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熱處理加工技術問題

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熱處理加工技術問題

發布日期:2020-05-20 作者:中國熱處理網 點擊:

我國急需解決的熱處理加工技術問題

在美國的發展規劃中提出:“能源消耗減少80%”,這確實是一個驚人的指標。目前美國的熱處理能耗是400kW.h/t,如減少80%,就得降至80 kW.h/t,這令人很難想象。要降低熱處理能耗,無非就是降低熱損耗和采取節能工藝。熱處理時消耗的能量有二部分,一部分是加熱爐爐墻散失的熱量以及工裝夾具帶走的熱量,這部分可以設法盡量減少;二部分是加熱工件所消耗的熱量,這部分必不可少,通過采用表面淬火等節能工藝可以使之減少,但大部分工件仍需采用整體熱處理。粗略計算整體熱處理所需熱量約為200 kW.h/t(將20Cr2Ni4WA從0℃加熱到900℃所需熱量) 由此可見,如排除能耗轉嫁等因素外,熱處理能耗要降到80 kW.h/t恐難實現,除非主要采用非整體熱處理。對美國指標的懷疑絕不意味著對我們驚人的浪費可以漠然視之。我們目前熱處理能耗較美國高一倍,即800 kW.h/t。
我國熱處理能耗如此高的原因有以下一些:

1)空爐時間長

由于生產管理落后,許多熱處理爐依然停留在早上開爐、下午干活、下班停爐狀態,大大增加了爐子散失的熱能;

2).設備落后

在“小車不倒只管推”的錯誤思想影響下,到目前為止許多應該淘汰的能耗大的加熱爐外壁溫度在70℃左右的加熱爐依然在使用,特別是一些小熱處理廠,這些廠依靠其管理成本低及不正當競爭手段依然能大量存在;

3).熱處理工藝落后

由于思想保守,設備落后,許多節能工藝很難推廣。以熱鍛模為例,國外鋼廠將鍛造與熱處理合并在一起,供應已淬、回火的標準模塊,用戶只需將模塊加工成模具后按需要進行一次回火即可使用。但在國內未見大量推廣;

4).產品質量低下

這是一個被長期忽略的重要因素。眾所周知,目前我國制造業的要害是質量低下,特別是質量不穩定。不難理解,同樣一個產品,如果美國產品的使用壽命是我們的2倍,我們生產2個產品才相當于美國生產一個產品,這就意味著我們的實際能耗又翻了一翻。我們熱處理能耗比美國高一倍,而GDP能耗是美國的4.3倍、日本的11.5倍原因恐即在此。

對我們來說節能是個大難題,但必須解決。

熱處理件實現零畸變和低的質量分散度

零畸變應該是指熱處理時產生的畸變不超過允許范圍。由于比容變化而引起的零件尺寸的變化以及由熱處理應力引起的形狀的變化都是無法避免的,熱處理工作者能做到的就是設法將其控制在允許的范圍之內。

美國提出的實現低的質量分散度這個指標對于我們來說特別重要。前面已經提到我國機械制造業的致命要害是質量低下且極不穩定,消耗了大量資源,制造了大量廢品。

造成質量低下以及質量不穩定的原因有:

1)重數量,輕質量,認為有了數量就有質量;

2)缺乏保證質量的生產環境,在原材料等外界因素的質量得不到保證的情況下任何一個生產廠均難以保證產品的質量;

3)惡性競爭,用犧牲質量、降低成本的辦法來提高競爭能力。

加熱爐使用壽命增加9倍,加熱爐價格降低50%

延長加熱爐使用壽命的前提應該是必須須保證加熱爐的各項性能指標和經濟指標。這與我國流行的“小車不倒只管推”是兩回事。

目前我們的問題主要是如何強制淘汰能耗大、效率低,溫度不均的舊設備,辦法是由學會和協會聯合制定一個符合我國當前國情的加熱爐性能指標標準,經政府批準后強制執行。在解決這個問題之后才有可能要求加熱爐生產廠生產出長壽命加熱設備。延長加熱爐使用壽命的關鍵是筑爐材料,這就需要提高國產筑爐材料的質量水平和開發新的高性能的筑爐材料。

至于“加熱爐價格降低50%”對于我國來講應該不成問題,因為國內產品的價格遠低于同類國外產品,只要我們產品質量上去了,即或將價格提高到國外同類產品價格的一半就能滿足這一指標要求。

生產實現零污染

這是一個大難題,因為我們欠賬實在太多太多。30年的改革開放是用犧牲環境來換取高速發展。這種做法再也不能繼續下去了,我們必須須弄清熱處理究竟造成了哪些污染并設法解決。要知道污染環境是對子孫后代的犯罪。

新工藝新技術的開發與應用
為了實現發展規劃,美國熱處理學會開出了一張需要解決的70多個項目的清單。在這70多個項目中絕大多數對我們都很有啟發,但其中也有少數缺乏推廣意義,如感應淬火用地下水冷卻等。這里將概括談幾個問題。

計算機在熱處理中的應用

在列出的70多個項目中“計算機在熱處理中的應用”是美國熱處理發展規劃中的一個重要內容。

辦公用計算機軟件已經成熟且已普及,商用計算機軟件也已比較成熟,專業用軟件還有待開發。計算機在材料熱處理領域的應用在我國已經有了一個良好的開端,但還有大量工作要做。計算機的優勢是記憶力特強,計算速度特快,用計算機控制生產可以嚴格控制生產過程。但電腦終究不是人腦。計算用模型需要人設計,計算用數據需要人提供,計算機軟件需要人編寫。為了提供足夠和可靠的數據,就需要做大量的乏味的基礎工作。在目前的功利主義驅使下很少有人愿意做這樣的工作。另外,要編寫專業用軟件,必須須要有專業知識,沒有專業知識是編寫不出專業用軟件的。這些問題都需要解決

生產高精、長壽設備

熱處理工藝需要設備來實現,熱處理質量需要設備來保證。目前我國加熱爐無錫熱處理廠家可說是遍地皆是,外資工廠也不在少數。但是所生產的加熱爐的質量還相當落后,無論是爐溫均勻性,還是隔熱性都非常落后。筆者在工廠見到許多新加熱爐外壁溫度竟超過70℃。爐溫均勻性更是難以保證。熱處理協會應該督促行業協會制定標準,嚴格執行。

美國發展規劃中提出的急需開發的項目涉及的面非常廣泛、非常全面,也非常具體。這里只是在幾個問題上提了點個人的不成熟的看法。建議學會組織專題組進行討論,制定出適合我國國情的急需解決的項目清單。

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