【WA52】【定稿】2010年机械制造热处理行业研究报告_行业分析报告模版.doc文档
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热处理工艺相关概念热处理概念热处理通常指采用适当的方式对金属材料或工件进行加热保温和冷却，以改变材料内部的组织，达到所需的性能。
热处理技术是机械制造技术的主要组成部分，是强化金属材料，发挥其潜在能力的重要工艺措施，是保证和提高机械产品质量和寿命的关键技术。
通过适当的热处理技术，能最大限度发挥材料潜力，保证和提高产品所要求的力学性能和工艺性能。
由相同成分的材料所制成的零件，通过热处理，其寿命和性能将会有数倍数十倍甚至数百倍的提高。
世界工业发展表明，机械工业制造技术的先进性是产品竞争能力的保证，而热处理技术的先进程度，则是保证机械产品质量的关键性因素。
热处理工艺的分类和作用热处理工艺复杂种类繁多，按工艺类型主要分为整体热处理表面热处理化学热处理三大类，其中整体热处理工艺分为退火正火淬火回火调质等小类，表面热处理工艺分为表面淬火和回火物理气相沉积等小类，化学热处理分为渗碳渗氮碳氮共渗等小类。
按加热方式主要分为可控气氛真空盐浴感应火焰激光等离子等十大类。
按冷却介质的不同主要分为空气油水盐水有机聚合物水溶液等十三大类。
各种不同的分类方法又组合成若干种不同的热处理工艺，目前，国家对热处理行业共制定了个标准，以适应不同行业不同材料对热处理工艺的要求。
整体热处理整体热处理是指对工件进行穿透加热，以改善整体的强度硬度塑性和韧性。
整体热处理可分为大致有退火正火淬火回火调质等种工艺。
其中退火正火淬火回火是最常用的热处理方法，俗称四把火。
退火和正火通常用于毛胚和零件的预备热处理，安排在毛坯制造之后粗加工之前进行。
退火是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却含碳量大于的碳钢和合金钢，为降低其硬度易于切削，常采用退火处理。
正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却含碳量低于的碳钢和合金钢，为避免其硬度过低而影响其切削性能，常采用正火处理。
淬火是钢强化的主要手段，与回火配合多用作零件的最终热处理。
淬火是将工件加热保温后，在水油等淬冷介质中快速冷却淬火能显著提高钢的强度和硬度，但同时变脆。
将淬火后的钢件在高于室温而低于的适当温度进行长时间的保温再进行冷却，称为回火回火可降低钢件的脆性，提高钢的韧性和塑性，选择不同的回火温度，又能得到强度硬度塑性和韧性的配合。
四把火随着加热温度和冷却方式的不同，又演变出不同的热处理工艺。
如为了获得定的强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来的工艺，称为调质。
表面热处理和化学热处理表面热处理和化学热处理主要解决零件的表面强化问题，是金属材料整体热处理的补充和完善，三者相互配合，可全面达到零件多种多样的使用性能要求。
表面热处理是只加热工件表层，以改变其表层力学性能的金属热处理工艺，主要分为表面淬火和回火物理气相沉积等种工艺。
其中表面淬火因为变形氧化及脱碳较小而应用较广，而且表面淬火还具有外部强度高耐磨性好，而内部保持良好的韧性抗冲击力强的优点。
化学热处理是通过改变工件表层化学成分组织和性能的金属热处理工艺，主要分为渗碳渗氮碳氮共渗渗金属等种工艺。
化学热处理的主要作用是，将工件放在含碳氮或其它合金元素的介质气体液体固体中加热，保温较长时间，从而使工件表层渗入碳氮硼和铬等元素。
