关于推广真空热处理技术若干问题及对策

2019-02-27 05:04黄德发陈雄清
热处理技术与装备 2019年6期
关键词:渗碳热处理真空

黄德发,陈雄清

(1.中国管理科学研究院企业管理创新研究所,北京 100020; 2.江西省新余市热处理中心,江西 新余 338000)

习近平总书记指出:“科技是利国之器,国家赖之以强,企业赖之以赢,人民生活赖之以好”。现在党和国家又提出了我国经济要从高速发展向高质量转变。

今年6月26日上午,全国人大副委员长张宝文同志在第十二届中国管理科学大会所作的主题报告,反复强调企业转型升级,自然科学、社会科学和管理科学都必须为我国经济发展向高质量转变作出应有的积极贡献。

7月19日至21日,中国机械工程学会热处理分会在沈阳召开的第十二次全国热处理大会,会议主题就是热处理助力高质量发展。但是,如何确保热处理助力高质量发展?作为我省热处理行业,助力高质量发展的突破口在哪里?

众所周知,热处理是我国机械、航空、航天、交通、运输等工业企业制造的基础技术,而真空热处理技术,又是热处理领域公认的高智能、无污染的绿色制造技术。近几十年来的发展,已取得了举世瞩目的成就,不少关健难点技术有所突破,并已实现工业产业化。另一方面,就我国众多相关企业推广这类技术而言,尤其是我省及国内相当一部分经济欠发达省分,事实上尚存在诸多现实问题,因而在许多地方严重地阻碍了这一技术的推广应用,在相关工业企业中尚未充分发挥应有的积极作用。正确认识这些问题,并探求解决问题的对策,对全方位大力推广真空热处理技术,尤其是使该技术的最新研究成果尽快普遍实现产业化、国产化,实现热处理助力高质量发展,具有十分重要的现实意义。

1 真空热处理技术发展现状概况

五十多年来,我国由引进、使用吸收、消化,到自行研究设计工艺、自行设计制造装备、生产企业试用推广、技术攻关、产业化,一路走来崎岖艰难,从最基本的真空热处理淬火、退火,发展到真空离子渗氮、氮碳共渗、真空离子表面渗金属等,到近些年来,不断有真空热处理渗碳方面的研究成果[1-4]的报道,如真空低压渗碳及高压气淬全套工艺及装备技术[5-6]已基本成功,取得了可喜的成绩。

自改革开放以来,我国相关企业不断生产出口大批一般真空热处理设备的同时,也有一些企业向发达国家引进真空渗碳工艺技术及生产线。例如我省的格特拉克公司,在几年前投巨资建起了德国制造的真空渗碳热处理生产线,他们在推广这类新技术取得了成功的经验;洪都机械厂是我省推广真空热处理技术最早的企业,为飞机制造业做出了积极的贡献;南昌三联热处理公司和新余热处理中心等,在近年也购制了真空热处理淬火设备,并已投入生产,这是助力我省制造向高质量发展的好现象,他们的工作也不算太晚。

在真空低压渗碳热处理技术方面,我国与国际先进水平具有较大差距,真空渗碳工艺和设备急待进一步提高,这已成为当今热处理发展的前沿和热点。

真空低压渗碳技术采用乙炔气体为渗碳介质,在150~3000 Pa较低的压力下进行脉冲渗碳。该技术具有渗碳温度高、渗速快、渗碳均匀、避免晶间氧化、渗层易控、无污染、工件表面清洁美观、构件畸变小,形状复杂件也可以渗碳等优点,属于绿色环保,清洁高效热处理技术。研究表明,真空渗碳速度与传统渗碳工艺比较结果如下图1所示。

图1 真空渗碳和普通渗碳工艺时间比较

真空高压气淬技术是采用高压气体作为冷却介质,对工件进行快速冷却实现淬火,具有淬火均匀,变形小,组织晶粒细小等优点,2 MPa以上充气压力为超高压真空气淬设备,国外已研究成功,并投入应用,我国设备一般在2 MPa以下。

据专家初略估计,就目前而言,我国早已从事真空热处理工艺装备专业生产,并具有一定规模制造能力的企业不下五十家,如北京华海等几家专业制造公司已上市。他们生产的真空热处理设备除出口到发展中国家之外,在国内已有众多生产企业使用,设备数量近万台,主要分布在上海、北京、江苏、浙江、广州等经济发达地区,有的一个企业就有几十台之多,例如:在苏州的鑫昌达热处理集团公司,旗下7个专业热处理厂,正在生产上使用的各种真空热处理设备就达到39台,全年加工产值近二亿元。今年初,又一次性签约投入各种真空热处理生产设备20台,已安装13台。近十年来,该公司可谓是我国热处理行业推广真空热处理技术的典范。还有求精热处理公司、飞虹热处理公司和星杰真空热处理公司等在推广真空热处理技术方面,也取得了可喜的成绩。

而在某些经济不够发达地区,几个省的企业真空热处理装备加起来也没有苏州鑫昌达热处理集团公司一家的量大。我省的情况也不尽人意,总体比较落后。因此,我们热处理行业要助力高质量发展,必须以大力推广真空热处理技术为突破口,尤其是要在应用真空渗碳新技术上下功夫,采取得力可行的对策,解决工艺装备的国产化与稳定性问题,力争尽快赶上国内经济发达地区。

2 推广真空热处理技术的几个现实问题

1)推广过程中的严重不平衡问题。这种情况由来已久,成因复杂。经济发达地区与不发达地区之间,不发达地区的企业与企业之间,长期存在着一种新技术推广极不平衡,明显影响着我国热处理行业助力高质量发展。

