【文章內(nèi)容簡介】 允許排放。BaCl2是高速鋼刃具淬火加熱目前無法代替的介質(zhì)，但必須保證鋇鹽和含 BaCl2廢水的無害化排放。 少無污染 熱處理用的淬火油目前尚無法完全代替。淬火時形成的油煙對作業(yè)場地和環(huán)境都有影響。目前在我國的企業(yè)都是直接抽風(fēng)向室外排放?？磥磉@是個遲早必須解決的問題。 美國 2023年熱處理目標(biāo)首先要實現(xiàn)零污染。 少無畸變 金屬制件在熱處理時的形狀和尺寸變化是不可避免的現(xiàn)象。過大和不均勻的畸變會增加加工余量或使之報廢。汽車變速箱齒輪熱處理后一般不施行加工，畸變會使其失去互換性或增大間隙，增加車輛噪聲。所以盡量減小畸變一直是許多熱處理工作者終生努力的目標(biāo)。 少無畸變 工件畸變主要發(fā)生在冷卻階段，尤其是在淬火冷卻過程會形成最大程度的畸變。均勻的冷卻、減小工件表面和心部的溫差是減小畸變的主要措施，故冷卻介質(zhì)和冷卻方式的選擇至關(guān)重要。近代淬冷介質(zhì)品種繁多，淬冷方式也是多種多樣，可按冷速要求和畸變技術(shù)條件進(jìn)行選擇。循環(huán)攪動比靜止的冷卻能力大 l～ 3倍。變向循環(huán)可提高冷卻的均勻程度。等溫和分級淬火可減少工件表面和心部溫差，使相變接近同步，降低熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，至今仍是國際名牌汽車齒輪滲碳后淬火減小畸變的主要措施。 少無畸變 用調(diào)節(jié)噴霧參數(shù)對工件溫度場變化施行模擬控制的控制冷卻技術(shù)為減小簡單形狀工件的熱處理畸變帶來了希望。大型軸承套圈滲碳后在涌泉式油槽中施行熱油的變向循環(huán)，工件左右移動的淬火方式可以代替在壓床上的壓力淬火。汽車齒輪低壓滲碳后施行變向高壓 (2MPa)氣淬，可使同步環(huán)齒輪畸變控制到非常狹窄的范圍。復(fù)雜形狀易畸變工件可在壓床上施壓淬火或淬火后利用回火余熱在自動矯直機上矯直。 少無畸變 材料化學(xué)成分的均勻性和穩(wěn)定性以及淬透性的保證可使工件淬火畸變保持穩(wěn)定的規(guī)律，以便于規(guī)定確切的加工余量，采取可靠的少無畸變措施。 美國 2023年熱處理的目標(biāo)中提出，屆時工件熱處理要達(dá)到零畸變。 少無分散 由于材料化學(xué)成分、加熱爐有效加熱區(qū)溫度的不一致，加熱和冷卻條件的差別和人為操作因素的影響會使同一爐次熱處理件質(zhì)量 (硬度、組織、畸變，表面狀態(tài)、滲層深度、滲入元素的表面濃度和沿滲層的濃度梯度 )造成明顯差異，或不同爐次產(chǎn)品質(zhì)量的不可重復(fù)性。采用科學(xué)的管理和先進(jìn)技術(shù)可以使這種差異降到最低程度。美國金屬學(xué)會 (ASM)和能源部于 1997年組織的“熱處理技術(shù)方針討論會” (Heat Treating Technology Roadmap Workshop)的報告中提出， 2023年的目標(biāo)要使熱處理工件的質(zhì)量分散度降低到零。 少無分散 為逐步實現(xiàn)這個目標(biāo)，設(shè)備的可靠性、工藝的先進(jìn)性和穩(wěn)定性、加熱爐溫度的均勻性，爐氣的均勻循環(huán)，制件材料成分的合格與穩(wěn)定、自動化生產(chǎn)和質(zhì)量的在線控制可消除人為因素影響都是非常重要的課題。為此，加熱爐在設(shè)計過程中采用爐內(nèi)溫度場，爐氣循環(huán)路線，淬火劑的流動狀況，工件和淬火劑的熱交換，工件冷卻過程中的溫度場、應(yīng)力場變化等的計算機模擬就顯得十分重要了。在生產(chǎn)中的質(zhì)量管理措施上采用統(tǒng)計過程控制 (Statistical Process Control)可以把質(zhì)量分散度逐步縮小至很狹小范圍內(nèi)。 少無分散 科學(xué)的生產(chǎn)管理， 1S09000系列標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，原材料的進(jìn)廠檢驗、熱處理前后工序的配合與銜接，各項工藝標(biāo)準(zhǔn)和通用質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的貫徹也都和產(chǎn)品質(zhì)量的分散度有密切關(guān)系?？梢娪绊戀|(zhì)量分散度的因素很多，必須從技術(shù)和管理上作為一種系統(tǒng)工程通過長期、細(xì)致和踏實的工作，才能在這方面逐步取得好的效果。 