2.2.4 化學熱處理的潛力得到發(fā)揮
除滲碳、碳氮共滲以外的化學熱處理，尤其是鋼在鐵素體狀態(tài)下的化學熱處理，其特點是工件畸變小，對提高機器零件耐磨減摩性能，提高抗疲勞、抗腐蝕性能和抗咬合能力以及節(jié)能降耗有明顯效果。自上世紀60年代機械部機械科學研究院研制成功鹽浴氮碳其滲(軟氮化)和無毒原料氮碳共滲，并在生產(chǎn)上應(yīng)用以來，又陸續(xù)開發(fā)出碳氮硼三元共滲、氨+吸熱型氣氛、氨+空氣、氨+二氧化碳的氣體氮碳共滲和氮氧共滲以及低氰鹽浴滲氮、拋光、氧化的QPQ技術(shù)和LT鹽浴氮碳共滲在汽車、摩托車、輕紡機，機床，工模具、緊固件、儀器儀表、兵器等行業(yè)獲得廣泛應(yīng)用。由于效果好、成本低，工藝過程簡單、毒性很小，特別受到上列行業(yè)外資企業(yè)和外銷產(chǎn)品企業(yè)的青睞。
氣體滲氮雖然工藝周期長，但因滲層硬度高，提高零件耐磨性效果好，且工件畸變小，在機床精密零件中廣泛應(yīng)用。上海交通大學潘健生教授在1980年代即對控制滲氮技術(shù)開展了系統(tǒng)研究。通過對氨分解率(H2)的精確控制，可以獲得預想的鋼件滲層含氮量和理想的組織結(jié)構(gòu)，在生產(chǎn)中得到推廣應(yīng)用。山東工業(yè)大學(現(xiàn)為山東大學材料工程學院)和江蘇機械研究所(現(xiàn)為鑄鍛熱處理研究所)在1970年代研發(fā)出可得到脆性小的單相 Fe2B層的固體滲硼法和粒狀滲硼劑商品。武漢材料保護研究所亦于同期開發(fā)出硼砂鹽浴滲金屬技術(shù)(類似日本的T.D法)。二者在提高冶金、礦山機器零件和模具壽命上充分發(fā)揮出了化學熱處理的潛力。
2.2.5 離子熱處理的盛行
早在1970年代初北京機床研究所就研成功國內(nèi)第一臺10A離子滲氮試驗裝置。此后，離子滲氮技術(shù)的研究在全國各地如雨后春筍船開展起來。對工藝參數(shù)、滲層組織和性能之間的關(guān)系進行了系統(tǒng)研究，探索了鋼中含碳量和合金元素以及原始組織、溫度、時間、壓力、氣體介質(zhì)成分對滲層組織的影響。判明了形成γ、ε相，γ’+ε或ε+Fe3C復合相化合物層以及無化合物層的條件，測定了鋼件在多種服役條件下最適宜的組織形態(tài)。這些結(jié)論對離子滲氮的擴大應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。到1980年末全國已有上千臺離子滲氮設(shè)備、數(shù)十家離子滲氮設(shè)備制造廠、興起了一場推廣離子滲氮技術(shù)的高潮。
除離子滲氮外，許多科研單位、大專院校還開展了離子滲碳、碳氮共滲、離子軟氮化、硫氮和碳氮硫共滲、離子滲硼等技術(shù)的研究開發(fā)，但由于技術(shù)復雜、生產(chǎn)成本高、環(huán)保和安全衛(wèi)生等因素，未得到廣泛應(yīng)用，生產(chǎn)應(yīng)用最廣的還是離子滲氮。
離子鍍滲技術(shù)的研究和應(yīng)用也是我國熱處理技術(shù)進步的范例。太原工業(yè)大學，北京聯(lián)合大學和電子部第一研究所對離子鍍滲機理、工藝參數(shù)的優(yōu)選、鍍層質(zhì)量和工藝的關(guān)系進行了深入研究，開發(fā)出了多層輝光離子滲金屬和多弧離子鍍技術(shù)，不僅可以在金屬制品表面獲得致密的TiN沉積層，得到W、Mo、Cr、Ni等單元素鍍滲層，而且還可以使W、Cr、Mo、V等元素按不同組合和比例同時滲入普通鋼材，使其表面得到相當厚的類似高速鋼成分的鍍滲層，從而代替昂貴的高速鋼。
2.2.6 激光和電子束熱處理
激光熱處理的試驗研究起始于1979年。最初是在250W的小功率激光器上用小試樣驗證了鋼表面相變硬化的效果。目前二氧化碳激光器已能做到10kW的功率，激光器、導光聚焦系統(tǒng)和5坐標工作臺都能自行制造。
開展了激光和電子表面相變硬化、熔化凝固、表面涂復和表面合金化的試驗研究。激光相變硬化在汽車發(fā)動機氣缸套、彈性聯(lián)軸節(jié)主簧片、紡織機錠桿、量具塊規(guī)、鑿巖機氣缸等機器零件上獲得應(yīng)用。一汽、二汽、北京內(nèi)燃機總廠、西安內(nèi)燃機配件廠都已建立起缸套的激光硬化生產(chǎn)線。
十幾年來，從國外引進的大功率二氧化碳激光器有十數(shù)臺之多。目前國產(chǎn)設(shè)備已基本取代進口。
大功率激光器的研制和生產(chǎn)單位有華中理工大學、上海光機所、沈陽機電設(shè)計院、中科院北京自動化所等。承擔國家863科研項目、在激光熱處理應(yīng)用上有貢獻的單位有沈陽金屬所、北京機床所、北京市機電研究院、原機械部北京機電所、長春機械研究所等。原機械部北京機電研究所和中科院自動化所合作研制了15KW的電子束熱處理裝置。
2.2.7熱處理質(zhì)量的嚴格控制
