美國能源部工業技術司，美國金屬學會熱處理學會，金屬處理協會1Sc熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
中國機械工程學會熱處理學會（譯）1Sc熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
編者按：本文是美國1996年“未來的熱處理”技術發展規劃項目“熱處理工業遠景”研討會報告。報告簡要介紹了該規劃項目的要點，表述了熱處理的基本特點和美國熱處理的現狀，展望2020年熱處理的遠景，列舉了熱處理行業面臨的挑戰。值得國內熱處理界借鑒和探討。美國《熱處理技術路線圖》就是針對此遠景目標而制定的。限于譯者水平，譯文難免有不妥之處，請批評指正。1Sc熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
到2020年時熱處理廠家將用到什么樣的先進技術？這些先進技術如何使熱處理廠家既能滿足客戶需求又能保持競爭力和利潤？1Sc熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
政策法規將怎樣要求熱處理廠家？1Sc熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
政府將會給予支持還是會成為障礙？1Sc熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
這是20位來自熱處理分廠或車間、專業熱處理廠、設備制造廠商和供貨商的精英受美國金屬學會熱處理學會、金屬處理協會和美國能源部工業技術司邀請于1996年2月27~28日在芝加哥聚會時所討論的部分問題。1Sc熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
在第一次會議前，能源部已經確定7個工業行業使用80%的制造業能源并產生90%的工業廢物。這7個行業為：1Sc熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
- 林業
- 鋼鐵業
- 化學工業
- 鋁業
- 煉油
- 玻璃業
- 金屬鑄造業
并認識到“只要涉及金屬，就與熱處理有關。”能源部非常關注如何幫助熱處理廠家做得更高效更好的問題。1Sc熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
“未來的工業”規劃項目的目的不是提供科研資助，而是了解工業界的未來需求并充分利用美國國家實驗室強大的科研能力。1Sc熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
本遠景報告是芝加哥會議所達成共識的成果。為實現這一遠景而制定發展戰略的“技術路線圖”將于1997年10月完成并開始實施。1Sc熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
“未來的熱處理”規劃項目1Sc熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
美國能源部工業技術司決定與美國金屬學會熱處理學會和金屬處理協會一起共同起草熱處理工業的遠景和技術路線圖，與其他行業的遠景融合后形成一份能源部和熱處理工業的實施計劃，主要是明確熱處理工業的關鍵技術需求。1Sc熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
- “未來的工業”規劃項目的目的
- 使整個工業界明確所面臨的主要挑戰和機遇
- 提出戰略遠景以確定長期的市場和技術需求
- 把政府和企業的有限資源集中于優先的研究項目
- 提供一種調動國家力量適應技術需求的手段
- 加強人才資源和教育
熱處理行業的作為1Sc熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
- 增強研發的杠桿作用
- 組織協調企業參與
- 充分利用現有的研究項目
- 降低技術上和財政上的風險
- 確立并保持全球的領先地位
- 集中有限資源
“未來的熱處理”規劃項目的計劃1Sc熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
- 遠景研討會 2/1996
- 完成遠景報告 9/1996
- 技術路線圖 5/1997
- 實施 10/1997
熱處理是一種在嚴格控制下加熱和冷卻金屬的工藝，以改善其性能、服役特性和壽命。熱處理可用于各種不同目的�？绍浕饘僖愿纳破浼庸ば阅�；可硬化零件以提高其強度；可使相對較軟的零件表面變硬以提高其耐磨性；可在零件表面上形成耐腐蝕層；還可韌化脆性產品。1Sc熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
汽車、飛機、飛船、計算機和各種重型設備都需要經過熱處理的零件。鋸、斧、切削工具、軸承、齒輪、軸、緊固件、凸輪軸和曲軸都要熱處理。1Sc熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
雖然鋼鐵占所有熱處理材料的大部分，但鋁、銅、鎂、鎳和鈦等非鐵合金也都需要熱處理。1Sc熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
熱處理工藝有三個基本步驟：加熱到特定溫度；在該溫度保持適當的時間；按規定的方法冷卻。溫度可高達1300℃，保溫時間可短到幾秒鐘或長達60小時。有些材料是隨爐緩慢冷卻，而另一些材料必須快速冷卻，或“淬火”。（某些深冷處理溫度為零下84℃甚至更低。）淬火介質有水、鹽水、油、聚合物溶液、熔鹽、金屬熔液和氣體。每種介質各具特性適于一定用途。不過，90%的零件在水、油、氣體或聚合物溶液中淬火。1Sc熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
熱處理通過賦予產品正常服役所需的特定性能每年使金屬產品增加150億美元的價值。1Sc熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
熱處理與鋼鐵產品的制造密切相關：大約80%經熱處理的零件是由鋼鐵制造的。包括軋鋼廠生產的棒材和管材，以及經鑄造、鍛造、焊接、機加工、軋制、沖壓、拉拔或擠壓的零件。1Sc熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