少無浪費（能源） 熱處理能源的有效利用應(yīng)是當(dāng)前我國熱處理工作者研究的迫切任務(wù)?？茖W(xué)的生產(chǎn)和能源管理是能源有效利用的最有潛力的因素。保證滿負(fù)荷生產(chǎn)，充分發(fā)揮設(shè)備能力，是科學(xué)管理的目標(biāo)之一。國際上廣為流行，而我國正在蓬勃興起的專業(yè)化生產(chǎn)方式已證明是最有效的節(jié)能措施。 少無浪費（能源） 節(jié)能也是先進(jìn)熱處理技術(shù)主要特點之一。節(jié)能的熱處理工藝是最有效的節(jié)能措施。把滲碳溫度從 930℃ 提高到 1050℃ 可減少 40％的工藝周期，在一般電阻爐中這種溫度的提高受到發(fā)熱體和耐熱材料的限制很難實現(xiàn)，而在真空爐中低壓滲碳在 1050℃ 施行是輕而易舉的事。以氮碳共滲、硫氮碳共滲和氧氮共滲代替滲碳和碳氮共滲可把工藝溫度從 850～ 930℃ 降到 550～ 580℃ ，代替一般氣體滲氮可把滲氮時間從 30～ 70h減少到 ～ 3h。利用鍛后預(yù)熱施行鍛坯的調(diào)質(zhì)淬火，可節(jié)約重新加熱的熱能，而且還能獲得改善組織和性能的形變熱處理功效。鋼件熱處理加熱時間過于保守的計算必須改變。碳鋼和低合金鋼施行零保溫加熱和不均勻奧氏體淬火和加熱到F+A兩相區(qū)的不完全淬火都是可行的。 少無浪費（能源） 加熱設(shè)備的節(jié)能潛力也很大。連續(xù)式加熱爐比周期式爐節(jié)能（見圖 2）。四種爐型能源利用率的排序 (從大到小 )是：振底式爐、井式爐、箱形爐和輸送帶式爐。燃燒爐必須采用高效換熱器預(yù)熱空氣，并合理控制燃燒系數(shù) (α)在～ 。推廣具有蜂窩式蓄熱周期橫向燃燒的燒嘴和輻射管都是很好的設(shè)備節(jié)能措施。日本東京熱處理 (現(xiàn)為同和礦業(yè) )20年前、的一條節(jié)能的滲碳、淬火、清洗回火推桿式生產(chǎn)線，把前清洗改為燃燒脫脂，脫脂廢氣熱量可用做回火爐部分熱源，滲碳爐排出的氣氛可用做脫脂爐和堿液清洗槽以及淬火油的加熱，各種廢熱綜合利用的結(jié)果可節(jié)約 40％的燃料費用。爐子散熱量的大小和其外表面積有很大關(guān)系，圓形截面爐比矩形截面爐表面積小約 14％，外壁溫度降低 10℃ ，使通過爐壁散熱量減少 20％。目前日本的密封多用爐和推桿連續(xù)式爐都改為圓形截面。 少無浪費（能源） 美國 ASM International提出的 2023年熱處理目標(biāo)中熱處理的能源利用率屆時要普遍提高到 80％。 少無浪費（能源） (圖 2為多室貫通式密封箱式爐由德國的 Ipsen 公司制造。在前室完成預(yù)熱和滲碳后，工件送入后室淬火，然后直接從后面出爐，減少加熱室的空閑時間，提高工作效率，降低能源消耗。 ) 圖 2 多室貫通式密封箱式爐 少無氧化 絕大多數(shù)金屬在空氣中加熱時的氧化會造成金屬的大量損耗，也會破壞制件的表面狀態(tài)和加工精度。少無氧化加熱也是近代先進(jìn)熱處理技術(shù)發(fā)展的主要標(biāo)志之一。 少無氧化 屬于少無氧化熱處理范疇的技術(shù)包括氣氛、真空、感應(yīng)、流態(tài)床、鹽浴、激光、電子束、涂層、包裝熱處理和燃燒爐火焰的還原性調(diào)節(jié)。在惰性、中性氣氛和多組元可控氣氛中加熱的氣氛熱處理仍是當(dāng)前最廣泛應(yīng)用的無氧化加熱方法。在惰性 (Ar、 He)和中性 (N2)氣體中實現(xiàn)完全的無氧化加熱必需把氣體施行干燥、把露點降到： 60℃ 以下。在 H2— H CO— C0 N2H2— COCO2— H20混合氣氛中加熱必須使 H2／ H CO／C02比值控制到一定程度，使氣氛在給定溫度下具有還原性才能實現(xiàn)無氧化。 少無氧化 近 30年來，由于燃料價格的上漲，用碳分子篩的變壓吸附空分制氮和薄膜分離制氮法的開發(fā)，氮基氣氛得到推廣，由氣體公司供應(yīng)的液氮蒸發(fā)也得到廣泛應(yīng)用。由純氮和甲醇裂解氣體混合的合成氣氛部分代替了用天然氣或丙烷制備的吸熱式氣氛。往爐中通單一的氣態(tài)氮，對其純度要求很高 (99． 99％以上 )，而且必須在有不銹鋼爐罐條件下才能實現(xiàn)鋼的無氧化加熱。通常生產(chǎn)中可用 99． 8％的普氮再往爐中滴入一定量的甲醇，靠甲醇裂解后的 H2和 C0除去氮氣中的殘留氧。近幾年由于甲醇的大量使用，美國 1995年的甲醇價格是 1994年價格的 ，使 N2+甲醇?xì)夥盏闹苽涑杀颈?1994年增加 100％，是