其中，渗碳工艺可以提高工件表面的碳含量，使工件经热处理后表面具有高的硬度和耐磨度，而心部具有定的强度和较高的柔性，既能承受大的冲击，又能承受大的摩擦渗氮工艺可以提高工件表面硬度耐磨性疲劳强度和耐蚀性以及热硬性碳氮共渗工艺可以使零件获得较高的硬度耐腐蚀性疲劳强度及抗压强度，并具有定的耐蚀性。
热处理设备的分类因大部分热处理工艺要求密闭高热加入介质，因此热处理设备主要以热处理炉为主，此处主要介绍热处理炉的不同种类的分类，具体情况参加下表。
除了热处理炉，热处理设备还包括感应加热设备等。
从炉内介质发展方向来看，国内外热处理行业总体趋势都是从空气介质炉浴炉，向保护气氛炉流态粒子炉，再向可控气氛炉真空炉和等离子炉方向发展，目前国际上普遍以可控气氛炉和真空炉的普及程度作为衡量个国家和地区的热处理技术是否先进是否节能环保的个重要标志。
而我国目前热处理行业现有服役的加热设备多是陈旧装备，大量使用以空气作为加热介质的箱式井式台车式空气介质炉和部分浴炉，这些设备对环境的污染大，能耗高。
近年来国内机械制造行业陆续开始使用可控气氛炉真空炉感应热处理设备等离子炉等高效节能环保热处理设备。
以下对热处理设备进行简要分析。
浴炉，指在熔融的液体盐碱低熔点金属的熔融液体以及油浴等中加热工件的热处理设备。
近年来，因浴液对环境污染大热损严重，正被各地严格控制使用。
主要优点工件加热速度快加热均匀，工件变形小盐液容易保持中性状态，实现无氧化无脱碳加热，容易实现化学热处理④容易实现工件的局部加热。
主要缺点浴液对环境污染大，如氰化物污染对工件有腐蚀作用热损失较大④处理产品质量不稳定不便于机械化和连续化生产。
空气介质炉，是指在自然的空气介质中实施加热，完成各种热处理工艺的设备。
我国传统的箱式炉台车炉或井式炉大都是空气介质炉，每年因氧化而耗损钢材数万吨。
主要优点设备投资不大温度易于控制操作安全性高④易于实现自动化操作。
主要缺点工件表面氧化严重环境污染较大，主要是二氧化碳的排放能耗较高。
流态粒子炉，指工件在由气流和悬浮其中的固体粉粒构成的流态层中进行热处理的设备。
主要优点加热速度渗碳速度快，生产效率高流动颗粒对工件表面进行冲刷，工件表面不会积碳，可以进行高碳势渗碳炉温均匀温度均匀性，气氛均匀，渗层均匀④操作方法简便，渗碳后直接淬火换气速度快，可以进行多种工艺组合。
主要缺点工作温度范围小最高工作温度不高固废不易处理，有定环境污染。
保护气氛炉，指在工件表面不氧化的气氛或惰性气体中进行热处理的设备。
主要优点减少氧化减少脱碳。
主要缺点保护气的制取储存有定条件要求，需要额外的成本保护气的热传递系数较低，不利于快速加热。
可控气氛炉，指达到无氧化无脱碳或按要求增碳，在成分可控的炉气中进行热处理的设备。
可控气氛炉是目前国内外中高档热处理的主流装备，符合我国节能减排政策。
主要优点处理工件无氧化无脱碳处理工艺稳定性好质量重现性高能源利用率高，对环境的污染小④设备自动化控制程度高。
主要缺点设备制造要求高，价格较贵设备维护保养成本较高。
真空炉，指在低于帕通常是在帕的环境中加热进行热处理的设备。
近几年，由于国内外在真空高压气淬等温淬火技术真空渗碳渗氮计算机模拟控制真空加压烧结技术等方面，取得系列突破性成果，使真空热处理工业化应用领域大幅度扩大，处理产品的品质发生质的飞跃，节能效果更为突出，真空炉运用推广速度正在加快，对节能减排效果明显。
主要优点可防止氧化可真空脱气脱脂处理产品外观好，综合性能优异④淬火变形小真空渗碳无内氧化，可实施盲孔渗碳真空脉冲渗氮，渗层均匀，渗速快工艺的稳定性好和质量重现性高生产运行成本低，原料消耗少，排放少，耗电省，能量消耗般为常规热处理的操作安全，自动化程度高，工作环境好，无环境污染。
主要缺点些合金元素例如等在高温和高真空中蒸发较大生产中需大量采用惰性气体实施加热保护或冷却设备次性投资较大，维护成本较高。
等离子炉，指利用气体辉光放电和离子轰击的方法来获得活性
