1. 國內外熱處理先進技術與裝備iRp熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
1.1 國外熱處理先進技術與裝備的水平
熱處理在整個工業領域中,應用十分廣泛。熱處理技術作為機械制造業中十分重要的基礎工藝技術之一,在充分發揮材料潛能,節約能源,進行清潔生產和人類社會可持續發展上,熱處理技術的拓展是絕不能忽視的。世界上工業發達國家都投人很多資金來發展這門技術。自1996年以來,美虱日本和歐洲的許多發達國家都先后制定21世紀熱處理技術發展規劃和目標。美國熱處理工業2020年遠景把目前和將來國外熱處理先進技術與裝備水平的目標和主要標志闡述得十分明確。
1.1.1 國外先進熱處理技術發展戰略目標:國外熱處理技術發展的戰略目標是可持續發展,產品質量提高,節約能源,精確生產和提高生產效率。國內的發展也應以此作為著眼點。這五個方面之間實際上是互相關聯和制約的。
可持續發展中首先涉及環境,熱處理是與環境和能源密切相關。熱處理加工過程中應用的生產物料和剩余物料很多可能都是致污染源。熱處理工作者要合理選用避免形成有害剩余物料的技術,對不得已產生的有害物質須應用先進的無害化處理方法使有害剩余物料達到國家或國際上規定的安全排放標準,并研究開發再生和重復使用的方法。自外對之研究很多,當然投資相當大。
熱處理的能源消耗在機械制造企業中約占20~30%。上世紀90年代中期有調查我國每年用于熱處理的電能約86億度(約占總發電量的1%),全國熱處理營業額約50億人民幣。1996年美國熱處理用電總量為51億度,比我國低40.7%,而全國熱處理營業額為150億美元,按當時匯率合計為1245億人民幣,是我國的24.9倍。由此可見,我國熱處理的能耗遠遠落后于發達國家。因而,我國熱處理設備和現行熱處理工藝的改進、完善和開發十分必要,節約能源的前景很大的。另外,我國機械工廠的熱處理用電費用約占產品生產成本的40%,這當然嚴重影響產品成本的降低。注意,電是二次能源,發電效率一般為30-40%,熱處理生產熱效率如達80%,則用電的綜合熱效率只有24%-32%。對利用一次能源天然氣的熱處理爐,加上煙道熱能利用,可使綜合熱效率達60%。為此,在解決控制爐溫技術前提下,應用天然氣,使耗能下降,降低成本和提高生產效率十分有利。日本在這方面應用較好。
熱處理產品質量的提高和精確生產過程,要涉及熱處理設備的質量、可靠性和控制技術的提高以及熱處理產品質量重現性和產品性能的提高。熱處理設備的高指標要求的實現是熱處理產品性能、變形等質量分散度趨于零的重要前提。國外熱處理設備對熱處理所有工藝參數實行全過程控制,并正在向自動化,集成化,柔性化和智能化的方向發展。在我國對上世紀60年代就應用的可控氣氛熱處理,還僅在部分大型企業和少數專業廠使用。全國范圍看,可控氣氛爐和真空爐總共尚不到熱處理設備的5%,一些勞動強度大、污染嚴重和能耗大的設備仍占不少數量。許多熱處理企業還主要靠手工操作,尚未進行碳勢的控制或只是初步的控制,淬火介質也只是采用水和油(主要是機械油)兩種。在這種條件下,要提高產品質量和進行精確生產僅只是空話,這要求企業領導層予以充分考慮。
美國熱處理行業2020年的遠景可以歸納描述如下:運用最新的CAD(計算機輔助設計)程序和熱處理數據庫,計算機模擬的仿真技術和精確控制技術實現對熱處理進行高度柔性化和智能化的全過程控制及系統管理。熱處理行業的目標為:具有一流的熱處理質量,質量分散率為零;工藝周期縮短50%;熱處理工件畸變為零;熱處理能源利用率提高到80%;熱處理對環境影響減少近零;熱處理成本降低75%;取得高的生產率和利潤回報率;工作環境清潔,舒適和安全。其它還涉及:熱處理工人受到良好訓練,掌握先進技術和操作技能。政府為企業進一步減輕負擔,刺激熱處理企業發展和技術進步,并鼓勵投資和銀行貸款。產、官、學、研和會(學會、協會)合作加快推進先進的熱處理技術。
|