论述现代机械工程热处理的发展

论述现代机械工程热处理的发展

祝安

身份证号码：610112196007020074

摘要：经过20世纪的快速发展，机械工程以趋于成熟的体系进入了21世纪。在这一历史时期，机械工程学界的重大使命就是大力提高自主创新能力，在吸纳世界先进制造技术最新成就的基础上，以可持续的和谐发展为方向，加快我国机械工程的发展，为中华民族的复兴和构建社会主义和谐社会做出应有的贡献。

关键词：机械工程；定义；智能化；发展趋势

热处理技术是机械工业制造技术的重要组成部分，影响着我们生产生活的各个领域，像我们普通人知道的轴承、轴、齿轮、连杆等非常重要的机械零件和工厂的工模具都是要经过热处理的；经过热处理技术的加工，通过提高零部件材料的综合力学性能或者特殊性能等，在不显著增大成本的前提条件下，极大的提高了零件使用性能和潜在能力。

一、机械工程的定义。

机械工程是研究机械系统和机械产品的设计、性能和制造的科学理论、方法和技术的科学，它包含了制造科学和机械学。而其中机械制造包括：微纳米制造、先进电子及通信制造、新能源装备制造及再制造、仿生及生物制造、光子制造和数字重大装备造、空天及深海装备制造等八个领域。

机械学是研究关于机械制造和机械系统性能的设计理论和方法的科学。包含机械系统的机构学、动力学、摩擦学、强度学、设计学、仿生机械学、微纳机械学及其几面机械学等。

制造科学是研究制造过程及其系统的科学，涵盖产品设计、成形制造、加工制造和制造系统运作管理等科学。

二、机械工程的发展。

1、机械工程加工技术的发展。

工业革命以前，机械大都是由木工手工制成的木结构，金属（主要是钢和铁）仅用以制造仪器、钟表、锁、泵和木结构机械上的小型零件。金属加工主要靠机匠的精工细作以达到需要的精度。随着蒸汽机的广泛使用以及随之出现的矿山、冶金、轮船和机车等大型机械的发展，需要成形加工和切削加工的金属零件越来越多，所用金属材料由铜、铁发展到以钢为主。机械加工（包括铸造、锻压、焊接、热处理等技术及其设备以及切削加工技术和机床、刀具、量具等）迅速发展，从而保证了发展生产所需要的各种机械装备供应。同时，随着生产批量的增大和精密加工技术的发展，也促进了大量生产方法（零件互换性生产、专业分工和协作、流水加工线和流水装配线等）的形成。

2、机械工程的服务领域。

机械工程的服务领域很广，凡使用机械、工具，以至能源和材料生产的部门，无不需要机械工程的服务。现代机械工程有5大服务领域：

（1）研制和提供能量转换机械，包括将热能、化学能、原子能、电能、流体压力能和天然机械能转换为适合于应用的机械能的各种动力机械，以及将机械能转换为所需要的其他能量的能量变换机械。

（2）研制和提供用以生产各种产品的机械，包括农、林、牧、渔业机械和矿山机械以及各种重工业机械和轻工业机械等。

（3）研制和提供从事各种服务的机械，如物料搬运机械，交通运输机械，医疗机械，办公机械，通风、采暖和空调设备以及除尘、净化、消声等环境保护设备等。

（4）研制和提供家庭和个人生活用的机械，如洗衣机、电冰箱、钟表、照相机、运动器械和娱乐器械等。

（5）研制和提供各种机械武器。

三、机械工程热处理工艺设备

机械类整机作业的常见特点是负载高、冲击大，这种情况对机械构件的制造质量，特别是制作过程中热处理工艺和设备都提出了更高的要求。

改革开发以来，随着国外热处理设备企业进入国内市场，我国的热处理相关企业，经过摸爬滚打，也学会了将国外或先进的设备工艺做为参照，并下大力改进，以期缩小差距，集制造和检测为一体的，全自动化的热处理流水线和热处理中心逐渐替代了原来普遍的单台套非数控技术设备。

