【 产品应用实例 】

 我单位是北京市汽车摩托车行业一个较大的专业厂，本公司的所有热处理件均由电热厂加工处理。其主要产品BM021摩托车的关键部件，如主轴、副轴、传动齿轮、变速轴等在碳氮共渗中均有局部不氰化的工艺要求。多年来，本厂的热处理防渗工艺一直采取镀铜防渗工艺。该工艺耗电量大，环境污染严重。是我厂的一个‘老大难’问题。从一九九四年起，我厂技术科在公司各部门及北京光华热化材料厂（原北京光华涂料厂）的密切配合下，采用涂料防渗取代镀铜防渗工艺，获得了满意效果，节约了大量资金，降低了工艺成本，尤其是彻底解决了原工艺的环境污染问题。

北京光华热化材料厂生产的多功能防渗碳涂料防护效果良好，产品质量稳定，无环境污染。经我公司中心实验室、质量检验科等各部门严格检测并在攻关鉴定会上获得一致通过。成为我厂生产中必不可少的热处理工艺材料。为我厂产品质量的稳定提高创造了有利条件。 为了在热处理行业中进一步推广新技术，提高我国热处理行业的整体工艺水平，特此向全国热处理行业协会郑重推荐，希望在热处理行业中以予推广。为我国的热处理行业作出更大贡献。

 北京汽车摩托车联合总公司电热厂 

 一九九六年十二月二十日

 我单位原名《天津机械厂》是天津市机械行业一个较大的生产厂，已有多年历史。在我厂生产的摩托车齿轮等机件中均有局部防渗的工艺要求。十多年来我厂一直采用北京光华热化材料厂（原北京光华涂料厂）生产的多功能防渗碳涂料进行局部防渗保护。产品质量一直很稳定，而且，既使存放多年，其防护效果依然很可靠。成为我厂产品生产中必不可少的热处理工艺材料。为我厂产品质量的提高创造了有利条件。

 我单位是北京机车车辆制造厂的配套厂，具有多年专业生产历史。 在我厂的机械零件加工中常有一些工件有局部防渗保护的工艺要求。多年来我厂一直采用北京光华热化材料厂（原北京光华涂料厂）生产的多功能防渗碳涂料进行局部防渗保护。该涂料防护效果良好，产品质量稳定，效果可靠。成为我厂生产中必不可少的热处理工艺材料。为我厂产品质量的稳定提高创造了有利条件。

 为了在热处理行业中进一步推广涂料防渗技术，提高我国热处理行业的整体工艺水平，特此向全国热处理行业协会郑重推荐，希望在机械热处理行业中以予推广。为我国的机械行业作出更大贡献。

北京南口机车车辆机械厂

 一九九七年四月十六日

 一、简述：

 　021摩托车是我公司主要成车之一，主轴、副轴、传动壳齿轮、变速轴等部件是该车的关键零件，其热处理均是碳氮共渗（即气体氰化）淬火。由于功能要求，均有局部不氰化的设计。从六十年代起，一直采用局部镀铜的方法对不氰化部位进行防渗处理。近三十年来，我们积累了较丰富的经验，对稳定产品质量起到过良好作用，但此镀铜工艺的成本高、周期长，操作环境恶劣，产生严重污染的痼疾一直没有得到根治。据环境监测部门的检测结果反映，其铜离子污染超标90余倍；铬离子污染超标50多倍。与此同时，在镀铜、退铜的过程中，还会产生大量酸烟、酸液。

 为此，我们曾对治理污染的工作做了许多考察。然而，最简单的含氰、铜、铬的废水治理设备亦须耗资数十万元。同时，还要设置专门机构和专职人员。

出于对产品成本、市场价格的考虑，以及技改资金短缺等原因，一直未能下此决心。而环保部门每月都要上缴数千元的“排污费”，有时还有罚款。

 　　随着城市文明的发展，对生产环境的要求越来越严格，在此情况下，总公司电热厂的技术人员提出了采用其它工艺取代镀铜工艺的合理化建议。此建议立即得到工艺处及企管处的肯定和支持。企管处将该项目列入总公司价值工程计划；而后，总师办又作为考核项目列入公司质量攻关项目，责成电热厂为主办单位，摩研所与工艺处为配合单位。成立了以厂长为组长，技术科长、生产科长为副组长的攻关小组，开始了至今近两年的攻关工作。



