鑄造模具熱處理技術(shù)未來(lái)走勢(shì)

金暉膠品廠 發(fā)表于： 2011/8/3 17:44:47

　近年來(lái)中國(guó)模具以平均15％以上的速度增長(zhǎng)、高于中國(guó)gdp的平均增值一倍多。根據(jù)中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)經(jīng)營(yíng)管理委員會(huì)編制的《全國(guó)模具專(zhuān)業(yè)廠基本情況》統(tǒng)計(jì)、鑄造模具約占各類(lèi)模具總產(chǎn)值5％、每年增長(zhǎng)速度高達(dá)25％。國(guó)際模具及五金塑膠產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)人羅百輝分析認(rèn)為、近年來(lái)、鑄造模具市場(chǎng)異常活躍、隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)保持持續(xù)增長(zhǎng)、鑄造產(chǎn)業(yè)將保持高速增長(zhǎng)并帶動(dòng)鑄造模具制造工業(yè)發(fā)展、預(yù)計(jì)今后鑄造模具總體需求還會(huì)有很大的發(fā)展空間。

　　鑄造模具發(fā)展歷程

　　中國(guó)鑄造模具工業(yè)發(fā)展到今天、經(jīng)歷了一個(gè)艱辛的歷程、直到1976年仍處在落后狀態(tài)。自1977年以來(lái)、由于我國(guó)機(jī)械、電子、輕工、儀表、交通等工業(yè)部門(mén)的蓬勃發(fā)展、對(duì)鑄造模具的需求在數(shù)量上越來(lái)越多、質(zhì)量要求越來(lái)越高、供貨期越來(lái)越短。因此、引起了我國(guó)有關(guān)部門(mén)對(duì)鑄造模具工業(yè)的高度重視、將模具列為“六五”和“七五”規(guī)劃重點(diǎn)科研攻關(guān)項(xiàng)目、派人出國(guó)學(xué)習(xí)考察、引進(jìn)國(guó)外鑄造模具先進(jìn)技術(shù)、制定有關(guān)鑄造模具國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際模具及五金塑膠產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)人羅百輝認(rèn)為、通過(guò)這一系列措施、鑄造模具工業(yè)有了長(zhǎng)足發(fā)展、并在某些技術(shù)方面有所突破。

　　第二汽車(chē)制造廠采用新技術(shù)、新材料為日本五十鈴廠制造了高質(zhì)量的大型鑄造模具、贏得了良好的國(guó)際信譽(yù)。1980年上海已能制造一模400個(gè)型腔的大型熱固性塑料封裝模、這種鑄造模具要求形位誤差小、表面粗糙度小于0、1um。隨后、家用電器中大型復(fù)雜的塑料成型鑄造模具也陸續(xù)試制成功。平均刃磨壽命達(dá)400萬(wàn)沖次、毛刺在0、5um以下的硬質(zhì)合金級(jí)進(jìn)模也被攻克、這種6工位轉(zhuǎn)子片生產(chǎn)用鑄造模具已接近國(guó)際先進(jìn)水平。

　　同時(shí)、還制造出了10多個(gè)工位的精密級(jí)進(jìn)模、以及精度和難度都較高的塑料成型鑄造模具、并通過(guò)消化引進(jìn)技術(shù)、研制微米級(jí)精度的多工位級(jí)進(jìn)模和多型腔塑料成型模。

　　此外、鑄造模具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(cad)和計(jì)算機(jī)輔助制造(cam)技術(shù)也開(kāi)始了研究、并取得了初步成果。在這個(gè)時(shí)期、鑄造模具工業(yè)才真正得到了較大的發(fā)展。

　　目前、我國(guó)鑄造模具生產(chǎn)廠點(diǎn)達(dá)到了6000多家、職工人數(shù)約30萬(wàn)人、生產(chǎn)鑄造模具約80萬(wàn)套、標(biāo)準(zhǔn)模架16萬(wàn)多套、我國(guó)鑄造模具工業(yè)已初具規(guī)模。據(jù)國(guó)際模具及五金塑膠產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)人羅百輝調(diào)查、我國(guó)鑄造模生產(chǎn)廠家集中分布在沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)省、市以及汽車(chē)、摩托車(chē)生產(chǎn)基地、工廠規(guī)模并不是很大、人數(shù)一般不超過(guò)300人、年產(chǎn)值不高于5000萬(wàn)人民幣、生產(chǎn)效率較高的企業(yè)年人均生產(chǎn)率在20-30萬(wàn)元、絕大部分廠家以生產(chǎn)中、小型模具為主、模具的檔次為中、低檔。

