浅谈热处理的现状及发展方向

科技前沿
浅谈热处理的现状及发展方向
薛铁民 王向志 周 运
（西安航空动力股份有限公司，陕西西安 710021）
［摘 要］ 本文主要从热处理设备、自动化程度、节能、技术等方面深入探讨了热处理的现状，并展望了热处理发展方向和前景。 ［关键词］ 热处理；可靠性；寿命
热处理是机械工业的一项重要基础技术，其对于充分发Fra Baidu bibliotek金属材 料的性能潜力，提高产品的内在质量，节约材料，减少能耗，延长产品 的使用寿命，提高经济效益意义深远。
[参考文献］
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６９ TECHNOLOGY WIND
1 热处理的现状与分析 我们现有的主要热处理设备齐全：热处理炉、加热装置、淬火冷 却设备、工艺参数检测、控制仪表应有尽有。现在的辅助设备、防尘、 防火等生产安全设备、工夹具一切就绪。但是成本很高，效率低，产品 质量不够稳定。 1.1 热处理设备配套基本合理 热处理设备是实现热处理工艺的基础和保证，直接关系到热处理 技术水平的高低和工件质量的好坏。车间热处理炉类型多、规格较多， 并且均采用相应的国际标准，有配套的仪表。与其配套的辅助设备也不 可忽视，维持热处理车间生产所需要的燃料、电力、水、气等动力供应 设备，起吊运输设备和生产安全及环保设备基本配备，满足目前生产的 需求。 1.2 自动化、专业化程度偏低 计算机的应用使对热处理参数控制的概念发生了根本性的变化。 热处理生产中，计算机主要用于热处理工艺程序和工艺参数 （温度、时 间、气氛、压力、流量等） 的控制，工艺过程静态和动态的控制，生产 过程机电一体化的控制，模拟仿真的控制，还用于热处理设备、生产线 和热处理车间的自动化控制和生产管理，用计算机进行热处理工艺、热 处理设备及各种计算和优化设计等等。 总之，计算机在热处理行业的应用、拓展非常迅速。热处理生产 已经向自动化、集成化、柔性化的方向发展，而我们的热处理生产中， 除真空热处理自动控制较高外，计算机的应用几乎是一个空白。 1.3 生产过程质量控制不够严谨 热处理生产中，过程控制人为因素比重大、主观性强，加之部分 设备温度均匀性较差，精度低、可靠性较差，工艺过程控制水平低，对 产品质量控制不利，产品质量不稳定，同时缺乏对产品质量的预测控 制，成本和质量得不到有效的控制。 1.4 设备可靠性和寿命较差 热处理设备长时间在热状态下使用，受热后易出现扭曲、变形、 开裂、下垂及烧蚀等现象，影响到设备正常运行的状态和使用期，其定 期的维护和及时反复的维修降低了设备平均无故障工作时间，但无形中 也增加了生产成本，降低了效率。 1.5 保护环境重视不够 热处理生产排出的废气、废水、废液、废渣、粉尘、噪声等，对环 境造成的污染很大。随着生产的发展，其危害也日益显现。例如，油烟 污染设备的各种电器元件，降低设备的灵敏度和精度，设备故障率提 高，加速了老化，设备的保养、维护、维修工作量加大。 1.6 节能创效不够显著 生产周期长，设备能耗高，故节能也是降低成本的关键。节能途 径有：
１） 改进老工艺，推广应用先进的节能新工艺； ２） 改造或淘汰耗能高的设备，提高炉子温度均匀度和热效率，发 展新型高效节能的新设备； ３） 合理组织批量生产，力求集中、连续生产，不断提高热处理的 专业化水平。 在实际生产中，热处理的等待时间长是我们应当克服的，是节能 的一个重要环节。其次相对落后的热处理工艺和设备，其能源利用率 低，节能潜力大。还有，提高产品的热处理质量，延长工件的使用寿命 是最大的节能。 1.7 新工艺、新技术少 生产中涉及的工艺技术，大多都是反复试验、成熟的材料，新材 料，新工艺相对少。 2 解决办法 针对以上现状，采取的措施有以下方面： １） 将高新技术用于热处理生产中，高度重视热处理生产的环境保 护，推行清洁生产技术，创新节约、减少废弃物生产，最大限度地保护 环境，实现清洁生产，制造出清洁的产品。 ２） 逐步引入计算机，实现热处理生产自动化，有效地改善工人的 劳动条件，提高产品质量和劳动生产率，保证热处理工艺的稳定性和产 品质量的再现性，并使热处理设备向高效、低成本、柔性化和智能化的 方向发展。 ３） 规范设备的维护和保养，选用标准件，降低维修劳动强度，缩 短维修时间，及时更新或淘汰结构不合理，可靠性差，热效率低，能耗 高，污染严重，故障高的设备。 ４） 改变并实现以往自由过程控制到预期产品质量控制的转变，提 高产品的稳定性、再现性、同一性，进一步降低成本。 ５） 根据不同工件、不同工艺、不同的生产批量，调整工艺的灵活 性，尽可能的合并工艺及工艺流程。这对于提高产品质量和节能都有重 大影响。 ６） 引进新材料、新工艺、新技术，有利于产品质量及热处理技术 的提高。 3 小结 针对我们面临的难题，进一步加强管理，积极采用新技术、新工 艺、新设备，严格按照标准化、规范化组织生产，形成技术、经济和服 务上的优势，充分发挥专业化生产的优越性。 此外，热处理工艺材料，如各种淬火介质、清洁剂、保护气氛和可 控气氛的气源等，也要不断提高和扩大品种，尽可能实现规格化、标准 化、系列化。 4 结束语 实现热处理生产的自动化和专业化，全面提高热处理的工艺、装 备、管理和产品的水平，这是热处理行业发展的必然趋势。 作者简介：薛铁民，1976 年生，男，陕西韩城人，高级工程师， 从事航空发动机工艺管理工作。
虽然，我国的热处理技术目前在基础理论研究和某些热处理新工 艺、新技术研究方面有了很大的发展，但在热处理工艺水平和设备方面 还存在着较大的差距，还未能完全扭转热处理工艺和设备落后、氧化脱 碳严重、产品质量差、生产效率低、耗能大、成本高、污染严重的局 面。为此，我们应全面了解我们现有的热处理技术的现状和水平，评 估、改进并规划其发展趋势。