3.6 少无脱碳

钢件在空气和氧化性气体(CO2、H2O)中加热时,氧化的同时还伴随着表面含碳量的降低,即表层脱碳。脱碳的工件淬火后表面硬度低,不耐磨,且表面易形成张应力,对抗疲劳性不利。少无脱碳加热的工艺方法与少无氧化基本相同,但对工艺条件的要求比少无氧化严格。少无脱碳保护气体只具有还原性还不够,尚应有一定碳势。对于多组元混合气氛CO-CO2、N2-CO-CO2-H2-H2O,为避免脱碳必须使炉气碳势和钢表面含碳量相适应。因此,中高碳钢的无脱碳加热必须对炉气施行碳势控制。按此道理,已脱碳的钢件在相应碳势的气氛中加热还可以恢复到原来的含碳量,此工艺过程被称为复碳。钢件在真空中加热时,如果真空度能保证不氧化,也就不会脱碳。但在含水的惰性气体或中性气体中加热时,要想完全不脱碳对其中含水量的要求更为严格。流动粒子炉、盐浴、涂层和包装后加热都有少无脱碳效果。感应加热虽有轻微变化,但不会有明显脱碳。

3.7 少无废品

从零件的设计、材料的选择、材料质量的保证、加工过程和工艺路线的确定,用数据库和专家决策系统优选工艺和设备、设备可靠性的保证、工艺参数和产品质量的在线控制、无损自动质量检测系统来完成全部加工和热处理生产过程,实现产品质量的全面质量控制,使100%产品合格已不是一种梦想。严格的管理、高超的工艺、可靠的设备、精确的传感器、精密控制的成套系统工程是实现无废品生产的充分保证。

3.8 少无人工

热处理的人工操作是一种恶劣环境下的繁重体力劳动。目前一些发达国家已感到招收热处理操作工的困难。人工操作还会造成因人而异的产品质量波动。

当然,过多使用人工也会增加生产成本。因此,在可以组织批量生产前提下尽快实现自动化生产和无人作业已不是对未来热处理的憧憬,在一些发达国家的现代化企业已可以目睹这一制造技术的奇迹。但我们必须端正一个认识,无人作业决不意味着无人监控。当然,实现这一“奢望”,也必须有充足的技术、管理和人才素质上的保证。诸如能源电力连续正常的供应、高可靠无故障的设备、健全的定期维修制度、可靠的控制系统、事故的及时报警,运转过程的远程控制、故障的自动诊断和排除等条件缺一不可。在任何一个环节上的失误都会造成严重甚至灾难性后果。另外任何先进的装备、不光是要买得起、还必须要用得精。一定要接受过去有的企业花大价钱引进的自动生产线,由于不会用而睡大觉,甚至拆开单机使用的教训。无人作业生产线只能是一个国家到一定的发达程度,一个企业发展到相当先进水平的自然产物。

4 热处理生产技术改造的途径

我国的国营企业和专营热处理加工的民营企业要想在激烈的竞争中谋求发展,必须首先持续开展生产技术的革新改造。技术改造的第一行动应该是更新设备(renovationoffacilities),因为设备是先进工艺的载体;其次是提高企业职工的管理和技术水平以及操作技能,积极开展再教育和培训(reeducationofpersonals);最后是提高企业的自行开发能力,不断进行新技术的研究开发(R&Dofnewtechnologies)。归纳起来,就是要在这3个R上下一番功夫。

4.1 设备更新

近20年来,通过技术引进和消化吸收,汽车、航空、兵器、机械基础件行业的热处理有了很大进步。引进了许多先进的设备和工艺,生产技术顷刻上了一个高台阶,但是大多数机械制造厂的热处理生产条件仍然简陋,工艺落后,人工操作比重大,役龄在40年以上的设备占80%以上。这些设备能耗大,工艺老,温差大,故障率高,机械化程度低。使用这种设备很难制造出优质产品。因此可以说,为保持企业核心竞争力,以更新设备为主要措施的生产技术改造势在必行。