　　珠三角地區(qū)鑄造模生產(chǎn)廠家主要在廣東省的廣州、東莞、深圳、佛山等地、廠點(diǎn)相對(duì)分散。由于經(jīng)濟(jì)開(kāi)放較早、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)較快、該地區(qū)外向型企業(yè)較多、有一批臺(tái)資、港資、日資的模具生產(chǎn)廠商、整體上模具質(zhì)量較好、模具出口量較大。生產(chǎn)規(guī)模較大的專(zhuān)業(yè)廠家有：廣州市型腔模具制造有限公司。

　　華東地區(qū)鑄造模生產(chǎn)廠家主要在浙江省、江蘇省和上海市、該處憑著緊靠我國(guó)工業(yè)重鎮(zhèn)和汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的地域優(yōu)勢(shì)、發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁、面對(duì)著外商或合資企業(yè)的需求、新建的企業(yè)普遍起點(diǎn)較高、員工素質(zhì)好、發(fā)展勢(shì)頭大。

　　浙江省鑄造模生產(chǎn)廠家主要集中在北侖、寧海、鄞州、余姚等地、近年來(lái)該地區(qū)發(fā)展快、廠房和設(shè)備投入很大、不少企業(yè)還增加了鑄造鑄件生產(chǎn)。尤其是被稱(chēng)為“中國(guó)鑄造模之鄉(xiāng)”的寧波北侖區(qū)、目前是國(guó)內(nèi)鑄造模具生產(chǎn)最密集和商品模供應(yīng)最多的地區(qū)、當(dāng)?shù)罔T造模制造企業(yè)400多家、每年銷(xiāo)售商品模超7億元人民幣、其中年銷(xiāo)量上千萬(wàn)元的企業(yè)有16家、而像清林、東岙、恒山模具專(zhuān)業(yè)村年產(chǎn)值均在億元以上。生產(chǎn)規(guī)模較大的專(zhuān)業(yè)廠家有：寧波市北侖輝煌鑄模實(shí)業(yè)有限公司、寧波車(chē)燈電器有限公司、寧波鑫達(dá)模具制造有限公司、寧波勛輝電器有限公司、寧波臻至機(jī)械模具有限公司、寧波華朔模具機(jī)械有限公司、寧波鑫海模具有限公司、寧波誠(chéng)盛有限公司等。

　　江蘇省鑄造模生產(chǎn)廠家主要集中在蘇州、常州、昆山、其中生產(chǎn)量較大的專(zhuān)業(yè)廠家有常州康利達(dá)頂堅(jiān)模具有限公司。

　　此外、東北的吉林省、遼寧省、中部的湖南省和西部的四川省、重慶市鑄造模的產(chǎn)量也不少。如：共立精機(jī)(大連)有限公司、現(xiàn)在是一家完全由中國(guó)人運(yùn)作的日本獨(dú)資企業(yè)、該企業(yè)內(nèi)部管理嚴(yán)謹(jǐn)、生產(chǎn)效率較高、借助日本先進(jìn)制模技術(shù)來(lái)發(fā)展民族品牌。

　　在上述地區(qū)鑄造模生產(chǎn)所需的鋼材、電極材料、液壓元件及模具各類(lèi)相關(guān)配件品種最齊全和供應(yīng)最暢通、模架制造、外協(xié)機(jī)械加工、外協(xié)電極制作、熱處理協(xié)作廠家最為集中。

　　全國(guó)鑄造模生產(chǎn)企業(yè)大體可以分為以下幾類(lèi)：

　　第一類(lèi)是鑄造模制造專(zhuān)業(yè)廠。這類(lèi)企業(yè)服務(wù)于全社會(huì)、承接各行業(yè)所需的各類(lèi)型的鑄造模具、設(shè)備較先進(jìn)、技術(shù)較優(yōu)良、規(guī)模相對(duì)大些、目前是我國(guó)商品模具的主要供應(yīng)商。

