熱處理節能的終極目標：穩定和提高熱處理產品質量
熱處理是耗能大戶，素有“電老虎”之稱，其用量占機械工業用電總量的25%~30%，在工具行業，工具熱處理用電量占企業用電量50%左右。這意味著熱處理節能大有潛力可挖，熱處理節能任重道遠。熱處理行業節能減排，對企業對社會都具有深遠的意義。
熱處理產品質量雖不是節能考核的直接指標，但對節能有重大的影響，在穩定質量的前提下，不斷改革創新，把產品再上一個臺階，把品牌打得更響，力求最少的能耗，為企業創造最大的利益。熱處理節能減排抓什么？我們認為最重要的是把本單位的熱處理產品質量搞上去，提升核心競爭力。以下結合工具廠的具體情況，談點穩定和提高工具熱處理質量體會，不妥之處請指正。
1.抓住鋼材成分不放松
鋼的成分決定組織，組織決定性能，性能決定使用價值。這個簡單的哲理人人都懂，但在實際運用時卻差之千里。例如，用45鋼制造的絲維、板牙，技術要求熱處理后硬度≥54HRC，國家標準45鋼的含碳量為0.42%~0.50%（質量分數），如果wC=0.42%~0.45%，很難保證硬度都達到要求；如果wC=0.46%~0.49%，又存在一個臨界危險淬火尺寸問題。所以要想把45鋼絲錐、板牙品牌打響，對45鋼含碳量定位必須作深入研究，并且熱處理工藝、工裝夾具亦要配套，否則連合格品也難保證，創優升級從何談起。
又如麻花鉆、車刀、銑刀之類的通用高速鋼刀具，國家規定用W6M5Cr4V2或同等性能的高速鋼制造。如果不跟鋼廠簽訂具體成分要求等協議（或合同），而按GB/T9943-2008《高速工具鋼》供貨，就很難保證生產出來的高速鋼刀具硬度都≥65HRC（國家標準63~66HRC）。多年的生產實踐和市場調查表明，65HRC以下的刀具在劇烈的市場競爭中永遠處于下風。所以，國內規模以上工具廠都跟鋼廠有鋼材成分要求的君子協議。
國外對刀具化學成分的要求更講究，如日本某刃物公司生產的機械刀片用材有基體鋼和高速鋼兩種，高速鋼材料由日本不二越提供，基體鋼由大同公司供給，每種鋼成分要求范圍很窄，熱處理工藝十分穩定，熱處理爐前不看全鋼，產品在世界上享有盛譽。
任何有固定產品批量生產的單位，應該抓死鋼材成分，特別是碳含量的波動對產品熱處理質量影響甚大，反復試驗，給自家產品碳含量以科學定位，當然其他成分也不可小視，但其影響程度畢竟比碳小得多，抓住含碳量這個影響組織、性能的主要矛盾，次要矛盾就迎刃而解了。
2.理解運用淬火參量
在高速鋼刀具熱處理中“淬火參量”的關系式是這樣描繪的：
P=t（37+lgτ）
式中 P——淬火參量；
t——淬火加熱溫度；
τ——淬火加熱時間。
公式中的淬火參量P，代表了淬火加熱溫度和加熱時間的綜合作用。在淬火過程中，無論淬火加熱溫度和加熱時間怎樣變化，只要兩者作用的最終結果和淬火參量相同，那么奧氏體化的程度應該是相當的，制造出來的刀具也應該是一致的。意思說高溫短時間和低溫長時間（高低溫都在工藝范圍內）只要P相同，淬火效果應該雷同。根據筆者的經驗體會，采用高溫短時間不僅產品質量好，而且節能增效。高速鋼刀具淬火提高5℃加熱，比延長20s有效。日本熱處理能耗為什么這么低，關鍵一點就是充分理解的運用了淬火參量，裝爐量1.5~1.8t，高溫加熱保溫時間只有28min。
不光是高速鋼，其他合金鋼淬火，同樣存在一個淬火參量的問題，建議同行們結合本單位的實際情況，敢于運用淬火溫度的中上限，縮短加熱時間，跟蹤產品壽命，適時改進。
3.人員素質
