熱處理技術(shù)發(fā)展和前景發(fā)展趨勢

1、在整個國民經(jīng)濟(jì)中凡涉及機(jī)械制造的任何領(lǐng)域中，熱處理是一項(xiàng)廣泛應(yīng)用的一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)工藝之一。它是金屬材料在嚴(yán)格控制的加熱和冷卻條件下進(jìn)行處理，通過改變材料內(nèi)部的顯微組織來達(dá)到人們所要求的使用性能或服役壽命。熱處理技術(shù)作為機(jī)械制造業(yè)中十分重要的基礎(chǔ)工藝技術(shù)之一，在整個工業(yè)領(lǐng)域中，應(yīng)用十分廣泛。在充分發(fā)揮材料潛能，節(jié)約能源，進(jìn)行清潔生產(chǎn)和人類社會可持續(xù)發(fā)展上，熱處理技術(shù)的拓展是絕不能忽視的。世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國家都投入很多資金來發(fā)展這門技術(shù)。自1

2、996年以來，美國、日本的歐洲的許多發(fā)達(dá)國家都先后制定21世紀(jì)熱處理技術(shù)發(fā)展規(guī)劃和目標(biāo)。美國熱處理工業(yè)2020年遠(yuǎn)景把目前和將來國外熱處理先進(jìn)技術(shù)與裝備水平的目標(biāo)和主要標(biāo)志闡述得十分明確。對氣體滲碳和用滲碳?xì)夥占影钡臍怏w碳氮共滲和氮碳共滲后排出的廢氣應(yīng)經(jīng)點(diǎn)燃后才可無害排放離子滲硼中不可使用劇毒的B2H6(乙硼烷)對鹽浴中不可使用受熱要分解產(chǎn)生氰根的黃血鹽和赤血鹽對含碳酸鹽的鹽浴不可使用尿素或縮二脲，因?yàn)樗鼤磻?yīng)生成氰酸鹽，后分解為氰鹽。

3、對含S和Li的氰酸鹽—碳酸鹽鹽浴可使氰化物保持在0.1～0.8%的低水平，處理零件的滲氮后性能良好，且處理周期縮短，這工藝在美、歐和日本應(yīng)用相當(dāng)多，法國HEF公司的SURSULF工藝及處理后進(jìn)入氧化鹽浴屬于這種技術(shù)，(我國的LT硫氮碳共滲法也是)。在氰酸鹽浴中添加有機(jī)聚合物melon也可將氰鹽含量降到2%～3%，其余大部分是無毒的氰酸鹽，法國HEF公司的德國Durferrit子公司(原屬Degussa公司)的TufftrideMelon

4、iteTeniferQPQ處理鹽浴屬于此類技術(shù)，(我國成都工具研究所的QPQ復(fù)合鹽浴處理也是)。清洗水中的氰含量已經(jīng)稀釋可無害排放。盡管如此，法、德和日本對這些工藝的無公害處理十分嚴(yán)格，并研究廢鹽的再生。對高速鋼刃具淬火仍采用的BaCl2鹽浴和含BaCl2廢水須經(jīng)無害化處理達(dá)標(biāo)后才允許排放，德國已采用專門技術(shù)和裝置來解決。對有些應(yīng)采用的非清潔工藝和非清潔材料，在整個處理過程中要進(jìn)行全封閉，并在密閉系統(tǒng)中進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)無公害排放。處理的渣

5、物要研究予以再生或作特殊處理。2.1.2.2精確生產(chǎn)和零畸變：熱處理過程中的加熱和冷卻會使金屬工件在屬于少無氧化的熱處理技術(shù)主要包括應(yīng)用氣氛、真空、感應(yīng)、流態(tài)床、鹽浴、激光束、電子束、離子束、涂層、包裝(packing)和還原性火焰下的燃燒爐加熱技術(shù)。應(yīng)用氣氛包括惰性(主要是Ar)和中性氣氛(N2氣中)以及可控氣氛(控制H2H2O，COCO2的比值至一定程度)。對前兩者的氣體應(yīng)進(jìn)行干燥，使露點(diǎn)下降至60℃以下。對后者的氣氛要在使用溫度下

6、具有還原性，它對防止脫碳而言，還要控制氣氛碳勢。應(yīng)用氣氛在近30年來，有應(yīng)用氮基氣氛的，它可應(yīng)用碳分子篩的變壓吸咐空氣來制氮和應(yīng)用薄膜分離制氮。對滲碳，由純氮和甲醇裂解氣體混合的合成氣氛可以替代應(yīng)用天然氣或丙烷制備吸熱型氣氛。通常生產(chǎn)中可應(yīng)用99.8%的普氮中滴入甲醇，靠甲醇裂解氣中的H2和CO來去除普N2中的殘留氧。這樣方法是簡單的，但在美國由于甲醇漲價(jià)，使成本增加很多。實(shí)際上在天然氣供應(yīng)保證下，使用天然氣制備放熱或吸熱型氣氛更為可行

7、。應(yīng)用真空，將爐子抽到0.1Pa的真空度，可實(shí)現(xiàn)大多數(shù)金屬的無氧化加熱，但由于真空中的加熱是輻射加熱，加熱速度較慢。往往再通入約0.8105Pa的惰性氣體或氣氛，增加一定的對流來提高加熱速率，這在真空熱處理爐中已漸漸推廣使用。當(dāng)前真空熱處理設(shè)備有單室、雙室、三室、多室、油淬、氣淬、油氣淬兩用、高壓氣淬、低壓滲碳高壓氣淬、多室低壓氣淬和高壓氣淬結(jié)合的半連續(xù)生產(chǎn)線以及低壓滲碳、高壓氣淬和回火的柔性生產(chǎn)線等。感應(yīng)加熱由于加熱速度迅速，這時(shí)工件

8、氧化不嚴(yán)重，也可屬少無氧化加熱方式，在一點(diǎn)不允許發(fā)生氧化場合可在感應(yīng)加熱同時(shí)通入氣氛加以保護(hù)，日本電子工業(yè)(株)已提供類似的技術(shù)。目前已有應(yīng)用感應(yīng)加熱進(jìn)行滲碳化學(xué)熱處理報(bào)導(dǎo)。應(yīng)用流態(tài)床(必要條件下通保護(hù)氣)和正常脫氧的鹽浴爐中可實(shí)現(xiàn)無氧化加熱。在缺乏氣氛爐的現(xiàn)場可使用防氧化涂料和應(yīng)用不銹鋼箔包裝后在空氣爐中的加熱，但注意，這幾種加熱方式會使加熱工件表面出現(xiàn)少量的脫碳。鋼件在空氣或含CO2和H2O的氧化性氣氛中加熱會發(fā)生脫碳的弊病，發(fā)生脫