　　第二類(lèi)是隸屬于鑄造企業(yè)的模具車(chē)間或分廠。這類(lèi)企業(yè)能貼身服務(wù)于本企業(yè)、服務(wù)及時(shí)、對(duì)自需模具的產(chǎn)品技術(shù)要求清楚、把原來(lái)引進(jìn)的國(guó)外模具進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化復(fù)制、有“近水樓臺(tái)先得月”的優(yōu)勢(shì)、能基本滿足本企業(yè)模具自給的需要、有些還少量承接企業(yè)外的任務(wù)、有時(shí)也會(huì)把一些難度大、時(shí)間急的模具發(fā)到專(zhuān)業(yè)廠去制作。近年來(lái)不少鑄造廠不再加大制模設(shè)備投入和縮小規(guī)模、改為以模具維修和保養(yǎng)為主。這類(lèi)企業(yè)其中規(guī)模較大的有：重慶渝江新高模具有限公司、大連亞明汽車(chē)部件制造有限公司、高腰鴻圖模具制造有限公司、南海市文燦鑄造有限公司、成都興光鑄造工業(yè)有限公司、上海乾通汽車(chē)附件有限公司、上海皮爾博格有色零部件有限公司等。

　　鑄造模具轉(zhuǎn)型升級(jí)

　　模具是技術(shù)密集型和勞動(dòng)密集型結(jié)合的產(chǎn)業(yè)、中國(guó)有優(yōu)秀的人才、模具鉗工技術(shù)水平高、勞動(dòng)力成本低。羅百輝表示、進(jìn)入wto后、中國(guó)的投資環(huán)境得到更大的改善、外商投資可以享受到國(guó)民待遇、不再會(huì)有外匯平衡、外銷(xiāo)配額的問(wèn)題、所以中國(guó)的模具行業(yè)將會(huì)有更多的中外合資和外方獨(dú)資模具企業(yè)。同時(shí)、由于日本、新加坡和中國(guó)臺(tái)灣等國(guó)家和地區(qū)的制造業(yè)生產(chǎn)點(diǎn)外移呈不可逆轉(zhuǎn)之勢(shì)、更加開(kāi)放的中國(guó)內(nèi)地自然成為首選、模具企業(yè)勢(shì)必跟進(jìn)。國(guó)際模具及五金塑膠產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)人羅百輝指出、中國(guó)的鑄造模具企業(yè)要發(fā)展、就必須轉(zhuǎn)換機(jī)制、發(fā)展專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)、增強(qiáng)巿場(chǎng)意識(shí)、促進(jìn)鑄造模具業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。積極推進(jìn)行業(yè)管理、建立行業(yè)管理協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)。加強(qiáng)技術(shù)人才的培養(yǎng)、強(qiáng)化一專(zhuān)多能。廣泛采用cad/cam/cae/capp技術(shù)、提高鑄造模具設(shè)計(jì)和制造水平。大力發(fā)展快速制模和快速成形技術(shù)、高速加工技術(shù)、高速測(cè)量技術(shù)和逆向工程等新技術(shù)、新工藝、新材料。提高鑄造模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)件的使用范圍。模具企業(yè)必須不斷提高自身的技術(shù)水平和管理能力、才能在國(guó)內(nèi)模具巿場(chǎng)有立足之地、才能逐步開(kāi)拓國(guó)外模具巿場(chǎng)。

　　鑄造模具企業(yè)要轉(zhuǎn)換機(jī)制、發(fā)展專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)、增強(qiáng)巿場(chǎng)意識(shí)、促進(jìn)鑄造模具業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。過(guò)去、在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)條件下、大型企業(yè)內(nèi)部設(shè)有模具分廠(車(chē)間)、制造能力和技術(shù)力量較強(qiáng)、占了國(guó)內(nèi)模具產(chǎn)值的相當(dāng)比例、除少量標(biāo)準(zhǔn)件外購(gòu)?fù)�、大部分工作量均由模具分廠去完成、致使專(zhuān)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化程度低。加之受企業(yè)管理體制的約束、模具制造周期長(zhǎng)、不能適應(yīng)巿場(chǎng)要求。近年來(lái)、各模具廠普遍加大設(shè)備投入、提升技術(shù)水平和制模能力、模具的質(zhì)量有了轉(zhuǎn)大的提高。在羅百輝看來(lái)、國(guó)內(nèi)中、小型模具的制作完全可以滿足國(guó)內(nèi)的需求、大型、復(fù)雜、精密的鑄造模具依賴(lài)進(jìn)口的狀況較大地得到改善。中、低檔模具供大于求、大型且要求高的鑄造模進(jìn)口不少。出口的鑄造模量年年遞增。國(guó)內(nèi)商品化模具總量已經(jīng)超過(guò)一半、自產(chǎn)自用的模具已不再占主導(dǎo)地位。

