縱觀國內外熱處理技術的發展,其總體戰略的出發點大致可分為以下幾個方面:
首先是可持續發展戰略;其次是產品質量的持續提高;第三是節約能源;第四是提高生產效率,降低生產成本;第五是降低勞動強度,減少勞動力的用量。
九二年聯合國在里約熱內盧召開的人類環境與發展大會提出了“以公平原則通過全球伙伴關系促進全球可持續發展”的全球21世紀行動綱領。其內涵是:首先是環境,其次是資源的有效利用和再生。熱處理的加工是和環境資源密切相關的,其生產用的物料及剩余物料都將導致環境的污染。所以,在生產和發展的過程中,避免污染的原則是:預防第一,治理第二。所以,熱處理先進技術發展首要考慮的是清潔先進生產技術。
※ :熱處理生產排出的廢氣、廢水、廢油、廢渣、粉塵、噪聲、電磁輻射等,都會使作業場地和周圍環境受到污染。先進熱處理技術的體現形式首先是對環境沒有污染。目前廣泛用于生產的清潔工藝:①真空熱處理;②低壓滲碳;③高壓氣淬;④真空清洗;⑤激光熱處理;⑥等離子熱處理;⑦可控氣氛熱處理;⑧感應加熱熱處理等。
※ :改變傳統的熱處理觀念,優化熱處理工藝方法。最大限度的減少或克服金屬制品件在熱處理過程中的畸變。
零件畸變的主要原因是:①組織應力;②熱應力。在工藝制定和冷卻介質的選擇過程中,要盡最大優化選擇合理的加熱參數和最佳冷卻介質和方法,以獲得最小的畸變量。
※ :減少零件的質量分散,提高零件的綜合性能。由于材料化學成分、加熱爐有效加熱區溫度的不一致,加熱和冷卻條件的差別,以致人為操作因素的影響會使同一爐次熱處理件質量造成明顯差異,或不同爐次產品質量的不可重復性。如:硬度、組織、畸變、表面狀態、滲層深度、滲入元素的表面濃度和沿滲層的濃度梯度等差別較大。要使熱處理工件的質量分散度降低為零。就要逐步實現以下目標:設備的可靠性、工藝的先進性和穩定性、加熱爐溫度的均勻性、爐內氣氛的均勻循環、材料成分的合格和均勻與穩定、自動化生產和質量的在線控制可消除人為因素影響都是非常重要的課題。
※ :能源消耗太大是我們熱處理成本太高的主要費用之一,先進熱處理技術的主要特點之一就是節能。如:將滲碳溫度從930℃提高到1050℃可提高滲速40%;可把碳氮共滲工藝溫度從850℃~890℃降低到550℃~580℃氮碳共滲,可降低能源消耗50%以BRN技術取代常規氮碳共滲,可節約能源40%同時完成了工件的表面防銹處理工序,是目前化學熱處理最先進的化學熱處理之一;連續式作業爐比周期式作業爐節能,燃料爐比電加熱爐節能。
※:在熱處理過程中,絕大多數金屬在空氣中加熱時的氧化會造成金屬大量損耗,也會破壞制件的表面狀態和加工精度,先進熱處理技術要充分體現無(少)氧化這一特點,如:可控氣氛熱處理、真空熱處理、感應熱處理、流態床熱處理、鹽浴熱處理、激光熱處理、電子束熱處理、涂層保護熱處理等。
※ :脫碳是嚴重影響熱處理質量的問題之一。脫碳后的工件淬火后表面硬度低,耐磨性差,表面易形成張應力,對抗疲勞性不利。避免脫碳是先進熱處理技術首要解決的問題。
※ :避免零件的廢品是先進熱處理技術的目的。在這個綜合系統工程中,要從零件的設計、材料的選擇和質量的保證、加工過程工藝的確定,用數據庫和專家決策系統優選工藝和設備。設備可靠性的保證,工藝參數和產品質量的在線控制,無損自動質量檢測系統來完成全部加工和熱處理生產過程,實現產品質量的全面控制,合格率達到100%也不是一種夢想。
※:熱處理的人工操作是一種惡劣環境下的繁重體力勞動。在一些發達國家招收熱處理工人也感到困難,而人為因素也將導致產品質量的波動。大量的使用人工操作也會增加生產成本。所以,先進的熱處理裝置的應用是先進熱處理技術的體現形式之一。
先進熱處理技術的體現,還將與設備更新,知識和技術俱進等等有機結合。