中國(guó)工程院院士、上海交通大學(xué)教授、我國(guó)著名材料熱處理專家潘健生最近在一次業(yè)界大會(huì)上坦言：熱處理行業(yè)的自主創(chuàng)新是關(guān)系我國(guó)制造業(yè)加速發(fā)展的重要保障。他建議開發(fā)和推廣數(shù)字化的熱處理智能技術(shù)，優(yōu)化熱處理與表面改性工藝，開發(fā)高端工藝裝備和智能控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)熱處理的優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能和清潔生產(chǎn)。3OK熱處理技術(shù)網(wǎng) — 熱處理行業(yè)的超級(jí)智庫(kù) CHTE 最全的熱處理技術(shù)信息網(wǎng)站 熱處理技術(shù)網(wǎng) CHTE
如何才能提高我國(guó)熱處理行業(yè)的自主創(chuàng)新能力呢？近日，記者在采訪潘健生院士時(shí)，他又旗幟鮮明地表明了自己的觀點(diǎn)。《中國(guó)工業(yè)報(bào)》：眾所周知，制造業(yè)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展密切相關(guān)，您認(rèn)為我國(guó)制造業(yè)當(dāng)前最突出的薄弱環(huán)節(jié)是什么？潘健生：熱處理是決定制造業(yè)產(chǎn)品使用壽命和可靠性的關(guān)鍵工序，但國(guó)內(nèi)存在重產(chǎn)品、輕單元技術(shù)，重產(chǎn)能、輕質(zhì)量的傾向。熱處理和表面改性的水平與國(guó)際先進(jìn)水平存在很大差距，嚴(yán)重制約了我國(guó)制造業(yè)的進(jìn)一步提升，難以躋身高端市場(chǎng)，應(yīng)引起有關(guān)部門和企業(yè)界的高度重視。生產(chǎn)壽命高、重量輕、體積小、功能強(qiáng)并高度可靠的產(chǎn)品，是制造業(yè)不斷追求的目標(biāo)，材料性能的改進(jìn)和質(zhì)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(guò)改變材料內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)、大幅度改變材料性能的工藝環(huán)節(jié)。研究開發(fā)先進(jìn)熱處理技術(shù)及其裝備，才能使我國(guó)制造業(yè)走向制造精品之路。3OK熱處理技術(shù)網(wǎng) — 熱處理行業(yè)的超級(jí)智庫(kù) CHTE 最全的熱處理技術(shù)信息網(wǎng)站 熱處理技術(shù)網(wǎng) CHTE
例如，冷擠壓凸模和冷鐓機(jī)的沖頭用普通高速鋼制造，通過(guò)多次調(diào)整淬火和回火工藝壽命提高了近十倍，經(jīng)過(guò)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(jīng)過(guò)幾次改進(jìn)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(guò)改進(jìn)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(shù)關(guān)鍵，實(shí)現(xiàn)了少無(wú)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(jìn)滲氮工藝，使接觸疲勞強(qiáng)度由1400Mpa提高到了1700Mpa，使變速箱的承載能力提高25%。《中國(guó)工業(yè)報(bào)》：請(qǐng)問我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家在熱處理方面存在哪些差距？潘健生：近些年來(lái)，我國(guó)熱處理技術(shù)有了長(zhǎng)足提高，對(duì)推動(dòng)制造業(yè)的發(fā)展起到很大的促進(jìn)作用，但是與世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有很大的差距。以齒輪制造業(yè)為例，回顧世界各國(guó)齒輪制造的發(fā)展，世界各國(guó)的齒輪用鋼的成分早已定型，六七十年來(lái)齒輪用鋼的牌號(hào)基本上沒有重大變化，而是通過(guò)熱處理等材料制造技術(shù)的改進(jìn)使齒輪可靠性和壽命不斷提高。例如，傳動(dòng)功率為4600千瓦，轉(zhuǎn)速6000轉(zhuǎn)/分的高速重載齒輪用普通的20CrMnTi鋼制造，使用時(shí)出現(xiàn)斷齒事故，經(jīng)過(guò)改進(jìn)滲碳工藝并采用智能控制技術(shù)，已連續(xù)批量生產(chǎn)15年未再發(fā)生齒輪損壞事故，成功替代進(jìn)口，被評(píng)為金牌產(chǎn)品。近年來(lái)正在歐美推廣的真空(低壓)滲碳技術(shù)又將齒輪的使用性能提高到新的水平。再一個(gè)例子就是滾動(dòng)軸承，其成分在上世紀(jì)初已定型并沿用到今，但是幾十年來(lái)各國(guó)對(duì)其材料制造技術(shù)先后進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)的軸承鋼，但其產(chǎn)品的質(zhì)量始終在世界上獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。3OK熱處理技術(shù)網(wǎng) — 熱處理行業(yè)的超級(jí)智庫(kù) CHTE 最全的熱處理技術(shù)信息網(wǎng)站 熱處理技術(shù)網(wǎng) 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(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量與使用性能的決定因素之一。在發(fā)達(dá)國(guó)家中，凡是擁有著名品牌的機(jī)械廠商都高度重視熱處理技術(shù)研究，通過(guò)大量的投入，持續(xù)的改進(jìn)和長(zhǎng)期的積累，形成各自獨(dú)有的技術(shù)，并作為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的要素而嚴(yán)加保密。人們可以購(gòu)得名牌產(chǎn)品，通過(guò)測(cè)繪和解剖分析，仿制出外形和成分與之完全相同得產(chǎn)品，但使用壽命和可靠性常常相差甚遠(yuǎn)。3OK熱處理技術(shù)網(wǎng) — 熱處理行業(yè)的超級(jí)智庫(kù) CHTE 最全的熱處理技術(shù)信息網(wǎng)站 熱處理技術(shù)網(wǎng) CHTE