二、基本方法

　　攻关组成立后，即刻开始工作。我们的基本思路是利用价值工程的基本原理，采用工艺替代的方法，在保证零件原有功能的基础上，达到降低成本，消除污染，提高价值，增加效益的目的。

 1.功能分析 （略）……

 2.选择方案：

 　用镀铜的方法对工件的不氰化部位进行防渗处理。是北汽摩公司三十年来行之有效的老工艺。该工艺虽有一定污染，但对稳定产品质量起到过良好作用。现在，要选择一种即可靠又无污染的新工艺取而代之，却并不容易。经过多次讨论，他们预定了三种试验方案：

①、高频局部退火； ②、采用防渗螺母保护； ③、采用涂料防渗；

　　一开始，大家对采用涂料防渗工艺，信心并不大，因为在过去也曾采用过浙江、山东、等地的防渗涂料作过试验，结果往往不尽人意。于是便把它排在了最后。

 　首先采用的是高频局部退火替代工艺；经过对主轴、副轴、传动壳齿轮、变速轴等部件的实验后，结果表明：高频局部退火后，工件均达不到原设计要求。

 　　继之采用的是用防渗螺母保护的替代工艺；但试验中发现用防渗螺母存在以下问题：由于加工精度不一、有的间隙太大；更由于操作者上母的松紧程度不同，封口的严密性不够；随着螺母的反复使用，出现氧化变形等问题。造成工件局部漏渗，产品质量不一致等问题，仍不理想。

 最后，只有采用涂料防渗工艺了；北京汽车摩托车联合制造公司电热厂攻关组的技术人员找到了北京光华热化材料厂（原北京光华涂料厂）的有关负责人员，说明了工艺改革的意图，以及在治理环境方面的迫切要求。该厂的同志基于多年来生产热处理工艺材料的经验和有可靠技术力量为后盾，决定全力配合。



三、新工艺、新涂料的诞生：

　　用一种新工艺（涂料防渗）取代我公司延用了三十多年的镀铜防渗，对我们技术人员来说的是一项大胆尝试对汽车行业、机械行业的工艺改革具有重要意义。解决了这一难题，就为汽车、机械行业摆脱环境污染创造了一个有利的前提条件。但考虑到国内的有关产品差强人意的现状，我们要求北京光华热化材料厂所提供的产品一定要有一个新的突破，不仅在性能上要满足我们的使用要求、经得住严格检验，而且在选材上要充分考虑到主要成分对环境保护的影响。

该厂的同志对我们的要求表示深为理解。进行了大量的选材、研制工作，先后向我们提供了八种涂料试样。我们对几种涂料进行了详细的对比实验。

 1.单件实验 （略）……

 2.小批量实验 （略）……

 3.经过北汽摩公司电热厂的精心实验，严格检测，最后选定了防护膜和水基膏状涂料两种。实验证明这种新涂料有以下几个优点：

 ①、防护性能优异，在高温下不流不塌，用本涂料防护的大批工件，经北京汽车摩托车联合制造公司中央试验室的严格检测，无一漏渗，完全满足了工艺设计的要求。效果理想。

 ②、该涂料为水基，其主要成分不含有害物质，无毒无味，无环境污染。是环保型产品；

 ③、涂覆性能好，且易于清除。经局部涂覆防渗涂料的工件，在热处理后只须轻轻敲击涂层即可剥落；螺纹、丝杠等工件涂层有少许残留，只经热水清洗即可除去。彻底解决了许多厂家类似产品的清除困难的老问题。