　　十一五期間、中國(guó)鑄造模具業(yè)已經(jīng)逐步融入世界貿(mào)易一體化中。通過(guò)徹底的改革將計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的影響消除、為此、模具的商品化程度也將大幅度提高、國(guó)企股份制改造的步伐將加快、私營(yíng)和個(gè)體企業(yè)的發(fā)展、使模具工業(yè)的企業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變化。模具行業(yè)社會(huì)化大合作和專(zhuān)業(yè)化將加強(qiáng)、這是抵御加入世界貿(mào)易組織沖擊的有效措施。傳統(tǒng)的企業(yè)內(nèi)的模具車(chē)間將有一部分通過(guò)改制成為獨(dú)立核算的新經(jīng)濟(jì)實(shí)體、而大部分將被逐步淘汰、更多模具企業(yè)將走上專(zhuān)業(yè)化的道路、在本身專(zhuān)長(zhǎng)的產(chǎn)品上保持優(yōu)勢(shì)、走專(zhuān)而精的道路、這樣才能在競(jìng)爭(zhēng)中得以生存和發(fā)展。過(guò)去那些沒(méi)有專(zhuān)長(zhǎng)項(xiàng)目、包括所有類(lèi)型的模具企業(yè)、造成設(shè)備、人才、資金等分散、這些企業(yè)將逐步在相對(duì)優(yōu)勢(shì)的項(xiàng)目上做強(qiáng)、得到發(fā)展、而將非專(zhuān)長(zhǎng)的項(xiàng)目淘汰。模具的標(biāo)準(zhǔn)化也將進(jìn)一步推行、模具的標(biāo)準(zhǔn)零件生產(chǎn)企業(yè)也將會(huì)得到快速的發(fā)展。

　　十二五期間、要繼續(xù)推進(jìn)行業(yè)管理、構(gòu)筑行業(yè)管理協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)、建立公平、合理的鑄造模具價(jià)格體系。進(jìn)一步規(guī)范模具巿場(chǎng)、規(guī)范的巿場(chǎng)經(jīng)濟(jì)對(duì)質(zhì)量的要求更為嚴(yán)格、質(zhì)量就是巿場(chǎng)。

　　現(xiàn)代制模的質(zhì)量依賴(lài)于物化因素、再現(xiàn)能力強(qiáng)、整體水平容易控制�，F(xiàn)代制模采用并行方式進(jìn)行、設(shè)計(jì)和制造基于共同的數(shù)學(xué)模型、可以在模具總體工藝方案指導(dǎo)下通過(guò)公共數(shù)據(jù)庫(kù)并行通信、相互協(xié)調(diào)、共享信息、以減少重復(fù)勞動(dòng)、縮短加工周期。

　　提高鑄造模具設(shè)計(jì)和制造水平、主要包括：廣泛采用cad/cam/cae/capp技術(shù)。工藝和工裝設(shè)計(jì)一體化。提高大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的設(shè)計(jì)和制造水平。大力發(fā)展快速制模和快速成形技術(shù)(rpm)。發(fā)展高速加工技術(shù)、發(fā)展高速測(cè)量技術(shù)和逆向工程(rp)。采用優(yōu)質(zhì)鑄模材料、提高表面處理技術(shù)。提高鑄造模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)件的使用范圍。

　　不斷引進(jìn)先進(jìn)制造技術(shù)和先進(jìn)設(shè)備、在零件測(cè)繪方面、一般不再用拓印法、樣板法、而采用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x和激光掃描儀等先進(jìn)測(cè)量設(shè)備和測(cè)量技術(shù)、測(cè)繪零件不僅準(zhǔn)確、迅速、而且可將所測(cè)數(shù)據(jù)和圖形直接輸入計(jì)算機(jī)、建立各種文件、顯示零件的三維模型和二維圖形。在設(shè)計(jì)方面、由于cad的普遍應(yīng)用、許多企業(yè)和工廠已經(jīng)甩掉了圖板或正在甩掉圖板、等三維造型軟件的大力推廣、不僅可為cnc編程和集成提供保證、還可以在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行裝配干涉的檢查、保證設(shè)計(jì)和工藝的合理性。在加工方面、數(shù)控機(jī)床的廣泛使用不僅保證了鑄造模具零件的加工精度和質(zhì)量、而且以高切削速度、高進(jìn)給速度和高加工質(zhì)量為主要特征的加工技術(shù)、比傳統(tǒng)的切削加工效率提高幾倍甚至十幾倍。一些上規(guī)模、上水平的鑄造模具廠不斷涌現(xiàn)、一些無(wú)技術(shù)、無(wú)水準(zhǔn)、設(shè)備簡(jiǎn)陋的手工作坊逐步被淘汰出局、使我國(guó)的鑄造模具工業(yè)又有了長(zhǎng)足的發(fā)展。國(guó)際模具及五金塑膠產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)人羅百輝分析指出、在這種形勢(shì)下、我們應(yīng)該把鑄造模具生產(chǎn)中的精度問(wèn)題突出出來(lái)、推動(dòng)我國(guó)的鑄造模具工業(yè)進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展階段、充分發(fā)揮鑄造模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要作用。與時(shí)俱進(jìn)、使我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)獲得高速發(fā)展、加速實(shí)現(xiàn)四個(gè)現(xiàn)代化、成為一個(gè)經(jīng)濟(jì)大國(guó)、科技強(qiáng)國(guó)。

