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1、第22卷第2期兵器材料科学与工程Vol.22No.21999年3月ORDNANCEMATERIALSCIENCEANDENGINEERINGMar.1999我国热处理的现状及发展方向李茂山赵宝荣吴光英张克俭(兵器工业第五二研究所)(江苏光英炉业有限公司)(北京华立精细化工公司)摘要从多参数热处理和复合热处理工艺、加热源和加热方式、淬火介质和淬火方法、热处理设备、新材料与热处理工艺相结合、节能和环境保护、热处理生产的自动化和专业化等七个方面,较为全面地论述了我国热处理技术的现状及发展方向。关键词金属热加工工艺热处理材料工程热处理是机械
2、工业的一项重要基础技术,通常像轴、轴承、齿轮、连杆等重要的机械零件和工模具都是要经过热处理的,而且,只要选材合适,热处理得当,就能使机械零件和工模具的使用寿命成倍、甚至十几倍的提高,实现“搞好热处理,零件一顶几”的目标,收到事半功倍的效果。热处理对于充分发挥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,提高经济效益都具有十分重要的意义。建国以来,我国的热处理技术有了很大的发展,现有热处理生产厂点一万余家,职工15万人,专业科技人员约1000余人,热处理加热设备11万台,年生产能力660万吨钢件,年产
3、值约50亿元,全员劳动生产率约3万元/人·年。目前我国在热处理的基础理论研究和某些热处理新工艺、新技术研究方面,与工业发达国家的差距不大,但在热处理生产工艺水平和热处理设备方面却存在着较大的差距,还没有完全扭转热处理生产工艺和热处理设备落后、工件氧化脱碳严重、产品质量差、生产效率低、能耗大、成本高、污染严重的局面。为促进我国热处理技术的发展,我们应全面了解热处理技术的现状和水平,掌握其发展趋势,大力发展先进的热处理新技术、新工艺、新材料、新设备,用高新技术改造传统的热处理技术,实现“优质、高效、节能、降耗、无污染、低成本、专业化生产
4、”,力争到2000年时达到工业发达国家八十年代中期的水平。1大力发展多参数热处理和复合热处理工艺传统的热处理,就主要控制的参数而言,多为常压下的温度时间两个参数的热处理;就工艺方式而言,多为单一的热处理。这样热处理的效果也只能是单一化。为此,要[1]大力发展多参数热处理和复合热处理工艺。1.1多参数热处理(1)真空热处理:这是一种附加压力的多参数热处理。它具有无氧化、无脱碳、工件表面光亮、变形小、无污染、节能、自动化程度高、适用范围广等优点,是近年来发展最快的热处理新技术之一,特别是在进行材料表面改性方面获得了很大的进展,许多新近开
5、发的1997年9月15日收到稿件,1998年9月3日收到修改稿李茂山高级工程师包头市四号信箱014034第2期李茂山等:我国热处理的现状及发展方向49先进热处理技术,如真空高压气淬、真空化学热处理等,也需在真空下方能实施。采用真空热处理技术可使结构材料、工模具的质量和使用寿命得到大幅度的提高,尤其适合于一些精密零件的热处理。在工业发达国家,真空热处理的比例已达到20%左右,而我国目前约有真空热处理炉1200台,占热处理炉总数的1%左右,与国外的差距很大。预计今后随着热处理行业的技术进步和对热处理工件质量要求的越来越高,真空热处理将会
6、有较大的发展。(2)化学热处理:这是一种附加成分的多参数热处理。普通化学热处理,如渗碳、碳氮共渗、碳氮硼共渗等,分别属于附加单成分、双成分和三成分的多参数热处理。近年来,又发展了许多利用新技术的新型化学热处理,如真空化学热处理,流态床化学热处理、离子渗金属、离子注入、激光表面合金化等,均可提高工件的耐磨损及耐腐蚀等使用性能。稀土在化学热处理中的应用(即与稀土共渗),能显著提高渗速,缩短处理周期,并可提高渗层的耐磨性和耐腐蚀性,这是我国的一大特色。此外,固溶化学热处理也是一个值得注意的动向,内蒙农机研究所黄建洪等人开发了含氮马氏体化处
7、理(N·M处理)工艺,这是第一个以获得固溶N的含氮马氏体为目的的渗氮工艺,已成功地应用于剪毛机刀片生[2]产。(3)形变热处理:这是一种附加应力的多参数热处理。采用压力加工和热处理相结合的工艺,把形变强化和相变强化结合起来,使材料达到成型与复合强化的双重目的。形变热处理能提高材料的综合力学性能,并可以简化工序,利用余热,节约能源及材料消耗,经济效益显著。形变热处理的应用广泛,从结构钢、轴承钢到高速钢都适用。目前工业上应用最多的是锻造余热淬火和控制轧制。美国采用控制轧制来生产高硬度装甲钢板,可提高抗弹性能。我国兵器工业系统开展了火炮、
8、炮弹零件热模锻余热淬火、炮管旋转精锻形变热处理、枪弹钢芯斜轧余热淬火等试验研究,取得了很好的效果。1.2复合热处理复合热处理是将两种或两种以上的热处理工艺复合,或将热处理与其它加工工艺复合,这样就能得到参与组合的几种工艺的综合效果,使