正是在這個(gè)關(guān)鍵性的環(huán)節(jié)上我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家存在很大得差距。3OK熱處理技術(shù)網(wǎng) — 熱處理行業(yè)的超級(jí)智庫(kù) CHTE 最全的熱處理技術(shù)信息網(wǎng)站 熱處理技術(shù)網(wǎng) CHTE
《中國(guó)工業(yè)報(bào)》：您認(rèn)為提高熱處理行業(yè)自主創(chuàng)新能力應(yīng)該從哪些方面入手？3OK熱處理技術(shù)網(wǎng) — 熱處理行業(yè)的超級(jí)智庫(kù) CHTE 最全的熱處理技術(shù)信息網(wǎng)站 熱處理技術(shù)網(wǎng) CHTE
潘健生：我認(rèn)為一是要加大對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)中熱處理技術(shù)的改造力度。過(guò)去，這方面的項(xiàng)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(yè)”。其實(shí)熱處理的產(chǎn)值在國(guó)內(nèi)是論斤計(jì)算的(每公斤幾元)，所以只占制造業(yè)總產(chǎn)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(chǎn)品整機(jī)附加值的重要因素。因此用熱處理本身的“新增產(chǎn)值”來(lái)衡量很難反映其技術(shù)進(jìn)步所創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)制造業(yè)在材料控性與改性方面的自主創(chuàng)新能力相當(dāng)薄弱，無(wú)論是人才隊(duì)伍和儀器設(shè)備都難以適應(yīng)需要。企業(yè)與高等院校實(shí)行產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合顯得尤為重要，生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)、掌握市場(chǎng)動(dòng)向，特別是資金方面有優(yōu)勢(shì)；高等院校擁有人才、信息、成果積累、試驗(yàn)設(shè)備等科技資源。二是實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，有利于我國(guó)熱處理水平的提升。熱處理過(guò)程是十分復(fù)雜的過(guò)程，在不同的外場(chǎng)(熱、力、電、磁、光等)和環(huán)境的作用下，材料發(fā)生相變、應(yīng)力、應(yīng)變和化學(xué)反應(yīng)等變化，對(duì)這些復(fù)雜現(xiàn)象客觀規(guī)律認(rèn)識(shí)的深化，是提高熱處理質(zhì)量的基礎(chǔ)。3OK熱處理技術(shù)網(wǎng) — 熱處理行業(yè)的超級(jí)智庫(kù) CHTE 最全的熱處理技術(shù)信息網(wǎng)站 熱處理技術(shù)網(wǎng) CHTE
二是發(fā)展數(shù)字化熱處理智能技術(shù)。電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展，為人們提供了強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算和信息處理的能力，從而有可能集成不同學(xué)科的知識(shí)，用多場(chǎng)耦合的方法建立描述材料熱處理過(guò)程中各種復(fù)雜現(xiàn)象及其相互作用的物力數(shù)學(xué)模型和計(jì)算機(jī)模擬方法，構(gòu)成熱處理的虛擬生產(chǎn)平臺(tái)。將有可能使熱處理技術(shù)由傳統(tǒng)的“技藝”型的落后狀態(tài)向著以科學(xué)計(jì)算機(jī)為依據(jù)的高度知識(shí)密集型技術(shù)的方向轉(zhuǎn)化。熱處理過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬近年來(lái)發(fā)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(guò)程的復(fù)雜性，還有許多基本原理尚待進(jìn)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(shù)學(xué)模型。這就有必要用“基于知識(shí)的工程(KBE)” 的方法，從大量的生產(chǎn)記錄、測(cè)試數(shù)據(jù)、案例和工程技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)中挖掘隱性的知識(shí)，用以改進(jìn)熱處理技術(shù)和開發(fā)新的技術(shù)。計(jì)算機(jī)模擬和KBE技術(shù)是發(fā)展知識(shí)密集型熱處理技術(shù)的兩大支柱，是開發(fā)數(shù)字熱處理智能技術(shù)制造的基礎(chǔ)，在發(fā)展我國(guó)先進(jìn)制造業(yè)中有十分重要的作用。3OK熱處理技術(shù)網(wǎng) — 熱處理行業(yè)的超級(jí)智庫(kù) CHTE 最全的熱處理技術(shù)信息網(wǎng)站 熱處理技術(shù)網(wǎng) CHTE
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