　　鑄造模具發(fā)展前景

　　近年來(lái)中國(guó)模具以平均15％以上的速度增長(zhǎng)、高于中國(guó)gdp的平均增值一倍多。根據(jù)中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)經(jīng)營(yíng)管理委員會(huì)編制的《全國(guó)模具專(zhuān)業(yè)廠基本情況》統(tǒng)計(jì)、鑄造模具約占各類(lèi)模具總產(chǎn)值5％、每年增長(zhǎng)速度高達(dá)25％。國(guó)際模具及五金塑膠產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)人羅百輝分析認(rèn)為、鑄造模具工業(yè)高速增長(zhǎng)的原因主要是我國(guó)汽車(chē)、摩托車(chē)工業(yè)高速發(fā)展、推動(dòng)鑄造模生產(chǎn)快速增長(zhǎng)。眾所周知、鑄造件應(yīng)用的范圍很廣、幾乎涉及到所有工業(yè)領(lǐng)域、其中汽車(chē)零件的鑄造件以其數(shù)量之大、品種之多、要求之嚴(yán)、品質(zhì)之高以及有色金屬材料用量之大名列首位、在整個(gè)鑄造產(chǎn)業(yè)中占最大的份額。

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　　當(dāng)前、正值我國(guó)汽車(chē)、摩托車(chē)工業(yè)進(jìn)入高速增長(zhǎng)期、產(chǎn)量連續(xù)多年大幅度增長(zhǎng)、位居全球第一、尤其是與鑄造工業(yè)關(guān)聯(lián)密切的轎車(chē)增長(zhǎng)最快、急劇地增大對(duì)復(fù)雜、大型、精密鑄造模的需求、因而作為鑄造工業(yè)的重要支撐──鑄造模具產(chǎn)業(yè)獲得了前所未有的發(fā)展機(jī)遇�？梢灶A(yù)測(cè)、未來(lái)幾年我國(guó)鑄造模的生產(chǎn)仍將獲得主要來(lái)自國(guó)內(nèi)汽車(chē)工業(yè)的強(qiáng)勁推力。

　　相對(duì)東南亞及中東等國(guó)家、中國(guó)模具在技術(shù)、質(zhì)量及價(jià)格上占有優(yōu)勢(shì)、出口前景看好。而外資企業(yè)進(jìn)入中國(guó)、其模具的返銷(xiāo)及出口也將成為中國(guó)模具出口的重要組成部分。羅百輝表示、由于中國(guó)模具生產(chǎn)成本大大低于國(guó)外、隨著模具制造技術(shù)的完善和質(zhì)量的提高、不僅可以減少模具的進(jìn)口、而且有可能逐步開(kāi)拓出口巿場(chǎng)、向國(guó)外出口更多的模具。十二五期間、模具進(jìn)口在短期內(nèi)將繼續(xù)保持增長(zhǎng)勢(shì)頭、模具出口將會(huì)有很大發(fā)展。

　　經(jīng)濟(jì)全球化浪潮中、產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程的國(guó)際分工正在形成、基于成本的壓力、外商大量在我國(guó)采購(gòu)鑄造件、甚至還在中國(guó)設(shè)立鑄造生產(chǎn)基地、可以預(yù)見(jiàn)、未來(lái)一段較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)、我國(guó)仍會(huì)承擔(dān)著國(guó)際有色金屬鑄件及制品的生產(chǎn)制造任務(wù)。另一方面由于模具同仁的不懈努力、我國(guó)鑄造模制作水平和能力有了很大提高、模具質(zhì)量與先進(jìn)工業(yè)國(guó)的差距逐步縮小、價(jià)格低廉驅(qū)使國(guó)外采購(gòu)量劇增、巨大的海外模具市場(chǎng)的需求對(duì)我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)興旺起著推動(dòng)作用。

