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随着汽车工业快速发展,为满足汽车零部件大批量生产,自20世纪后期,国内热处理设备制造厂家陆续开发了许多自动化程度高、运行可靠、工艺重复好的设备,如推杆式渗碳生产线、密封箱式炉生产线、网带式生产线及等温正火生产线等。由于各个设备制造厂家基于自身的技术条件和生产水平,在开发过程中都采用自己的一套设备制造标准,而行业和国家在热处理设备验收方面还没有一套完备标准,所以在用户采购设备时都感觉无章可循,总是处于一个被动接受角色。因此,我们建议标准管理部门有必要尽快组织专家制定出一套完备的热处理设备验收标准,有利于热处理设备制造厂家和热处理零件生产厂家沿着一条健康轨道发展。
在机器制造工艺过程中,热处理是耗能大户。其电能消耗一般为机械制造企业的20%~30%。据20世纪90年代调查,全国每年用于热处理的电能约86亿度(kW·h),占总发电量的1%左右。美国1996年热处理用电总量为59亿度,仅为我国用电的68%。我国机械工厂的热处理用电费用占生产成本约40%。可见合理选择热处理能源,有效和节约使用能源也是热处理生产技术发展和改造的重要出发点之一。电是二次能源,热电厂发一度电约需9196kJ的热能,发电的效率在30%~40%。如果热处理加热炉的热效率能达到80%,则按一次能源的利用率计算,综合热效率只有24%~32%。而利用天然气的燃烧炉,再加上利用烟道气的燃烧空气预热,综合热效率达到60%~65%是很容易做到的。因此在有条件使用天然气的地域,用燃烧炉代替部分电阻炉,从能源利用上是很有利的。
感应热处理具有加热速度快、节约能量、不氧化脱碳、不污染环境以及生产效率高等多方面优点,这些优越性为热处理工作者广泛认同,因此近十几年来发展很快。我国热处理用炉的现状是:周期式炉多,连续式炉少,效率低,能耗大;空气炉多,气氛妒少,工件氧化脱碳严重,质量不易保证,自动化程度低,人为因素影响大,质量不稳定,盐浴炉比重相当大,劳动条件差,污染严重;一半以上的炉龄超过30年,且年久失修,热效率低,散热严重,成本高。改革开放以来,我国从美国、日本、德国、瑞士、奥地利等国引进了大量热处理设备,其中包括密封箱式多用炉、真空热处理炉、感应加热设备等。尽管如此,相对先进工业国家和蓬勃发展的工业建设要求仍有相当大的差距,总体水平很低。
热处理生产排出的废气、废水、废渣、粉尘、噪声和电磁辐射等,如不注意会使作业场地和周围环境受到污染。先进的热处理技术首先应该是对环境没有污染的技术。其中包括清洁工艺、清洁设备、清洁材料等。可控气氛、真空、有良好的屏蔽的感应热处理是广泛应用的典型清洁工艺。等离子热处理、低压渗碳、高压气淬、激光电子束强化、喷雾淬火、真空清洗等也都属于少污染技术。与这些工艺相对应的真空炉、气氛炉、离子渗氮炉、低NOx、SOx燃烧加热炉、流态炉属无污染设备。聚合物淬火剂、无氟氯烃溶剂、Al2O3和SiO2等流态床粒子、氮和各种惰性气体属于清洁材料。