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材料熱處理技術(shù)發(fā)展史

  至遲到宋代,,中國(guó)傳統(tǒng)的金屬箔的制造業(yè)已很成熟,。在《天工開物》、《繪事瑣言》等古籍中均有記載,,即將金片初鍛后,,層層疊入特制的烏金紙,扎成束,,加以鍛打和退火,。其中間退火處理,可能是連同烏金紙一起置于炭爐中,,在約100℃的溫度下加熱,,以消除加工硬化。其最終退火處理是利用鍛造的余熱,,將金片連同烏金紙緩慢冷至室溫,。因創(chuàng)造性地采用烏金紙間隔、扎束鍛打和退火的獨(dú)特工藝,,才得以制作比國(guó)外更薄更均勻的金箔,。除金箔外,中國(guó)古代還有關(guān)于銀箔的記載,。銀箔主要用于器物的裝飾,。元代陶宗儀《南村輟耕錄》中載:“凡器作什物,以金薄或銀薄依銀匠所用紙糊罩,,置金銀薄在內(nèi),,逐旋細(xì)切取。鋪已,,旋漆上,,新綿揩拭牢實(shí)。”錫箔是用量很大的金屬箔,,其最大的用途是制作紙錢和裝飾,。關(guān)于錫箔的制造在古籍中也有報(bào)道。其加工制作也是采用層層疊合鍛打和退火,不同的是古人可能認(rèn)識(shí)到了錫的表面易形成隔層(即氧化層),,因此不采取金屬片之間采用紙間隔的辦法,。此后,又開發(fā)了蒸汽退火加熱技術(shù)[19],。用蒸汽加熱可使溫度控制在略高于100℃,,既可獲得很高的延展性,又可避免錫箔過度氧化,。

  從近代起,,我國(guó)傳統(tǒng)冶鐵術(shù)已無法滿足市場(chǎng)需要,,盡管仍有地方生產(chǎn)“灌鋼”或“蘇鋼”,,如在安徽的蕪湖、湖南的湘潭,、四川的重慶,、威遠(yuǎn)等地人們還在使用這一傳統(tǒng)技術(shù),但在全國(guó)范圍內(nèi),,這一傳統(tǒng)的液體滲碳制鋼法不再成為制鋼主要手段,。我國(guó)的鋼鐵一方面依靠進(jìn)口,另一方面開始建立近代化的鋼鐵廠,。從1868年開始,,相繼建成福州船政局鐵廠、江南機(jī)器制造總局煉鋼廠,、漢陽(yáng)鐵廠漢冶萍煤鐵廠分公司,、民族資本和興鐵廠、揚(yáng)子機(jī)器公司鐵廠本溪湖煤鐵股份公司鋼鐵生產(chǎn)廠,,這些工廠不僅生產(chǎn)生鐵和熟鐵,,還可提供大量的鋼材。這時(shí)積累長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)所形成的傳統(tǒng)熱處理技術(shù)仍在金屬加工中發(fā)揮重要的作用,。采用熔融生鐵作為滲碳劑的液體滲碳法的表面處理技術(shù)還有所發(fā)展,,這些方法通常稱為“擦生”或“擦鏑”,其具體處理方法在不同地區(qū)還有許多種,。在江西采用的是類似于宋應(yīng)星描述的“生鐵淋口”技術(shù),,河北、山西,、內(nèi)蒙等地區(qū)采用的是“擦滲”法,,東北地區(qū)則采用“鋪滲”法,福建,、廣東則更像是“煮滲”法,。在淬火及回火的工藝控制方面已很成熟,如民間在淬火劑的選擇上和進(jìn)行鋼鐵控冷自回火方面發(fā)展了很多技巧,如“淬黃火”和“淬白火”[20]等,。在刀剪制造行業(yè)中也逐漸建立了某些名牌商號(hào),,包括北京王麻子和杭州張小泉等,盡管他們不知刀剪的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu),,但他們?cè)陂L(zhǎng)期的實(shí)踐中總結(jié)出來的工藝技巧,,使其能達(dá)到性能控制的目的,從而生產(chǎn)的刃具堅(jiān)韌,、耐用,。燜熬法固體滲碳方法已成為滲碳的重要技術(shù),在近代被華中和華北地區(qū)的工匠所采用,,他們所用的“釜”是鐵鍋,,制備的鋼被稱為“燜鋼”。

 

  2,、中國(guó)的代熱處理進(jìn)展

  熱處理是機(jī)械工業(yè)中的一基十分重要的基礎(chǔ)工藝,,對(duì)提高機(jī)電產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量和使用壽命,加強(qiáng)產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力具有舉足輕重的作用,。但是人們認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)卻花了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間和很大的代價(jià),。由于熱處理影響的是產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量,它一般不會(huì)改變制品的形狀,,不會(huì)使人直觀地感到它的必要性,,弄不好還會(huì)嚴(yán)重畸變和開裂;破壞制品的表面質(zhì)量和尺寸精度,致使制造過程前功盡棄,。所以在我國(guó)的制造業(yè)中長(zhǎng)期存在著“重冷(冷加工)輕熱(熱加工)”現(xiàn)象,,以致這個(gè)行業(yè)一直處于落后狀態(tài)。

  由于工業(yè)基礎(chǔ)的薄弱和在戰(zhàn)爭(zhēng)中遭受的破壞,,我國(guó)的熱處理在40年代還僅僅屬于一種作坊式的生產(chǎn),,尚未形成實(shí)質(zhì)性的產(chǎn)業(yè)。在工科院校中無熱處理的專門學(xué)科,,因而也缺乏高層次的專業(yè)技術(shù)人才,。當(dāng)時(shí)的熱處理操作大都是家傳技藝,籠罩著神秘氣氛,,處于十分落后的境地,。

  我國(guó)的熱處理產(chǎn)業(yè)起源于50年代初蘇聯(lián)援建的156項(xiàng)企業(yè)。其中的機(jī)械工廠都設(shè)熱處理車間和工段,。購(gòu)買了大批蘇制熱處理設(shè)備,、包括箱式、井式,、鹽浴等30,、 40年代水平的電阻加熱爐,,并相應(yīng)建立了第一批按蘇聯(lián)圖紙生產(chǎn)這些類型設(shè)備的電爐廠。一些高等工科學(xué)校經(jīng)過院系調(diào)整后,、創(chuàng)建了包括在機(jī)械制造工藝系中的熱處理專業(yè),,于1954~1956年培養(yǎng)出了第一批專科和本科的熱處理專業(yè)正式畢業(yè)生,。50年代末和60年代初還有從蘇聯(lián)學(xué)習(xí)歸來一批熱處理專業(yè)的留學(xué)生,。陸續(xù)建立的一些科研機(jī)構(gòu)和專院校,基本上能按照材料和應(yīng)用發(fā)展的步伐開展熱處理基礎(chǔ)和應(yīng)用技術(shù)的研究開發(fā),,涌現(xiàn)出一系列的科研成果,。由此,從人才培養(yǎng),、研究與開發(fā),,生產(chǎn)技術(shù)的革新和設(shè)備制造等方面初步形成了一個(gè)較完整的專業(yè)體系。

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