④、尤其是防护膜的制成，特别适用于齿轮齿尖，丝杠螺纹等不易防护部位的防渗保护，为这类工件提供了有效的防护手段。



四、工艺方案的修改 （略）……



五、工艺论证

　　我们在多次单件试验的基础上，为了实验零件的可靠性，?摩研所进行了装机台架110小时的试验和4000公里的装车路试。结论为：“新防渗工艺加工的主轴、副轴、转动壳齿轮及启动变速轴等工作可靠，通过耐久性考核。”在此后的公司各有关部门参加的专题讨论会上，决定进一步进行批量试生产实验。1994年6月6日防渗新工艺论证会后，北汽摩公司电热厂用该涂料进行了每月500台批量试生产。在批量生产的情况下，进一步检测的结果如下：



  以上的数据表明，用涂料的方法，结果完全符合设计要求。



3、主轴批量试验结果如下：

　　对主轴的防渗保护，技术要求是：漏渗＜0.2，牙尖硬度HRC＜52.5，最小拉断载荷为65000N。原方案也是加防渗螺母。

 实验结果如下：

 　从上表可以看出，用螺母防渗，无论漏渗还是拉断载荷均处于不稳定状态，不能满足设计要求。为此，我们决定试用膏状涂料取代螺母防渗方案。

 经过技术人员的多次实验，用新型涂料进行局部防护的结果如下：

 膏状涂料防渗工艺的实验结果，从漏渗、拉断载荷、牙尖硬度来看，不仅符合试生产的技术要求，而且完全符合原设计要求。

 【注：①表内漏渗层深、拉断载荷、硬度值均来自中央实验室实验报告；

②表内牙尖硬度均由HV换算而来；】

 综上所述，北京光华热化材料厂研制成功的新型防渗涂料经北汽摩公司电热厂在主轴，副轴，传动壳齿轮、启动变速轴等四种关键性零件上的试用，经过一年多的单件试验，台架试验，路试，以及前后六个月的小批量试生产表明，新的工艺方法（涂料防渗）完全可以取代镀铜防渗工艺。从而也完全取消了退铜工序。按新工艺方法生产的零件质量完全符合原设计要求，有些指标甚至还超过了原工艺方法（如心部硬度）。解决了多年不能解决的问题。

　　摩研所、质量处、热处理检查站、工艺处中央实验室等单位给予一致认定。并与一九九五年六月十五日通过了北汽摩公司总师办组织的有各部门参加的“攻关鉴定会”，对涂料防渗新工艺给予了高度评价。获得了鉴定证书。并于一九九五年六月起投入大批量生产使用。有关部门对新工艺进行了效益考察。

　　涂料防渗新工艺在保证零件原有功能的同时，具有节时、省力，质量稳定、消除污染、改善环境等诸多优点，根据生产厂家现有条件，不须增加新的投资即可实施生产。具有巨大的经济效益和社会效益。

主要方面如下：

 　以新的涂料防渗工艺取代原先的镀铜防渗工艺后，由于取消了镀铜、退铜工序，从而完全避免了铜、铬离子的产生，解决了多年未能解决的三废治理问题。具有巨大的社会效益、环境效益、为改善我们的生存环境创造了条件。而且具有可观的经济效益。

　　据北汽摩公司的多次考察，处理金属离子的成套设备价格昂贵，而且治理效果并不理想。上海某电镀厂曾投资数百万元购置了治理铜、铬离子的成套设备，亦未能达到预期效果，在百般无奈之后，聘请专家自制一套设备，效果尚可。当他们去咨询此事时，对方答复：资料咨询费0.5万元；设备制作费15万元；安装、调试费5万元；共20.5万元。

　　环保设备的运行需要安排2-3人操作、维护，每年的工资费用约需1.5万元；环保治理药品及废物处理费用2.5万元。

　　北汽摩公司原先因退铜工序所产生的铜、铬离子无有效处理措施，公司每月要交纳排污费4000元，每年要缴纳4.8万元；尚未计罚款费用。

　　北汽摩公司按其每年出成车2.5万辆、配件0.5万辆的工件生产成本内部价格计算，用涂料防渗取代镀铜防渗，每年可节约费用35.9万元。

　　原先北汽摩公司采用镀铜防渗工艺，工件全部生产流程共23道工序，且工作环境有无法避免的酸雾，废水污染。改用涂料防渗后，简化为7道工序。节约了大量工时、人力，改善了工人的劳动条件。