人永遠是第一位的，企業要以人為本，舍得花錢培訓員工。因為熱處理生產過程每一步驟都是人具體操作完成的，所以人員素質是確保產品質量的首要因素。熱處理各類人員應具有相應的專業知識和技能，熟悉有關技術文件和規章制度，還應了解質量控制和管理的基本知識。堅持培訓、考核、發證和持證上崗等一系列措施和辦法。有些關鍵工件的熱處理，還應明確規定由一定等級以上的工人操作。
熱處理生產、技術、質量控制的管理人員應具有一定的專業理論水平，熟悉本職業務，并具有較豐富的實踐經驗。
熱處理操作工、儀表電工、金相檢驗員等崗位都應按工人技術等級應知應會要求進行培訓，合格上崗。
4.設備儀表
熱處理工藝是通過熱處理設備來實現的，熱處理工藝參數是通過儀表來控制和記錄的，所以熱處理質量在很大程度上依賴于設備與儀表的水平與質量。
溫度是熱處理的靈魂，因為熱處理一切相變都是在溫度的驅動下完成的。為了使熱處理溫度滿足工藝要求，熱處理爐應配置合適的溫度控制記錄儀表。為了防止熱電偶及儀表故障造成溫度失控，引起“跑溫”。熱處理爐每一個加熱區均應配制兩支熱電偶，其中一支熱電偶安放在有效加熱區，連接溫度記錄儀表，以便準確反映爐內加熱的實際情況，另一支熱電偶接控溫儀表，進行爐子溫度的自動控制，此外這兩支熱電偶中應有一支并聯報警裝置，一旦出現超溫能自動報警并切斷電源，這種配置稱之為“雙聯溫度系統”。另外還可采用控溫、記錄、報警三者分別獨立的系統，稱之為“三聯溫度系統”。
熱處理爐的爐溫測量裝置應能準確地反映出真實溫度，具有足夠的精度、可靠性和穩定性，并定期檢定合格。
為了使熱處理工件達到預期的使用性能，在熱處理加熱過程中，全部工件及工件的所有部位均應處于熱處理工藝參數的溫度范圍內。為此，熱處理爐應能準確的控制和記錄加熱溫度，并保證爐膛中工作區各處的溫度均勻一致。
熱處理爐氣氛控制也很重要。例如真空爐的壓升率；可控氣氛爐脫碳、增碳、增氮及腐蝕等；氣體滲碳爐的有效硬化層深度；鹽浴爐的氧化物含量等都應該受控。
5.嚴格貫徹質量保證體系
有了健全完善的質量體系文件，能否很好的貫徹執行是企業穩定和提高質量的關鍵。因此，建立質量保證體系后在嚴格貫徹執行上要著重抓好以下幾個方面的工作。
（1）組織相關人員對質量體系文件進行學習，不斷豐富和深化其對相關內容的理解，同時要拓寬質量管理網絡，促進全員的質量意識，使其認清質量與成本、質量與市場、質量與效益、質量與員工切身利益的關系，明確是企業立足市場的根本。
（2）嚴格質量監督，強化過程控制。堅持質量第一的方針，對產品在加工過程的每一個環節都要進行檢查、指導、服務，并做到制度化。發現問題及時處理或反饋，將質量事故消滅在萌芽之中。
（3）加強質量分析，保證持續改進。對重復出現或較大的質量問題及時召開質量分析會，找出發生問題的根本原因，并制訂出糾正或防預措施，避免類似問題重復發生，從而達到持續改進的目的。
（4）開展職工技能培訓，提高操作水平。只有不斷提高員工的實際操作水平，搞好崗位練兵，才能不斷適應質量持續改進的要求，才能適應客戶對產品質量越來越高的要求。
（5）建立健全獎罰機制。對質量而言，只獎不罰和只罰不獎都是片面的。既要給大棒，更要給胡蘿卜，給大棒是暫時的，給蘿卜才永恒的。這兩方面要有機結合起來，才能提高員工的積極性，為提高和穩定產品質量注入正能量，使企業的劇烈的競爭中穩操勝券。
質量是企業的生命，熱處理盡量少出或不出廢品，拒絕返工品。把目標國內、國外同行一流水平，千萬不能停留在合格品的水平上，產品質量好，經濟效益自然好，這就是最大的節能。
來源：熱處理生態圈
作者：趙步青，胡明
單位：安徽嘉龍鋒鋼刀具有限公司