　　鑄造模具市場(chǎng)異常活躍、隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)保持持續(xù)增長(zhǎng)、鑄造產(chǎn)業(yè)將保持高速增長(zhǎng)并帶動(dòng)鑄造模具制造工業(yè)發(fā)展、預(yù)計(jì)今后鑄造模具總體需求還會(huì)有很大的發(fā)展空間。

　　盤(pán)點(diǎn)中國(guó)模具熱處理技術(shù)進(jìn)步三大表現(xiàn)

　　熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個(gè)過(guò)程、有時(shí)只有加熱和冷卻兩個(gè)過(guò)程。這些過(guò)程互相銜接、不可間斷。加熱是熱處理的重要工序之一。金屬熱處理的加熱方法很多、最早是采用木炭和煤作為熱源、進(jìn)而應(yīng)用液體和氣體燃料。電的應(yīng)用使加熱易于控制、且無(wú)環(huán)境污染。利用這些熱源可以直接加熱、也可以通過(guò)熔融的鹽或金屬、以至浮動(dòng)粒子進(jìn)行間接加熱。

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　　金屬加熱時(shí)、工件暴露在空氣中、常常發(fā)生氧化、脫碳(即鋼鐵零件表面碳含量降低)、這對(duì)于熱處理后零件的表面性能有很不利的影響。因而金屬通常應(yīng)在可控氣氛或保護(hù)氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱、也可用涂料或包裝方法進(jìn)行保護(hù)加熱。

　　加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝參數(shù)之一、選擇和控制加熱溫度、是保證熱處理質(zhì)量的主要問(wèn)題。加熱溫度隨被處理的金屬材料和熱處理的目的不同而異、但一般都是加熱到相變溫度以上、以獲得高溫組織。另外轉(zhuǎn)變需要一定的時(shí)間、因此當(dāng)金屬工件表面達(dá)到要求的加熱溫度時(shí)、還須在此溫度保持一定時(shí)間、使內(nèi)外溫度一致、使顯微組織轉(zhuǎn)變完全、這段時(shí)間稱(chēng)為保溫時(shí)間。采用高能密度加熱和表面熱處理時(shí)、加熱速度極快、一般就沒(méi)有保溫時(shí)間、而化學(xué)熱處理的保溫時(shí)間往往較長(zhǎng)。

　　冷卻也是熱處理工藝過(guò)程中不可缺少的步驟、冷卻方法因工藝不同而不同、主要是控制冷卻速度。一般退火的冷卻速度最慢、正火的冷卻速度較快、淬火的冷卻速度更快。但還因鋼種不同而有不同的要求、例如空硬鋼就可以用正火一樣的冷卻速度進(jìn)行淬硬。

　　金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理和化學(xué)熱處理三大類(lèi)。根據(jù)加熱介質(zhì)、加熱溫度和冷卻方法的不同、每一大類(lèi)又可區(qū)分為若干不同的熱處理工藝。同一種金屬采用不同的熱處理工藝、可獲得不同的組織、從而具有不同的性能。鋼鐵是工業(yè)上應(yīng)用最廣的金屬、而且鋼鐵顯微組織也最為復(fù)雜、因此鋼鐵熱處理工藝種類(lèi)繁多。

　　整體熱處理是對(duì)工件整體加熱、然后以適當(dāng)?shù)乃俣壤鋮s、以改變其整體力學(xué)性能的金屬熱處理工藝。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。

　　退火是將工件加熱到適當(dāng)溫度、根據(jù)材料和工件尺寸采用不同的保溫時(shí)間、然后進(jìn)行緩慢冷卻、目的是使金屬內(nèi)部組織達(dá)到或接近平衡狀態(tài)、獲得良好的工藝性能和使用性能、或者為進(jìn)一步淬火作組織準(zhǔn)備。正火是將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻、正火的效果同退火相似、只是得到的組織更細(xì)、常用于改善低碳材料的切削性能、也有時(shí)用于對(duì)一些要求不高的零件作為最終熱處理。

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　　淬火是將工件加熱保溫后、在水、油或其它無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)水溶液等淬冷介質(zhì)中快速冷卻。淬火后鋼件變硬、但同時(shí)變脆。為了降低鋼件的脆性、將淬火后的鋼件在高于室溫而低于650℃的某一適當(dāng)溫度進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的保溫、再進(jìn)行冷卻、這種工藝稱(chēng)為回火。退火、正火、淬火、回火是整體熱處理中的“四把火”、其中的淬火與回火關(guān)系密切、常常配合使用、缺一不可。

