现代感应热处理技术(第2版)
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第1版前言

在20世纪30年代,出现了感应热处理。最初应用在曲轴颈表面淬火,随后扩大到发动机、汽车底盘、坦克履带等各种零件上,现在已扩大到机床、轴承石油、铁道、重型机械等各个行业。

由于感应热处理具有节能、高效、劳动环境好、在线生产、便于自动化等一系列优点,因此发展异常迅速,在国内外得到普遍的应用与推广。

我国感应热处理技术的应用起步于20世纪50年代初,在原苏联的技术援助下,首先应用于机床与纺机制造业,其后,汽车、拖拉机制造厂大量地采用了感应热处理工艺。

我国感应热处理技术的发展经历了几个里程碑:20世纪50年代,原苏联援助阶段;20世纪60年代,独立自主,自力更生阶段;20世纪80年代后,对外开放,技术引进阶段;20世纪90年代到21世纪初,发展为技术创新阶段。

感应热处理技术包含了材料、金属热处理、机械、电气、电磁、电子、计算机应用等多门学科。在原苏联,原列宁格勒电工学院曾设置了此专业。我国此专业人才大都来自机械、热处理、材料与机电一体化专业。

20世纪50年代,我国感应热处理所用的装备,首批来自原苏联等国家,其后从仿制到研制。电子管高频及机械式中频发电机、液压及机械传动的通用淬火机床、聚焦型齿轮感应器、开合型曲轴感应器等均是当时的产品。1958年在原一机部新技术推广所组织的第一次全国高频电热技术交流会上,已经呈现出装备制造、工艺应用等各方面欣欣向荣的景象了。20世纪60年代后,由于当时国外技术来源断绝,工业上走自力更生道路,以当时第二汽车制造厂建厂所采用的高中频装备为例,绝大部分由国内供应,数十台高、中频感应淬火机床是组织国内设计院、工厂共同设计的。原一机部第六设计院曾将国内自行设计的数十台淬火机床汇编成图册,其中许多机床具有实用性与先进性等特点。当时第二汽车制造厂各分厂感应淬火件的生产水平也具有时代特征,其中相当部分具有独创性。原上海机械厂(现上海热处理厂)在高频感应淬火生产管理上也卓有成效。

改革开放以来,来自德、美、英、法、日、意、西班牙、比利时等工业发达国家的感应热处理设备进入了我国各企业,其中有曲轴、凸轮轴、等速万向节、齿轮等数十种感应淬火成套装置,具有不同的风格与特点,一般具有节能高效、低劳动强度、自动化程度高等特点。装置的耐用性较高,故障率低,结构紧凑,占地面积小,外形美观,并且便于调整。在进口国外技术中存在着重硬件、轻软件的偏向,因此,出现了如何将这些进口的先进装备,择其优点洋为中用的问题。

中国热处理协会工艺装备委员会和中国热处理学会感应加热技术委员会于1992年5月在无锡市召开了“感应加热进口设备与引进技术消化吸收经验交流会”,旨在促使我国专业人员了解已进口的感应加热装置的技术,以及工业发达国家感应加热技术发展的现状。我国多次举办的感应加热专题研讨会与热处理展览会也均有同一目的,即交流国内外的新技术。

新中国建立以来,我国已出版了多种感应热处理技术图书,例如:梁文林教授编的《感应加热装置》(1981年机械工业出版社);刘志儒教授等编的《金属感应热处理》(1985年机械工业出版社);林信智高工等编的《汽车零部件感应热处理工艺与装备》(1998年北京理工大学出版社);笔者编的《感应热处理问答》(1990年机械工业出版社)等。以上技术图书均在一定时期、一定范围内介绍了当时的感应热处理技术。

国际上经常举办热处理及感应加热技术研讨会,交流各国、各企业、研究所感应加热技术的发展状况,只是我国参加这些会议的人员不多,行业人员收集阅读这些会议资料的也不多。

企业进口感应加热装置时,一般派员去国外企业进行考察及预验收设备这是了解国外新技术发展的好机会。在20世纪80年代,热处理学会曾组织过两次热处理出国人员考察座谈会,编有内部资料,但看到的人不多。因此,常常有国外企业知道其产品销售给中国哪几个企业,而国内同行反而不知道该项设备已进口多台的情况。同样,对国外哪个企业的设备具有什么优势等也不甚了解。

笔者多年来坚持以下观点:从高起点出发,引进国外一些先进技术,加快我国对该项技术的发展是必要的,但不应多次重复进口同种设备,应该将从多个国家进口的项目,去粗取精,洋为中用,结合中国国情,发展我国自己的技术与装备,即应有独创性。有鉴于此,笔者力促举办1992年的无锡会议,在国内感应热处理专业研讨会上,也力倡对国外先进技术进行消化吸收,制造我国具有独创性的感应加热装置。

回顾20世纪50年代,笔者在第一汽车制造厂从事高频感应热处理工艺工作,随原苏联专家П.А.兰金博士进行汽车底盘高频感应淬火件工艺调试;20世纪60年代初,随高频电流科学研究院专家П.Б.沙莫伊洛夫在第一拖拉机厂参与东方红拖拉机高频感应淬火件的工艺与设备调试;改革开放以后,笔者在菲亚特公司下属各厂考察农机热处理零件的工艺与装备,在艾洛瑟默公司预验收半自动旋转曲轴淬火机床等;退休后,在光华感应加热器厂(现升华感应加热有限公司)从事感应器设计与制造技术工作,在此阶段接触了许多国外公司与进口的感应器项目,了解了很多现代感应器的设计与制造技术。

在年逾古稀之际,深感到行业中对现代感应热处理技术资料需要的迫切性为行业中的年轻一代创造一个浏览面更大一些、思路更宽一些的条件,使行业在该项技术的发展中,多一些借鉴,少一些弯路,这个责任时刻在鞭策着我这就是笔者编写此书的缘起与动力。

梁文林教授对电子管高频感应加热装置,从理论到实践均有很高的造诣经笔者约请,他参与了第2章现代感应加热电源部分的编写。对感应加热新电源IGBT与MOSFET部分,梁教授是苦心孤诣、认真负责的,多次进行修改与补充,三易其稿,笔者深深地表示钦佩与感谢。

在本书即将付印之际,笔者要感谢第一个给我提供资料的F.H.莱因格博士。早在20世纪80年代初,是他寄给我许多论文,有曲轴、履带行走部分、一发法淬火等多种资料。Gerd奥玛工程师(AEG-Elotherm公司)提供了感应加热多种资料。美国达科(TOCCO)公司的George D.法夫曼先生多次寄给我许多论文资料,使我对美国该行业的发展情况了解得更多。V.S.乃姆可夫博士与К.З.Шепеляковский博士均将自己的感应加热专著赠予我。还有应达公司周大振先生,G.H.电热公司北京办事处均为本书提供了资料与图片,在此一并感谢。

本书的编写得到升华感应加热有限公司张宗杰总经理等的大力支持,李红莉、毛海群、王峰、刘琳琳等先后为本书的整理给予了极大的帮助,特别是刘琳琳,最后协助我完成了全部文稿。

由于笔者学识所限,本书中肯定会有一些片面或差错之处,希望读者鉴谅并指正。深深地祝愿广大读者能为我国的感应热处理事业创造辉煌的未来!

沈庆通