更新设备的主要出发点应该是可靠性高、节能、温度均匀度高、自动化程度高,性能价格比高。当前国产热处理设备虽然便宜,但在能耗、温度均匀性、自动化程度等质量上离国际名牌产品有较大差距,尤其是可靠性,即服役期间的故障率差距最大。许多用户宁可花大价钱购买进口、境内独资、合资企业产品。因此,设备制造厂必须认清形势、认真向别人学习、掌握市场动向和技术发展方向,强化对引进技术的消化吸收,迅速提高自行开发能力。在新设备设计制造过程中采用优质配套元器件、仪表;首先使国产设备在可靠性上有一个大的突破,才有可能在即将到来和某些领域已经到来的技改高潮中崭露头角,才有可能在就要到来的更激烈的市场竞争中免受灭顶之灾。

热处理民营中小企业的兴起也对热处理设备有大量需求。从去年开始,已有明显迹象,即使制造常规设备的企业,也开始有了较好的销售业绩。但是我们绝不能被这些表面现象迷惑。不少中小企业已充分认识到在生产技术上的高起点,采用先进设备的重要性,他们也有充足的资金买得起先进的设备。为了抢占模具加工市场,华南和华东沿海一带稍具规模的热处理加工企业都争先恐后购买0.6MPa(6bar)以上的真空加热高压气淬炉。汽车、摩托车工业的兴起,渗碳、淬火、清洗、回火多用炉生产线和气体氮碳共渗炉生产线的需求会进一步增大。设备制造厂要抓住这一有利时机,向蜂拥而起的热处理中小企业提供优质、可靠、先进的、符合他们高技术起点要求的热处理工艺装备。

4.2 知识和技能的再教育

科技进步日新月异,企业的技术改造在不断进行,对企业的管理干部、技术人员和操作工人的素质、知识和技能都提出了更高的要求。在我国实行市场经济体制,尤其是加入WTO之后,不少国营企业和大多数民营、股份制企业领导人缺乏对市场经济规律、国际贸易规则和采购渠道的知识,不少人尚未进入科学管理现代企业的角色。工厂技术人员知识老化突出,对于引进的先进设备和工艺,尤其是计算机模拟和控制以及CAD、CAM技术相当生疏,以致常常不能发挥先进设备的所有功能。操作工人大多未经技术培训,更做不到持证上岗,部分老工人靠已有的应知应会知识和技能已不能应对现在的生产技术。他们许多人已认识到这方面的缺憾,迫切要求尽快改变现状。

职工整体素质是企业核心竞争力的首要条件。提高整体素质就是要倡导企业职工养成继续教育和终身学习的风气,培养技术、经营、管理、操作技能等方面人才,建立掌握现代技术,具有自行开发能力和熟练操作技能的职工队伍。学会和协会等行业团体应在这方面发挥主要作用。

4.3 不断提高新技术开发能力

企业产品的市场竞争,归根结底可以说是人的能力和素质高低之争。在我国加入WTO之前,我国的企业就已经显示出这方面的明显弱点。其主要表现是由于企业领导人和技术人员缺乏知识更新,或更新缓慢而形成新产品和新技术开发能力薄弱的状况。由于知识产权观念的淡薄和不具备独立开发能力,造成在消化吸收引进技术时的盲目抄袭。一方面侵权是违法行为,会影响国家、企业和个人声誉,削弱国际投资者在华投资的积极性;另一方面,不进行任何调查分析的盲目抄袭也会形成抄袭落后,或延续别人已有缺陷的后果。另外,对设备制造厂家来说,当前和今后用户的要求和产品使用水平在不断提高,使每台产品的订货都附带许多特殊技术条件。这就要求制造厂家不断修改设计、或完全重新设计。也就是说厂家进行的都是非标产品的生产。按过去计划经济时期的概念,就是生产在不断开发新产品过程中进行的,而且这种开发与生产,必须尽可能一次成功,否则就会明显地提高制造成本和产品价格,难于参加市场竞争。这就要求企业领导高瞻远瞩,勇于在人员的知识更新上投资,使企业技术人员建立强烈的知识更新愿望,首先接受技术开发基本功训练,其次要关心国内外市场需求和技术开发动态,通过持续的调查分析,掌握国外名牌产品名方面的优点,不断吸取别人之长,才能迅速提高独立开发能力,生产出国际顶尖产品,而且能做到一次成功。当然,企业在提高自己的开发能力的同时,接受科研院所和大专院校成熟技术的转让并在培养人员、共同开发上建立产、学、研的密切关系,建立坚强的技术开发后盾,也是提高开发能力的很重要的方面。