熱處理也是非鐵合金產品制造的重要工序。例如，鋁合金汽車鑄造件要經熱處理改善硬度和強度；黃銅和青銅件要經熱處理提高強度防止開裂；鈦合金件要經熱處理改善高溫強度。1Sc熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
熱處理工業目前大約有14萬雇員，其中90%在主機廠的熱處理分廠或車間，10%在專業熱處理廠。熱處理分廠或車間附屬于大廠，如軋鋼廠或汽車零件廠。專業熱處理廠是獨立的公司，為許多不同客戶提供服務。1Sc熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
在大約700家專業熱處理廠中，每個公司大約雇用30名員工，生產工人平均工資約每小時12美元。未來幾年專業熱處理廠的生產任務很可能會增長，因為制造廠紛紛關停自己的附屬熱處理廠或車間，通過外協解決其熱處理任務。1Sc熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
到2020年時，熱處理業界以產品質量著稱，產品質量按國際標準零波動，同時還能獲得豐厚的利潤。各種工藝達到零排放，能效提高80%。熱處理成為制造業的核心組成部分，與客戶、供應商、高校和政府形成長期合作關系。除金屬材料外，還可處理復合材料、金屬間化合物及所有其他先進材料。工作環境整潔、舒適、安全，工人訓練有素、掌握先進技術。1Sc熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
- 建立了材料、熱處理零件、安全生產和環境等方面的全球化標準體系。
- 附屬熱處理分廠或車間成為產品附加值的核心，以掌握先進技術、工人訓練有素、運行成本低為特征。1Sc熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
專業熱處理廠以利潤率高為特征，資產回報率一般達到25%。以雇用30人的小企業為主。1Sc熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
較大的專業熱處理廠除熱處理加工外，還可提供包括機加工、表面鍍層或其他后續加工等廣泛的加工服務。一些熱處理廠家與大型制造廠家（尤其是汽車和航空界）保持密切關系，全權負責客戶生產線中熱處理工序的運作。1Sc熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
與客戶保持通常十年的長期合作關系，以便熱處理廠家參與到早期產品設計階段。這使客戶和熱處理廠家都取得了縮短周期、降低成本的效果。1Sc熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
附屬和專業熱處理廠都通過提高生產能力和采用高能效工藝提高了生產率、降低了能耗，并且改善了環境指標。
- 熱處理工藝對環境的影響已降低到零。淬火介質無污染、非可燃。全封閉循環系統成為標準配置。化學物品、熱量和氣體的排放已降低到零。
- 政府作用進一步提高。政府制定了鼓勵性稅收政策促進專業熱處理廠的成長壯大和現代化，進而達到吸引投資和鼓勵銀行貸款的效果。各級政府擯棄了各種繁文瑣續。企業與政府間的合作項目促進了熱處理的技術進步。與政府監管機構合作確定相互接受的、安全環保的勞動環境。法律改革消除了繁瑣訴訟，減少了法律費用，使企業試用新技術時不再擔心引起麻煩的法律糾紛。
- 熱處理雇員的工作環境安全、舒適、整潔。實行彈性工作制度，所有工人均可在不同工作崗位間流動，以提高工作滿足感。勞資雙方能找到相互滿意的解決問題辦法。
為實現遠景，熱處理面臨著技術、政府、利潤率、客戶、行業結構和人力資源等方面的挑戰。1Sc熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
- 在技術方面，亟待研究開發更高效的爐子、更耐久的爐用材料、更精確的工藝控制和更好的淬火介質。
- 未來的人力資源是另一個主要挑戰。熱處理要吸引能學善做的人才，并把他們培養成在整潔安全工作崗位上訓練有素的雇員。
- 要減少政府的條條框框，以促進北美的熱處理繁榮發展。雖然有些是必要的，但是許多純粹是耗時無效的繁文瑣事。要以協作代替對抗，促進企業開發保證工作環境安全環保的技術。要進行法律改革，以使開發新產品時不再擔心引起麻煩的法律糾紛。借此降低費用，使企業更具全球競爭力。
- 要提高利潤率，以吸引資本來推動技術進步。這就使企業有能力與高校和國家實驗室協作去資助進取性的研發項目。
- 要從產品設計階段早期就建立起與客戶的關系。這就意味著要客戶接受熱處理廠家作為整個設計過程中材料和工藝選擇的參與者。
- 要重視2020年的行業結構問題。如今許多制造商都將制造過程的一部分外協出去。若這種趨勢繼續下去，情況很可能變成熱處理僅是整條生產線中特殊的一段。這樣的“熱處理模塊”可由獨立的熱處理廠家全權負責。
還很有可能出現的局面是由于收購、兼并或破產的結果僅剩少數專業熱處理廠家生存下來。一些熱處理廠家將縱向整合，增加機加工、鍍層和其他后續加工。另一趨勢是眾多小熱處理廠家將僅做很窄的業務，僅做非常特定的工藝。1Sc熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
到2020年時，如今熱處理所面臨的許多技術挑戰已經被克服。對材料和工藝有了更深刻的認識，對工藝過程的控制更加嚴格。所有工藝都是環保的。計算機控制和機器人使無論年薪雇員還是計時雇員都有整潔舒適的工作環境。為了使用和維護這些先進設備，熱處理雇員都是制造業中技術能力最強的。1Sc熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
然而，熱處理在培訓和合作伙伴關系方面還面臨著巨大挑戰。青年人對熱處理缺乏了解可能會導致后備人才資源的枯竭。熱處理廠家想要在改善所有產品制造廠家的利潤率方面有所作為的話，就要充分認識到與客戶和供應商保持緊密合作關系的重要性。迎接這些挑戰需要企業界、行業學會協會、政府和學術界的通力合作。1Sc熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
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