　　镀铜、退铜，需要消耗大量的电能，生产过程中又需要大量水洗，存在着巨大的能量消耗。采用涂料防渗后，这些都不需要了，从而节约了日益宝贵的水、电能源。

　　镀铜、退铜工艺，每年需要消耗大量的铜、铬等稀有金属，随着资源的消耗，这些金属日益宝贵。采用涂料防渗工艺后，这些消耗也都避免了。

●七、结束语

　　总之，通过北京汽摩公司采用新型涂料防渗取代传统的镀铜防渗工艺改革，我们看到新方法的巨大的经济效益；然而，比目前的经济效益更有意义的是环保方面的社会效益，以及由此唤起的企业家的环境意识。采用这一新的工艺取代传统的旧工艺，这是北汽摩公司领导及专业技术人员日益重视环境保护的具体反映。也是我国热处理工艺材料生产厂家在产品更新换代方面的一个良好开端。目前，我们正遵照总公司《防渗新工艺质量鉴定会》的意见，在更大的范围内推广使用涂料防渗取代其它防渗工艺的工作。我们希望有更多的厂家采用先进的新工艺，为改变落后的生产工艺、改善环境，降低工厂成本作出应有的贡献。



北京汽车摩托车联合制造公司电热厂  李 峰

一九九五年十月十八日

【附：北京汽车摩托车联合制造公司中央试验室（主轴、副轴、传动壳齿轮、变速轴）金相、机械物理、试验报告单】

 【附：《关于 BM021摩托车主轴等四种零件采用防渗新工艺试生产的现场检验报告》】

 【附：《北京汽车摩托车联合制造公司 BM021摩托车主轴、副轴、变速轴、传动壳齿轮采用防渗新工艺质量攻关鉴定证书】

 【附：《关于021摩托车主轴等四种零件采用防渗新工艺试生产的现场检验报告》】

为了减少污染，电热厂对021摩托车主轴、副轴、四档轮、变速轴等四种零件氰化处理前的防渗方法进行了改进。主轴、副轴、四档轮、变速轴，由镀铜防渗改为涂料防渗，副轴由镀铜防渗改为高频局部退火，并于94年7月至95年3月进行了小批量试生产，我科检验员对新工艺方法生产的四种零件进行了现场检验，结果如下：

 以上结果表明：新的工艺方法成本低、周期短、无污染，而且质量也符合设计要求。

北京汽车摩托车联合制造公司质量处

检查二科 热处理检查站

 1995年3月

  采用防渗新工艺质量攻关鉴定证书

攻关总负责：左衍超

攻关项目： 主轴、副轴、变速轴、传动壳齿轮

攻关单位： 电热厂、摩研所

项目负责人：李 峰

鉴定组织者：郭昌佩

鉴定日期： 1995.6.15.

 BM021摩托车主轴、副轴、变速轴、?传动壳齿轮以新工艺替代镀铜防渗工艺的质量攻关已在一九九四年六月通过质量攻关鉴定，同意转入批量生产。经过一年的批量试生产和进一步的工艺改进，目前的工艺方法已能符合产品设计的要求，同意按新工艺方法组织生产。

 防渗新工艺质量攻关鉴定会

 北京汽车摩托车联合制造公司总师办（章）

一九九五年六月十五日

 总师办主任： 郭昌佩；副总工艺师：朱绍庚；

 质量处副处长：董纯学；工程师：张明、郝孟臣；

 安技处处长： 王 葳；工程师：张敏、刘坤海；

摩研所高工： 陈光义；

电热厂厂长：左衍超；

技术科长： 李 峰；

 工艺质量检测报告单（该涂料由《北京光华热化材料厂》提供）