先进技术和设备的引进，也极大降低了工艺设备对一线操作人员的技术要求，和对于人的依赖性，从而使得热处理工艺过程能力和所加工产品质量的稳定性有了显著的提高。

1、机械工程热处理工艺方法发展。

我国的热处理工艺历史源远流长，最早可以追溯到新石器时代，那时的人类就就发现淬火使表面硬化等基本热处理技术。

近代工业的发展，使得如正火、退火、球化退火、淬火、渗碳和渗氮等热处理常见的工艺方法，得到了推动和完善，在一些常见合金结构钢的加工方面，都有了相对成熟的热处理工艺和标准。与此同时，日益成熟起来的国内行业企业，还学会了把重点扩展到了严格质量控制方面。

2、机械工程热处理工业的质量控制。

相对于民用机械，工业机械的普遍尺寸较大，为了完成高标准的质量要求，需要对机械的关键部件进行检测，而针对性的高精密度测量检验设备，却因为依赖于国外设备，而使得国内的制造厂商背负着巨大的成本投资。就目前而言，国内高端设备的研究开发、技术的改进、以及急待降低的成本，都是我国机械行业迫切需要解决的问题。

另外，材质无损性检测的缺乏也是一个十分迫切需要解决的问题。关于这一点，现行的情况是：不论国内外，针对性的材质无损检测的应用要远远落后于普通检测的普及度。

目前行业较常用的质量检测控制手段是：通过严格的监督或控制配套供应商的生产加工能力，并在收货时严格根据零部件的重要度分级，按比例抽检切割、理化检验。可伴随着此种方式所产生的问题是：成本高、检验时间长。这对于国内国外的生产制造商来说，都是一个需要解决的研究课题。

基于上述原因，当前对于质量控制的先进思路和作法是：从只靠检测的质量控制思路中跳出来，把质量控制的触角延伸到上游当中，通过上游工序的设备投资加工，和提高员工的技术能力，整体加强生产加工链和员工质量保障意识，将质量保障问题从源头解决，同时辅助以现行的按比例切割检验等质量检测手段，作为更进一步解决问题的方案。

3、机械工程热处理原材料方面的质量控制。

热处理原料是机械热处理的直接加工对象，比如铸造件、锻造件、机械加工件和焊接件等。针对此种情况，国内诸多企业都程度不同的增强了零部件原料监督和控制。通行的作法是：加强配套厂家的质量监督、促进技术的协作和对原材料来源实施严格的规定，以及相关质量体系的考核增强等一系列手段，以便将产品的质量控制在源头。日益激烈的市场竞争，使他们清楚的认识到，只有从源头控制住产品质量，才可以从根本上提升机械产品的工作性能和增长迅速且要求愈来愈高的市场需求。

4、机械工程热处理从业人员。

随着行业高速发展的要求，和产能加大要求，导致了热处理行业从业人员迅速增加。同时，因为国内行业产品的制造成本、附加值、人力资源成本等等，均低于国外，从而相当程度上，导致了国内热处理的从业人员专业、文化等素质受到很大限制；基于这一点，许多中小型的乡镇和非国营企业，对这些人员的管理和后续培养，也提出了迫切的要求。

当前国内机械热处理企业的质量意识、工艺方法相对成熟；且在近十几年中在各方面都有了长足的进步；现在我们更需要注重提素质、促发展，塑造强大的热处理专业氛围；在热处理的生产和质量控制方面，积极学习国外的质量控制、保证方法，引入先进的质量控制体系；以此为基础，我们与国际先进的技术水平将不再遥远。

参考文献：

[1]机械工程材料与热处理［M］.北京：北京理工大学出版社

[2]金属材料及热处理［M］.北京：冶金工业出版社

[3]朱剑英，机械工程智能化的发展思路与对策，南京师大学报（工程技术版）