　　“四把火”隨著加熱溫度和冷卻方式的不同、又演變出不同的熱處理工藝。為了獲得一定的強(qiáng)度和韌性、把淬火和高溫回火結(jié)合起來(lái)的工藝、稱(chēng)為調(diào)質(zhì)。某些合金淬火形成過(guò)飽和固溶體后、將其置于室溫或稍高的適當(dāng)溫度下保持較長(zhǎng)時(shí)間、以提高合金的硬度、強(qiáng)度或電性磁性等。這樣的熱處理工藝稱(chēng)為時(shí)效處理。

　　把壓力加工形變與熱處理有效而緊密地結(jié)合起來(lái)進(jìn)行、使工件獲得很好的強(qiáng)度、韌性配合的方法稱(chēng)為形變熱處理。在負(fù)壓氣氛或真空中進(jìn)行的熱處理稱(chēng)為真空熱處理、它不僅能使工件不氧化、不脫碳、保持處理后工件表面光潔、提高工件的性能、還可以通入滲劑進(jìn)行化學(xué)熱處理。

　　表面熱處理是只加熱工件表層、以改變其表層力學(xué)性能的金屬熱處理工藝。為了只加熱工件表層而不使過(guò)多的熱量傳入工件內(nèi)部、使用的熱源須具有高的能量密度、即在單位面積的工件上給予較大的熱能、使工件表層或局部能短時(shí)或瞬時(shí)達(dá)到高溫。表面熱處理的主要方法有火焰淬火和感應(yīng)加熱熱處理、常用的熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感應(yīng)電流、激光和電子束等。

　　化學(xué)熱處理是通過(guò)改變工件表層化學(xué)成分、組織和性能的金屬熱處理工藝�；瘜W(xué)熱處理與表面熱處理不同之處是后者改變了工件表層的化學(xué)成分�；瘜W(xué)熱處理是將工件放在含碳、氮或其它合金元素的介質(zhì)(氣體、液體、固體)中加熱、保溫較長(zhǎng)時(shí)間、從而使工件表層滲入碳、氮、硼和鉻等元素。滲入元素后、有時(shí)還要進(jìn)行其它熱處理工藝如淬火及回火。化學(xué)熱處理的主要方法有滲碳、滲氮、滲金屬。

　　模具的制造精度：組織轉(zhuǎn)變不均勻、不徹底及熱處理形成的殘余應(yīng)力過(guò)大造成模具在熱處理后的加工、裝配和模具使用過(guò)程中的變形、從而降低模具的精度、甚至報(bào)廢。

　　模具的強(qiáng)度：熱處理工藝制定不當(dāng)、熱處理操作不規(guī)范或熱處理設(shè)備狀態(tài)不完好、造成被處理模具強(qiáng)度(硬度)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

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　　模具的工作壽命：熱處理造成的組織結(jié)構(gòu)不合理、晶粒度超標(biāo)等、導(dǎo)致主要性能如模具的韌性、冷熱疲勞性能、抗磨損性能等下降、影響模具的工作壽命。

　　模具的制造成本：作為模具制造過(guò)程的中間環(huán)節(jié)或最終工序、熱處理造成的開(kāi)裂、變形超差及性能超差、大多數(shù)情況下會(huì)使模具報(bào)廢、即使通過(guò)修補(bǔ)仍可繼續(xù)使用、也會(huì)增加工時(shí)、延長(zhǎng)交貨期、提高模具的制造成本。

　　正是熱處理技術(shù)與模具質(zhì)量有十分密切的關(guān)聯(lián)性、使得這二種技術(shù)在現(xiàn)代化的進(jìn)程中、相互促進(jìn)、共同提高。近年來(lái)、國(guó)際模具熱處理技術(shù)發(fā)展較快的領(lǐng)域是真空熱處理技術(shù)、模具的表面強(qiáng)化技術(shù)和模具材料的預(yù)硬化技術(shù)。羅百輝介紹說(shuō)、熱處理是機(jī)械零件和工模具制造過(guò)程中的重要工序之一。它可以控制工件的各種性能、如耐磨、耐腐蝕、磁性能等。還可以改善毛坯的組織和應(yīng)力狀態(tài)、以利于進(jìn)行各種冷、熱加工。例如白口鑄鐵經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間退火處理可以獲得可鍛鑄鐵、提高塑性。齒輪采用正確的熱處理工藝、使用壽命可以比不經(jīng)熱處理的齒輪成倍或幾十倍地提高。另外、價(jià)廉的碳鋼通過(guò)滲入某些合金元素就具有某些價(jià)昂的合金鋼性能、可以代替某些耐熱鋼、不銹鋼。工模具則幾乎全部需要經(jīng)過(guò)熱處理方可使用。

