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    材料熱處理技術發展史

      至遲到宋代,中國傳統的金屬箔的制造業已很成熟。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。因創造性地采用烏金紙間隔、扎束鍛打和退火的獨特工藝,才得以制作比國外更薄更均勻的金箔。除金箔外,中國古代還有關于銀箔的記載。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,逐旋細切取。鋪已,旋漆上,新綿揩拭牢實。”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。關于錫箔的制造在古籍中也有報道。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識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,又開發了蒸汽退火加熱技術[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,我國傳統冶鐵術已無法滿足市場需要,盡管仍有地方生產“灌鋼”或“蘇鋼”,如在安徽的蕪湖、湖南的湘潭、四川的重慶、威遠等地人們還在使用這一傳統技術,但在全國范圍內,這一傳統的液體滲碳制鋼法不再成為制鋼主要手段。我國的鋼鐵一方面依靠進口,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、江南機器制造總局煉鋼廠、漢陽鐵廠漢冶萍煤鐵廠分公司、民族資本和興鐵廠、揚子機器公司鐵廠本溪湖煤鐵股份公司鋼鐵生產廠,這些工廠不僅生產生鐵和熟鐵,還可提供大量的鋼材。這時積累長期經驗所形成的傳統熱處理技術仍在金屬加工中發揮重要的作用。采用熔融生鐵作為滲碳劑的液體滲碳法的表面處理技術還有所發展,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還有許多種。在江西采用的是類似于宋應星描述的“生鐵淋口”技術,河北、山西、內蒙等地區采用的是“擦滲”法,東北地區則采用“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行鋼鐵控冷自回火方面發展了很多技巧,如“淬黃火”和“淬白火”[20]等。在刀剪制造行業中也逐漸建立了某些名牌商號,包括北京王麻子和杭州張小泉等,盡管他們不知刀剪的內部組織結構,但他們在長期的實踐中總結出來的工藝技巧,使其能達到性能控制的目的,從而生產的刃具堅韌、耐用。燜熬法固體滲碳方法已成為滲碳的重要技術,在近代被華中和華北地區的工匠所采用,他們所用的“釜”是鐵鍋,制備的鋼被稱為“燜鋼”。

     

      2、中國的代熱處理進展

      熱處理是機械工業中的一基十分重要的基礎工藝,對提高機電產品內在質量和使用壽命,加強產品在國內外市場競爭能力具有舉足輕重的作用。但是人們認識到這一點卻花了相當長的時間和很大的代價。由于熱處理影響的是產品的內在質量,它一般不會改變制品的形狀,不會使人直觀地感到它的必要性,弄不好還會嚴重畸變和開裂;破壞制品的表面質量和尺寸精度,致使制造過程前功盡棄。所以在我國的制造業中長期存在著“重冷(冷加工)輕熱(熱加工)”現象,以致這個行業一直處于落后狀態。

      由于工業基礎的薄弱和在戰爭中遭受的破壞,我國的熱處理在40年代還僅僅屬于一種作坊式的生產,尚未形成實質性的產業。在工科院校中無熱處理的專門學科,因而也缺乏高層次的專業技術人才。當時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。

      我國的熱處理產業起源于50年代初蘇聯援建的156項企業。其中的機械工廠都設熱處理車間和工段。購買了大批蘇制熱處理設備、包括箱式、井式、鹽浴等30、 40年代水平的電阻加熱爐,并相應建立了第一批按蘇聯圖紙生產這些類型設備的電爐廠。一些高等工科學校經過院系調整后、創建了包括在機械制造工藝系中的熱處理專業,于1954~1956年培養出了第一批??坪捅究频臒崽幚韺I正式畢業生。50年代末和60年代初還有從蘇聯學習歸來一批熱處理專業的留學生。陸續建立的一些科研機構和專院校,基本上能按照材料和應用發展的步伐開展熱處理基礎和應用技術的研究開發,涌現出一系列的科研成果。由此,從人才培養、研究與開發,生產技術的革新和設備制造等方面初步形成了一個較完整的專業體系。

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