分的均勻性和穩(wěn)定性以及淬透性的保證可使工件淬火畸變保持穩(wěn)定的規(guī)律，以便于規(guī)定確切的加工余量，采取可靠的少無畸變措施。 美國2020年熱處理的目標(biāo)中提出，屆時工件熱處理要達(dá)到零畸變。

3.2少無畸變 材料化學(xué)成分的均勻性和穩(wěn)定性以及淬透性的保3.3少無分散

由于材料化學(xué)成分、加熱爐有效加熱區(qū)溫度的不一致，加熱和冷卻條件的差別和人為操作因素的影響會使同一爐次熱處理件質(zhì)量(硬度、組織、畸變，表面狀態(tài)、滲層深度、滲入元素的表面濃度和沿滲層的濃度梯度)造成明顯差異，或不同爐次產(chǎn)品質(zhì)量的不可重復(fù)性。采用科學(xué)的管理和先進(jìn)技術(shù)可以使這種差異降到最低程度。美國金屬學(xué)會(ASM)和能源部于1997年組織的“熱處理技術(shù)方針討論會”(HeatTreatingTechnologyRoadmapWorkshop)的報告中提出，2020年的目標(biāo)要使熱處理工件的質(zhì)量分散度降低到零。3.3少無分散由于材料化學(xué)成分、加熱爐有效加3.3少無分散為逐步實現(xiàn)這個目標(biāo)，設(shè)備的可靠性、工藝的先進(jìn)性和穩(wěn)定性、加熱爐溫度的均勻性，爐氣的均勻循環(huán)，制件材料成分的合格與穩(wěn)定、自動化生產(chǎn)和質(zhì)量的在線控制可消除人為因素影響都是非常重要的課題。為此，加熱爐在設(shè)計過程中采用爐內(nèi)溫度場，爐氣循環(huán)路線，淬火劑的流動狀況，工件和淬火劑的熱交換，工件冷卻過程中的溫度場、應(yīng)力場變化等的計算機模擬就顯得十分重要了。在生產(chǎn)中的質(zhì)量管理措施上采用統(tǒng)計過程控制(StatisticalProcessControl)可以把質(zhì)量分散度逐步縮小至很狹小范圍內(nèi)。3.3少無分散為逐步實現(xiàn)這個目標(biāo)，設(shè)備的可3.3少無分散 科學(xué)的生產(chǎn)管理，1S09000系列標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，原材料的進(jìn)廠檢驗、熱處理前后工序的配合與銜接，各項工藝標(biāo)準(zhǔn)和通用質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的貫徹也都和產(chǎn)品質(zhì)量的分散度有密切關(guān)系?？梢娪绊戀|(zhì)量分散度的因素很多，必須從技術(shù)和管理上作為一種系統(tǒng)工程通過長期、細(xì)致和踏實的工作，才能在這方面逐步取得好的效果。3.3少無分散 科學(xué)的生產(chǎn)管理，1S09000系列標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證3.4少無浪費（能源） 熱處理能源的有效利用應(yīng)是當(dāng)前我國熱處理工作者研究的迫切任務(wù)?？茖W(xué)的生產(chǎn)和能源管理是能源有效利用的最有潛力的因素。保證滿負(fù)荷生產(chǎn)，充分發(fā)揮設(shè)備能力，是科學(xué)管理的目標(biāo)之一。國際上廣為流行，而我國正在蓬勃興起的專業(yè)化生產(chǎn)方式已證明是最有效的節(jié)能措施。3.4少無浪費（能源） 熱處理能源的有效利用應(yīng)是當(dāng)前我國熱3.4少無浪費（能源）節(jié)能也是先進(jìn)熱處理技術(shù)主要特點之一。節(jié)能的熱處理工藝是最有效的節(jié)能措施。把滲碳溫度從930℃提高到1050℃可減少40％的工藝周期，在一般電阻爐中這種溫度的提高受到發(fā)熱體和耐熱材料的限制很難實現(xiàn)，而在真空爐中低壓滲碳在1050℃施行是輕而易舉的事。以氮碳共滲、硫氮碳共滲和氧氮共滲代替滲碳和碳氮共滲可把工藝溫度從850～930℃降到550～580℃，代替一般氣體滲氮可把滲氮時間從30～70h減少到1.5～3h。利用鍛后預(yù)熱施行鍛坯的調(diào)質(zhì)淬火，可節(jié)約重新加熱的熱能，而且還能獲得改善組織和性能的形變熱處理功效。鋼件熱處理加熱時間過于保守的計算必須改變。碳鋼和低合金鋼施行零保溫加熱和不均勻奧氏體淬火和加熱到F+A兩相區(qū)的不完全淬火都是可行的。3.4少無浪費（能源）節(jié)能也是先進(jìn)熱處理技3.4少無浪費（能源）加熱設(shè)備的節(jié)能潛力也很大。連續(xù)式加熱爐比周期式爐節(jié)能（見圖2）。四種爐型能源利用率的排序(從大到小)是：振底式爐、井式爐、箱形爐和輸送帶式爐。燃燒爐必須采用高效換熱器預(yù)熱空氣，并合理控制燃燒系數(shù)(α)在1