　　1、物理冶金基礎(chǔ)研究成就突出

　　上海交通大學(xué)開(kāi)發(fā)了金屬相變理論和強(qiáng)韌化機(jī)理的研究、對(duì)馬氏體、貝氏體的組織形態(tài)、精細(xì)結(jié)構(gòu)、預(yù)相變機(jī)制、形狀記憶合金與超塑合金中相變機(jī)制都進(jìn)行了深入研究�？刂茲B碳、滲氮和熱過(guò)程溫度、應(yīng)力場(chǎng)的計(jì)算機(jī)模擬也是上海交通大學(xué)上世紀(jì)八十年代以來(lái)工作的突出方面。

　　哈爾濱工業(yè)大學(xué)多年來(lái)在雷延權(quán)教授領(lǐng)導(dǎo)下堅(jiān)持了金屬形變強(qiáng)化的理論和實(shí)踐的研究、對(duì)一定溫度和形變度下的金屬再結(jié)晶規(guī)律、形變熱處理後不同組織和性能之間的關(guān)系變化有許多重要結(jié)論、并在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)和開(kāi)發(fā)了一系列化學(xué)熱處理方法。形變熱處理應(yīng)用的典型例子是汽輪機(jī)葉片和柴油機(jī)連桿的鍛後余熱淬火、既可節(jié)約電能、又能提高性能。哈爾濱工業(yè)大學(xué)還在金屬基復(fù)合材料、雙相鋼、銅基和鐵基形狀記憶合金和陶瓷韌化以及金屬和合金的離子鍍和離子注入等方面取得了突出成就。

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　　2、熱處理生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步

　　深圳市模具技術(shù)學(xué)會(huì)專(zhuān)家委員羅百輝認(rèn)為、熱處理生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步反映在滲碳技術(shù)的進(jìn)步、真空熱處理技術(shù)的普及、感應(yīng)加熱的廣泛應(yīng)用、化學(xué)熱處理、離子熱處理、鐳射和電子束熱處理等技術(shù)均獲得成功應(yīng)用、熱處理質(zhì)量規(guī)范控制、熱處理專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)等方面均獲得迅速發(fā)展、熱處理設(shè)備制造技術(shù)水平明顯提升等。

　　3、熱處理標(biāo)準(zhǔn)化工作新局面

　　實(shí)行改革開(kāi)放政策以前、熱處理標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)是很薄弱的。改革開(kāi)放以來(lái)、特別是在提出等效采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)方針後、包括熱處理標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)工作出現(xiàn)了新的局面。政府各部門(mén)的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)都設(shè)專(zhuān)人負(fù)責(zé)熱處理標(biāo)準(zhǔn)化工作。

　　經(jīng)過(guò)近30年的努力、已制修訂出76項(xiàng)國(guó)標(biāo)和行標(biāo)。其中絕大部分內(nèi)容是熱處理通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和工藝標(biāo)準(zhǔn)、不包括產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、大多數(shù)是國(guó)標(biāo)的熱處理通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)使得在國(guó)內(nèi)和國(guó)際貿(mào)易談判中對(duì)金屬材料經(jīng)熱處理後的組織和性能有了一個(gè)能公認(rèn)的品質(zhì)優(yōu)劣的判據(jù)、產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗(yàn)方法也有了一個(gè)共同的準(zhǔn)繩。新制訂的熱處理工藝標(biāo)準(zhǔn)可用來(lái)嚴(yán)格控制生產(chǎn)條件(設(shè)備儀表精度、可靠性與維護(hù)、溫度、爐氣、加熱和冷卻介質(zhì)等)、是實(shí)現(xiàn)熱處理生產(chǎn)全面質(zhì)量管理的有效措施。

　　近幾年由全國(guó)熱標(biāo)委會(huì)組織開(kāi)展的針對(duì)熱處理專(zhuān)業(yè)廠的達(dá)標(biāo)驗(yàn)收活動(dòng)提高了企業(yè)貫徹?zé)崽幚順?biāo)準(zhǔn)的積極性、改善了企業(yè)的生產(chǎn)管理和質(zhì)量管理、提高了企業(yè)的信譽(yù)、效益和核心競(jìng)爭(zhēng)能力。

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