中國工程院院士、上海交通大學教授、我國著名材料熱處理專家潘健生最近在一次業界大會上坦言：熱處理行業的自主創新是關系我國制造業加速發展的重要保障。他建議開發和推廣數字化的熱處理智能技術，優化熱處理與表面改性工藝，開發高端工藝裝備和智能控制技術，實現熱處理的優質、高效、節能和清潔生產。3OK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
如何才能提高我國熱處理行業的自主創新能力呢？近日，記者在采訪潘健生院士時，他又旗幟鮮明地表明了自己的觀點。《中國工業報》：眾所周知，制造業與國民經濟的發展密切相關，您認為我國制造業當前最突出的薄弱環節是什么？潘健生：熱處理是決定制造業產品使用壽命和可靠性的關鍵工序，但國內存在重產品、輕單元技術，重產能、輕質量的傾向。熱處理和表面改性的水平與國際先進水平存在很大差距，嚴重制約了我國制造業的進一步提升，難以躋身高端市場，應引起有關部門和企業界的高度重視。生產壽命高、重量輕、體積小、功能強并高度可靠的產品，是制造業不斷追求的目標，材料性能的改進和質量控制在其中起著十分重要的作用。由相同成分的材料所制成的零件，在性能上有可能存在很大的差異，材料制造中的熱處理及表面改性則是一種不改變工件外形而通過改變材料內部組織結構、大幅度改變材料性能的工藝環節。研究開發先進熱處理技術及其裝備，才能使我國制造業走向制造精品之路。3OK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
例如，冷擠壓凸模和冷鐓機的沖頭用普通高速鋼制造，通過多次調整淬火和回火工藝壽命提高了近十倍，經過氮碳共滲處理壽命再提高了近十倍，其后添加離子鍍處理壽命又提高了好幾倍，經過幾次改進壽命比20年前提高了幾百倍，而所用的材料依然是普通高速鋼。用普通高速鋼W18Cr4V制造的冷打花鍵軋輪，通過改進熱處理工藝，壽命由幾十件提高到了2000～3000件，攻克了冷打花鍵的技術關鍵，實現了少無切削加工，并提高了花鍵的承載能力和使用可靠性。艦用變速箱雙圓弧齒輪，由于改進滲氮工藝，使接觸疲勞強度由1400Mpa提高到了1700Mpa，使變速箱的承載能力提高25%。《中國工業報》：請問我國與發達國家在熱處理方面存在哪些差距？潘健生：近些年來，我國熱處理技術有了長足提高，對推動制造業的發展起到很大的促進作用，但是與世界發達國家相比還有很大的差距。以齒輪制造業為例，回顧世界各國齒輪制造的發展，世界各國的齒輪用鋼的成分早已定型，六七十年來齒輪用鋼的牌號基本上沒有重大變化，而是通過熱處理等材料制造技術的改進使齒輪可靠性和壽命不斷提高。例如，傳動功率為4600千瓦，轉速6000轉/分的高速重載齒輪用普通的20CrMnTi鋼制造，使用時出現斷齒事故，經過改進滲碳工藝并采用智能控制技術，已連續批量生產15年未再發生齒輪損壞事故，成功替代進口，被評為金牌產品。近年來正在歐美推廣的真空(低壓)滲碳技術又將齒輪的使用性能提高到新的水平。再一個例子就是滾動軸承，其成分在上世紀初已定型并沿用到今，但是幾十年來各國對其材料制造技術先后進行了大量深入研究，使軸承的使用性能不斷提高，其中著名的SKF公司同樣采用標準牌號的軸承鋼，但其產品的質量始終在世界上獨領風騷。3OK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
類似例子不勝枚舉。從中可以看到，熱處理水平的高低是最終產品內在質量與使用性能的決定因素之一。在發達國家中，凡是擁有著名品牌的機械廠商都高度重視熱處理技術研究，通過大量的投入，持續的改進和長期的積累，形成各自獨有的技術，并作為市場競爭力的要素而嚴加保密。人們可以購得名牌產品，通過測繪和解剖分析，仿制出外形和成分與之完全相同得產品，但使用壽命和可靠性常常相差甚遠。3OK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
正是在這個關鍵性的環節上我國與發達國家存在很大得差距。3OK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
《中國工業報》：您認為提高熱處理行業自主創新能力應該從哪些方面入手？3OK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
潘健生：我認為一是要加大對傳統制造業中熱處理技術的改造力度。過去，這方面的項目很少獲資助，其原因之一可能是將材料熱處理看成“很小行業”。其實熱處理的產值在國內是論斤計算的(每公斤幾元)，所以只占制造業總產值的百分之幾，但其水平的高低，卻能使用壽命相差幾倍以至幾十倍，成為影響產品整機附加值的重要因素。因此用熱處理本身的“新增產值”來衡量很難反映其技術進步所創造的經濟效益。我國制造業在材料控性與改性方面的自主創新能力相當薄弱，無論是人才隊伍和儀器設備都難以適應需要。企業與高等院校實行產、學、研結合顯得尤為重要，生產企業在生產經驗、掌握市場動向，特別是資金方面有優勢；高等院校擁有人才、信息、成果積累、試驗設備等科技資源。二是實現優勢互補，有利于我國熱處理水平的提升。熱處理過程是十分復雜的過程，在不同的外場(熱、力、電、磁、光等)和環境的作用下，材料發生相變、應力、應變和化學反應等變化，對這些復雜現象客觀規律認識的深化，是提高熱處理質量的基礎。3OK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
二是發展數字化熱處理智能技術。電子計算機的發展，為人們提供了強大的科學計算和信息處理的能力，從而有可能集成不同學科的知識，用多場耦合的方法建立描述材料熱處理過程中各種復雜現象及其相互作用的物力數學模型和計算機模擬方法，構成熱處理的虛擬生產平臺。將有可能使熱處理技術由傳統的“技藝”型的落后狀態向著以科學計算機為依據的高度知識密集型技術的方向轉化。熱處理過程的計算機模擬近年來發展迅速，并已顯示出提升熱處理水平方面的巨大潛力。但是由于熱處理過程的復雜性，還有許多基本原理尚待進一步深入研究，以致熱處理中有很多問題還不可能建立物力數學模型。這就有必要用“基于知識的工程(KBE)” 的方法，從大量的生產記錄、測試數據、案例和工程技術人員的經驗中挖掘隱性的知識，用以改進熱處理技術和開發新的技術。計算機模擬和KBE技術是發展知識密集型熱處理技術的兩大支柱，是開發數字熱處理智能技術制造的基礎，在發展我國先進制造業中有十分重要的作用。3OK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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