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我国热处理畸变控制水平低也是一个突出的问题:例如我国重载变速箱齿轮渗碳热处理留磨量是世界先进水平的三倍,不仅大幅度提高了制造成本,而且磨削后渗碳层深度的偏差增大,对使用可靠性有不良影响。我国毛坯制造的控形精度低,切削加工余量偏大,大量优质钢材变成铁屑,造成了资源的严重浪费。XfH热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
2.3 材料制造装备的设计制造严重落后XfH热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
我国材料制造与国际先进水平的差距还突出表现在材料制造装备的设计制造严重落后,高端的热处理和表面改性工艺装备依赖性进口,重复引进,落后——引进——再落后——再引进的现象相当严重,航空、军工、和高档汽车生产所需的真空渗碳高压气淬设备,国内无法制造,全部依赖进口,这类设备的售价是传统意义上的“制造成本”的十几倍以至几十倍,现代先进的材料制造工艺装备是先进材料制造技术的载体,其价格取决于其中知识的含量、高新技术集成度、以及技术的独占性与知识产权等因素,然而我国热处理设备制造厂虽然多达数千家,但是只能制造相当于国外几十年以前水平的产品,在惨烈的价格战中苦苦挣扎,不久前国内一些航空和军工单位公开招标采购渗氮设备,国内厂商的报价只有国外的几十分之一,却无一能中标,这一事例表明目前我国材料制造工艺装备制造业缺乏创新能力,无力满足用户的需求,自身也难以可持续发展,前景甚忧。XfH热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
我国材料制造控制性技术的落后,不但不能适应当前的生产和市场竞争的需要,而且制约我国制造业整体创新能力的提高。飞机、汽车、各种交通工具以及各类机械设备的轻量化,工模具、零部件的寿命,高速火炮的射击频率,潜艇的极限下潜深度,燃气轮机的燃气允许温度等等无不与材料潜力的发挥有关,不掌握具有自主知识产权的先进的材料制造技术,就不可能设计制造出先进的产品。例如:汽车发动机和变速箱中绝大多数的零部件都需要经过热处理或表面改性,目前我国生产的各种牌号的发动机和变速箱绝大多数都是国外品牌,没有自主的核心技术,只能按照国外的技术和标准进行生产,近年来国内自行研发了数款自主品牌的汽车变速箱,是可喜的进步。但是基本上属于仿制,尤其是关键零部件材料的性能指标和控性的技术要求,只能简单的模仿国外的产品,存在很大的盲目性,影响了产品质量,更重要的是:如果缺乏具有自主知识产权的材料控性核心技术的支撑,势必制约我国自主品牌产品设计的创新能力,陷入“落后——仿制——再落后——再仿制”的路径依赖的恶性循环,无法使我国制造业摆脱被置于全球化制造链低端的困境。XfH热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
3 发展数字化的热处理智能技术XfH热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
热处理过程十分复杂,在不同的外场(热、力、电、磁、光等)和环境的作用下,材料发生相变、应力、应变和化学反应等变化,对这些复杂现象中的客观规律认识的深化,是提高热处理质量的基础。电子计算机的发展,为人们提供了强大的科学计算和信息处理的能力,从而有可能集成不同学科的知识,用多场耦合的方法建立描述材料热处理过程中各种复杂现象及其相互作用的物理数学模型和计算机模拟方法,构成热处理的虚拟生产平台。将有可能使热处理技术由传统的“技艺”型的落后状态向着以科学计算为依据的高度知识密集型技术的方向转化。 热处理过程的计算机模拟近年来发展迅速,并已显示出提升热处理水平的巨大潜力[2,4]。但也应指出,热处理计算机模拟技术还很不成熟,还有一系列基础研究有待进行,例如气—固表面换热和液—固表面换热的测试计算方法、非等温非等速条件下相变动力学的定量计算、多场耦合的算法,复杂非线性问题的算法、界面反应的物质传递、等等都属于高难度的有待长期深入研究的课题。计算机模拟结果的验证和数学模型的修正都是工作量浩大的基础工作。XfH热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
由于热处理过程的复杂性,还有许多基本原理尚待进一步深入研究,以致热处理中有很多问题还不可能建立物理数学模型。这就有必要用“基于知识的工程(KBE)”的方法[3],从大量的生产记录、测试数据、案例和工程技术人员的经验中挖掘隐性的知识,用以改进热处理技术和开发新的技术。XfH热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
计算机模拟和KBE技术是发展知识密集型热处理技术的二大支柱,是开发数字化热处理智能技术制造的基础。XfH热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
另一个值得重视的问题是不应将热处理数字化、信息化的作用局限于热处理生产环节。目前,热处理是制造业信息化中最薄弱的环节,成为制造业全生命周期信息集成的瓶颈。热处理技术的研发与产品设计脱节,热处理工艺的制订甚至热处理技术指标都有很大盲目性,是造成产品肥头大耳或可靠性差的原因之一。信息化、数字化的热处理智能技术的发展有可能克服上述弊端。将产品计算机辅助设计、选材与热处理计算机模拟以及产品可靠性评估相结合,构成产品创新设计平台,实现重量轻、体积小而又高度可靠的产品设计。可以预期热处理数学模型和计算机拟技术将在先进制造技术中发挥发挥越来越重要的作用。XfH热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
4 结论XfH热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
热处理在现代化工业中的作用可谓四两拨千斤——其本身产值只占制造业的百分之几,而其水平高低则可能使整机的附加值相差几倍至几十倍。XfH热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
我国热处理的落后状态严重影响我国制造业的竞争力。热处理是当前我国制造业发展中的最薄落的环节。XfH热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
热处理信息化使热处理由技艺型技术向高科技型技术转化,摆脱依赖于经验和操作技能的落后状态,向着精确预测生产结果和实现可靠的质量控制的方向发展。XfH热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
热处理信息化克服了制造业信息化的薄弱环节,将热处理虚拟生产集成于产品的虚拟制造中实现产品全生命周期的优化,对制造业跨越式发展有重大作用。XfH热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
参 考 文 献XfH热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
[1] 樊东黎主编.热处理技术数据手册.北京:机械工业出版社,2001年10月,602.XfH热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
[2] 潘健生,李晓玲,张伟民.中国热处理和表面工程的现状与展望.金属热处理. 2005,30(1):1~8.XfH热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
[3] 阮雪榆,委臻亮. 21世纪数字化塑性成形技术与科学. 见:柳百成等主编,21世纪的材料成型加工技术与科学. 北京:机械工业出版社,2004.12,P.21~29 3/4 首页 上一页 1 2 3 4 下一页 尾页
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