我国急需解决的热处理加工技术问题

在美国的发展规划中提出：“能源消耗减少80%”，这确实是一个惊人的指标。目前美国的热处理能耗是400kW.h/t，如减少80%，就得降至80 kW.h/t，这令人很难想象。要降低热处理能耗，无非就是降低热损耗和采取节能工艺。热处理时消耗的能量有二部分，一部分是加热炉炉墙散失的热量以及工装夹具带走的热量，这部分可以设法尽量减少；二部分是加热工件所消耗的热量，这部分必不可少，通过采用表面淬火等节能工艺可以使之减少，但大部分工件仍需采用整体热处理。粗略计算整体热处理所需热量约为200 kW.h/t（将20Cr2Ni4WA从0℃加热到900℃所需热量） 由此可见，如排除能耗转嫁等因素外，热处理能耗要降到80 kW.h/t恐难实现，除非主要采用非整体热处理。对美国指标的怀疑绝不意味着对我们惊人的浪费可以漠然视之。我们目前热处理能耗较美国高一倍，即800 kW.h/t。
我国热处理能耗如此高的原因有以下一些：

1)空炉时间长

由于生产管理落后，许多热处理炉依然停留在早上开炉、下午干活、下班停炉状态，大大增加了炉子散失的热能；

2).设备落后

在“小车不倒只管推”的错误思想影响下，到目前为止许多应该淘汰的能耗大的加热炉外壁温度在70℃左右的加热炉依然在使用，特别是一些小热处理厂，这些厂依靠其管理成本低及不正当竞争手段依然能大量存在；

3).热处理工艺落后

由于思想保守，设备落后，许多节能工艺很难推广。以热锻模为例，国外钢厂将锻造与热处理合并在一起，供应已淬、回火的标准模块，用户只需将模块加工成模具后按需要进行一次回火即可使用。但在国内未见大量推广；

4）.产品质量低下

这是一个被长期忽略的重要因素。众所周知，目前我国制造业的要害是质量低下，特别是质量不稳定。不难理解，同样一个产品，如果美国产品的使用寿命是我们的2倍，我们生产2个产品才相当于美国生产一个产品，这就意味着我们的实际能耗又翻了一翻。我们热处理能耗比美国高一倍，而GDP能耗是美国的4.3倍、日本的11.5倍原因恐即在此。

对我们来说节能是个大难题，但必须解决。

热处理件实现零畸变和低的质量分散度

零畸变应该是指热处理时产生的畸变不超过允许范围。由于比容变化而引起的零件尺寸的变化以及由热处理应力引起的形状的变化都是无法避免的，热处理工作者能做到的就是设法将其控制在允许的范围之内。

美国提出的实现低的质量分散度这个指标对于我们来说特别重要。前面已经提到我国机械制造业的致命要害是质量低下且极不稳定，消耗了大量资源，制造了大量废品。

造成质量低下以及质量不稳定的原因有：

1)重数量，轻质量，认为有了数量就有质量；

2)缺乏保证质量的生产环境，在原材料等外界因素的质量得不到保证的情况下任何一个生产厂均难以保证产品的质量；

3)恶性竞争，用牺牲质量、降低成本的办法来提高竞争能力。

加热炉使用寿命增加9倍，加热炉价格降低50%

延长加热炉使用寿命的前提应该是必须须保证加热炉的各项性能指标和经济指标。这与我国流行的“小车不倒只管推”是两回事。

目前我们的问题主要是如何强制淘汰能耗大、效率低，温度不均的旧设备，办法是由学会和协会联合制定一个符合我国当前国情的加热炉性能指标标准，经政府批准后强制执行。在解决这个问题之后才有可能要求加热炉生产厂生产出长寿命加热设备。延长加热炉使用寿命的关键是筑炉材料，这就需要提高国产筑炉材料的质量水平和开发新的高性能的筑炉材料。

至于“加热炉价格降低50%”对于我国来讲应该不成问题，因为国内产品的价格远低于同类国外产品，只要我们产品质量上去了，即或将价格提高到国外同类产品价格的一半就能满足这一指标要求。

生产实现零污染

这是一个大难题，因为我们欠账实在太多太多。30年的改革开放是用牺牲环境来换取高速发展。这种做法再也不能继续下去了，我们必须须弄清热处理究竟造成了哪些污染并设法解决。要知道污染环境是对子孙后代的犯罪。

新工艺新技术的开发与应用
为了实现发展规划，美国热处理学会开出了一张需要解决的70多个项目的清单。在这70多个项目中绝大多数对我们都很有启发，但其中也有少数缺乏推广意义，如感应淬火用地下水冷却等。这里将概括谈几个问题。

计算机在热处理中的应用

在列出的70多个项目中“计算机在热处理中的应用”是美国热处理发展规划中的一个重要内容。

办公用计算机软件已经成熟且已普及，商用计算机软件也已比较成熟，专业用软件还有待开发。计算机在材料热处理领域的应用在我国已经有了一个良好的开端，但还有大量工作要做。计算机的优势是记忆力特强，计算速度特快，用计算机控制生产可以严格控制生产过程。但电脑终究不是人脑。计算用模型需要人设计，计算用数据需要人提供，计算机软件需要人编写。为了提供足够和可靠的数据，就需要做大量的乏味的基础工作。在目前的功利主义驱使下很少有人愿意做这样的工作。另外，要编写专业用软件，必须须要有专业知识，没有专业知识是编写不出专业用软件的。这些问题都需要解决

生产高精、长寿设备

热处理工艺需要设备来实现，热处理质量需要设备来保证。目前我国加热炉无锡热处理厂家可说是遍地皆是，外资工厂也不在少数。但是所生产的加热炉的质量还相当落后，无论是炉温均匀性，还是隔热性都非常落后。笔者在工厂见到许多新加热炉外壁温度竟超过70℃。炉温均匀性更是难以保证。热处理协会应该督促行业协会制定标准，严格执行。

美国发展规划中提出的急需开发的项目涉及的面非常广泛、非常全面，也非常具体。这里只是在几个问题上提了点个人的不成熟的看法。建议学会组织专题组进行讨论，制定出适合我国国情的急需解决的项目清单。