2)众多企业质量成本观念严重错位问题。有不少企业认为:真空热处理产品质量是好,但工艺成本过高,工艺装备一次性投资太大,企业不愿投入。外协加工希望加工费越低越好,低到专业热处理公司难以接受的程度,这是许多企业拒绝采用真空热处理技术的普遍现象。

3)一般企业技术推广服务人才严重短缺。有的企业想采用这一技术,但苦于缺乏人才,满腔热血却难以实现。这是想采用这一技术的一些企业望而却步。例如,我省一个工厂在2005年花几百万从北京一家较权威单位引进了一条真空热处理退火→淬火生产线,在设备调试结束后,生产单位的人员一走,全套设备自己没有能力使用,至今一直躺在生产车间长达14年之久,见图2。车间至今仍一直使用原有的高温盐炉,在十分恶劣的环境中进行热处理,见图3和图4。

图2 闲置真空淬火炉

图3 盐浴淬火炉

图4 盐浴回火炉

4)真空热处理工艺装备选择性错误常有发生。这种选择性错误直接导致该技术发挥不了应有的作用,问题不仅涉及装备生产企业推荐意见,同时涉及使用企业的正确决策,前例也可能是选择性错误。这种错误多发生在富裕的或根本没有技术力量的公司,负面影响很大。

5)真空淬火工装夹具的供应及设备生产企业的售后服务有待改进。以往众多真空热处理设备生产企业提供的配套工装夹具只是一个料筐;有的设备生产企业的售后服务严重滞后。从用户至上,完善设备配套和及时的售后服务角度,仍是急待创新解决的基本问题。

3 解决上述问题的对策探讨

1)充分发挥学会的桥梁作用,密切联系本行业各相关单位与政府的互动,加强舆论引导,促进政府相关领导了解、重视、大力支持各相关单位全面推广真空热处理技术。首先必须发挥本行业学会的积极作用,集中大家的智慧,选准问题的难点及关键点,也就是找准突破口,彻底改变我省众多企业热处理落后面貌,奋力赶超经济发达地区。

为此,我们建议学会促成政府相关职能部门组织一支强有力的专家队伍,全面普查我省热处理行业现状,选择单位和项目为相关企业服务,解决难题,推动技术进步。苏州科技局五年前帮助企业推广激光热处理新技术,已取得成效,可以去取经,值得我们学习!

2)生产企业必须转变观念,端正质量效益意识,学会算总帐。片面追求热处理成本越低越好的守旧观念,是任何一种新技术推广的大敌,有的企业的产品从表面上看,单件热处理的成本用传统热处理方法成本可能更低,但从长远大局利益看,从企业环保角度和质量效果,以及企业生产人性化管理所产生的综合效益计,传统技术是无法比拟的。这就是经济发达地区与不发达地区人们在观念上的显著差别。因此,观念转变是当务之机,只有观念变了,方针才会变,很多具体工作就迎刃而解了。

3)变模仿为真正的设计,不断加强工艺及配套装备技术创新。有些已着手采用真空热处理技术的厂家及初具工艺装备配套能力的企业,谁都知道,所谓工艺设计,设备设计,大都是模仿,存在不少问题。因此,必须依据企业产品的特点,大胆改进创新工艺设计及装备配套设计,不断完善新工艺及新装备,方可将此技术在企业扎根、开花、结果。只有让企业最终受益了,方可产生示范作用,极大地调动周边企业推广该新技术的积极性,这也是推动人的观念转变的有效办法。

4)全面推广真空热处理设备生产厂的一条龙服务,确保设备使用终身服务制,解决使用单位的后顾之忧。一条龙服务就是对投资真空热处理技术的单位,设备生产厂要从设备选型、设计制造、装备进厂安装、调试、操作工培训;有必要时,甚至帮助设计第一批产品的工艺、验证等全套服务;有必要时,还可培训工艺人员,即交锁匙工程。确保投资单位能生产出合格产品,通过验收。一条龙服务能使技术力量不足的企业也能接受,这能大大有利于真空热处理技术的推广。

苏州吴江华宏真空科技有限公司,基本就是这样做的。已经供应各种真空热处理设备290台,真空烧结炉65台,真空钎焊炉51台,小型实验炉55台。今年许多企业生产明显下滑的形势下,而他们上半年的产值近一千万元,产品已遍布全国多个省份,还远销越南、印度、俄罗斯等国。有知识产权的实用新型专利10项,在审查的发明专利两项。正在根据用户需要,研发真空渗碳淬火全套热处理设备。他们视用户为上帝,提供一条龙服务,这种创新的做法,值得大力推广。

5)加强科研教育与生产企业的密切联系,努力培养大批企业受欢迎的热处理科技工作人员。国内热处理企业技术人才奇缺,这是不争的事实。老的技术员退休了,缺少充实年轻的,大批人才集中在大专院校和省级以上科研院所及经济发达的几个省份,多数地区基层企业严重缺少技术人员,技术工作开展异常艰难!

技术人员要靠学校培养,我省南昌航空大学工程材料学院已开设了真空热处理课程,可惜国内不少工科院校的热处理课程中没有这门课,学生到了工厂开始学习,“教育与生产劳动相结合”明显脱节。因此,科研及教育部门都应该根据社会需要,积极培养热处理技术人员。

6)企业采用走出去和请进来的办法,加强技术交流,是解决企业技术推广中许多问题的有效方法。企业在使用真空热处理技术中遇到难题,应该鼓励技术人员走出去,向有经验的单位或权威部门请教、学习,也可邀请热心的专家到现场来帮助诊断,提供解决方案。这项工作在企业竞争激烈的情况下,会有困难,希望热处理学会和政府的有关部门能积极参加组织相关专业技术的交流活动,肯定会有解决问题的有效对策。

4 结束语

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