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热处理学会 |
关于美国“热处理技术发展路线图”的讨论 |
（全国学会常务理事，东风汽车有限公司副总工艺师，研究员）
热处理学会荣誉理事长樊东黎先生近年来一直跟踪研究美国热处理技术长远发展规划，这项工作有非常重要的意义。
美国热处理2020年设想目标：能源消耗减少80%，工艺周期缩短50%，工艺成本降低75%，热处理实现零畸变和最低的质量分散度，加热炉使用寿命提高到原来的10倍，加热炉价格降低50%，实现生产零污染。
在美国这样一个工业高度发达，技术起点很高的国家，要在未来十几年的时间内实现这一目标是难以想象的，但它传递给我们明确的信息是：热处理制造领域的节能降耗依然有巨大的潜力，热处理制造成本的降低依然存在很大的空间，热处理各种耐热元件和构件的寿命在现有基础上可以成倍地增加，最大限度地减小产品热处理质量分散度，实现真正意义的绿色制造是热处理界应该始终追求的目标。
热处理是一门传统的制造技术，具有悠久的历史。在人类进入重环保、重节能、社会高度信息化的21世纪，时代赋予热处理技术更多的发展内涵。对美国热处理2020年设想目标及围绕这一目标的实现提出的70多项研究项目分析，憧憬热处理制造技术的发展远景，不难想象在可以期待的未来，热处理生产将真正实现：无人作业，高度自动化、智能化；高品质、高效率、低能耗、低成本；零污染，实现真正的绿色制造。
实现这样一个目标需要的集成技术：①无人作业，高度自动化、智能化需要生产系统具有高度的自适应能力，高度集成的专家智能系统，系统故障自动诊断、预防、纠偏能力。②高品质的概念：零件零畸变，均匀的强化层及精细的组织，均布的硬度，理想的表面应力状态。③高品质的保证：在装备方面需要保证温度场的分布及均匀性；工作介质流及均匀性；零件的科学装载；冷却技术和过程控制。需要的在线检测和控制技术：温度传感和控制；炉内碳（氮）势传感和控制；零件表面碳（氮）浓度的实时检测和控制；渗层深度（硬化层）的在线无损检测和控制；零件表面残余应力检测和控制等。④高效率：除高效的生产组织管理外，需要各种缩短工艺周期的技术，如：高温渗碳技术、高效渗氮和氮碳共渗技术，高效表面淬火方法，适宜的表面强化新材料等。⑤低能耗、低成本：需要更高性能的耐热和绝热功能材料，各种高效、长寿命的加热元件和耐热构件，高效的各种燃烧加热技术，各种热处理废热回收、利用技术等。⑥零污染：清洁热处理工艺材料的应用，清洁无污染清洗技术，真空（低压）热处理技术，强烈水淬和高压气淬技术的应用等。
此外，还需要各种模拟试验及产品热处理质量分析、预测软件。所有这些技术都是美国未来热处理技术开发的重点。其70多项具体研发项目有很强的针对性和现实意义。
几点建议：①学会和协会应该组织力量不间断地跟踪研究美国和其他工业发达国家的热处理技术发展动态，寻找我国热处理行业与国外先进水平存在的主要差距，结合国情，制定行业的工作目标。②利用行业学会和协会的影响力，坚持大力推广有显著节能降耗和环保效果的热处理新装备、新工艺、新材料、新技术。③对热处理关键技术，如各种热处理传感和控制技术，热处理模拟试验和分析软件，热处理质量分析、预测软件，高效热处理节能结构材料的开发等，应定位为提升我国制造技术水平的一个环节，积极寻求政府有关部委的支持，建立企业、院校、院所联合攻关的工作平台，联合攻关。