它山之石可以攻玉——赴日考查纪实

安徽嘉龙锋钢刀具有限公司 （243131） 赵步青 胡 明

2013年3月20～23日，笔者应邀去日本对具有120多年刀具制造历史的A公司进行考查访问，受到日方非常热烈的欢迎与盛情款待。接待现场悬挂着中华人民共和国和日本两国国旗。据说嘉龙公司是参观A公司刀具生产现场的第一位国外同行。深感欣慰的是日方有问必答，A公司有几个分公司，每个角落都可以参观，似乎对我们完全开放，所以看到的、听到的东西比较多，记实给国内同仁参考，希望从中汲取有益的成分，洋为中用，为提高我国工具制造水平尽点绵薄之力，不妥之处请斧正。

1.盐浴热处理

A公司座落在日本宫城县仙台市内，离东京约300km。该公司主要生产各种各样的机械刀片，最长的有5m多。机械刀片用于加工木材、纸张、皮革、橡胶、塑料、胶合板、刨花板、人造板及布匹等非金属材料。刀刃用材主要有高速钢、硬质合金、合金工具钢。热处理加热炉有盐浴炉、真空炉、箱式多用炉、大型保护气氛炉及大型气体渗碳炉等。

在现场正在生产的有两套盐浴炉：一套为Cr12MoV钢刀具淬火线，另一套为高速钢或基体钢淬火线。

（1）Cr12MoV钢刀具（大而薄的圆锯片等）生产线上有3台设备：①预热炉盐浴成分为BaC12+NaC1，指示温度为810℃。②加热炉为100%BaC12，加热温度为1020～1030℃。③冷却炉为KNO3+NaNO2，指示温度为220℃。

盐浴炉为半埋半插式，均为三相；热电偶直接插在炉内测温，控温为数显记录仪。

Cr12MoV钢圆锯片经220℃等温淬火后立即压平，装夹具进筐回火，回火在硝盐中进行，回火温度180～200℃。

（2）高速钢及基体钢刀具盐浴生产线有6台设备：①烘干电阻炉，其烘干温度500～600℃，烘时为加热时两倍。②预热炉，盐浴成分为BaC12+NaC1，指示温度850℃；单炉双板预热，有吊机，但现场操作为手工。③加热炉，盐浴成分为100%BaC12，M2钢淬火加热温度为1215～1220℃，不看金相，车间内没有金相室，只有洛氏硬度计。④冷却炉，盐浴成分为BaC12、CaC12、SrC12，据说熔点为430℃，使用温度为480～550℃。分级时间同高温加热时间。⑤等温炉，为KNO3、NaNO2混合盐，等温温度240～280℃，等温时间0.5～2h。等温后立即去渣，洗净后室温下校直。校直好的产品立即上夹具夹持回火。⑥回火炉为100%硝盐浴，回火温度550～580℃。因为机械刀片不要求太高的硬度，所以回火温度相对偏高。

盐浴电极也为半埋半插式，电极只有一个面在盐浴中。变压器为干式盐炉变压器，风冷。盐浴温度测定不用辐射高温计，也不用辐射感温器，而是用热电偶直接测量，数显自动记录，到时报警。热电偶插在炉浴内直接测温准确度较高，产品热处理质量稳定性高。

据说，日本有些高速钢刀具回火配方有SrC12+K2CO3，另加KOH脱氧剂。详细情况无法考证。

日本热处理炉前锉刀检查淬火硬度及脱碳方法借得借鉴。淬火首件用锉刀锉硬度可以判断淬火质量，若硬度太高，说明淬火温度低，反之温度高。锉得硬度适合（比如62～63HRC），则说明淬火正确。用三角锉刀锉淬火件表面，视锉痕的深浅，估算盐浴是否脱碳。上述必须有丰富临场经验的操作者完成，一般人难以实施。

2.真空热处理

尺小比较小而且又不易变形的工具放在真空炉处理。真空处理件不太多。

3.大型可控气氛热处理炉

此炉为该公司自行设计的专用炉，主要用于钎焊的长刀片的钎焊→加热→淬火的复合热处理，辊动传递全长18m，设备总功率460kW，最高加热温度1300℃，装炉量1.6t左右。在淬火温度下保温15～20min，属快速加热工艺。微机控温，自动打印。炉内充氮保护。淬火冷却也充液氮，如系高速钢刀刃，冷至600℃出炉空冷。

回火炉也是自行设计的专用炉，回火温度根据刀刃材料和要求的硬度而定，一般在460～600℃之间波动。

4.箱式多用炉

参观时箱式多用炉正在工作，炉中产品为Cr12MoV钢圆锯片或切刀，尺寸φ100～φ120mm，厚度3～5mm，加热温度为1020℃，淬火冷却介质为150℃左右的硝盐。

回火在硝盐槽中进行，从现场可以发现，日本工具行业，硝盐应用十分普遍。

5.大型井式渗碳炉

该公司有几台大型井式渗碳炉，深度6.5m，渗剂为甲醇+丙酮。此类炉主要用于机床导轨的渗碳。导轨截面尺寸（60～80）mm×（80～100）mm，导轨长度4～6m，渗碳厚度2mm左右。渗碳结束后降温淬火，低温回火，硬度要求56～62HRC。

该公司有很强的机床制造能力，大部分自制，根据刀片加工特点，专机精造也许是他们百年长盛不衰、保持旺盛竞争力的因素之一吧。

6.高温压轧镶接淬火炉

部分旋切刀和刨切刀是用镶接法成形的。即把刃钢和Q235钢刀体加热至锻造温度，然后压轧至规定尺寸，空冷至室温，然后装箱退火。此类刃钢基本上是低中合金钢，退火温度810～830℃，保温3h左右，炉冷至550℃出炉空冷。

淬火炉是不带保护气氛的，普通密封箱式炉加热保温后直接淬水，水温是严格控制的，水中有无添加剂不得而知。笔者估计水中不会添加其他药剂，就是流动的大水槽，严格控制出水的温度是核心技术，节能环保，此项技术反映出该企业的实力。

7.变形校直设备

不管是大而薄的圆锯片还是扁薄特长的刀片，均采用液压机床校正，而不像国内有的同行用手工校正，合格程度凭操作工目测，他们校正技术娴熟，水平很高。

8.热处理环保

减少和避免热处理对环境污染的措施有预防和治理两部分，日本人做到了。Cr12MoV钢大刀片淬油现场是先起火、后冒烟，几秒后烟火全无，车间内也无油味；低中合金钢刀片淬水（压轧刀片生产线）当然无污染；对于热处理车间产生的废水经治理达标排放，废气湿吸附处理，废渣集中送政府专门机构处理。搞好环境治理是人们的自觉行动。

9.定期质量、安全、生产检查制度

日本厂矿企业的行政管理机构有三部分：股东会、董事会、监察会。股东大会是权力机构，董事会是聘用执行机构，监察会由政府派出，负责企业审计、监督、评估，它虽不是权力机构，但它掌握董事会的生死大权。每周五下午组织各方面人士（7～8人）深入生产现场每一个角落，按公司有关规定打分，重点突出安全质量，做到防患于未然，把问题消灭在萌芽状态。评判结果在公司内参上公布，若连续几次被点名，该单位领导就该走人了，一切凭数据说话，能者上，庸者下。

10.高效、精密、清洁生产

日本此行主要是考查机械刀片热处理技术，也看到机械加工其他技术，简单可概括为六个字：高效、精密、清洁。

高速钢圆据片下料不需要冲床而是用激光、等离子切割。φ120mm×3mm规格3～4s切割一个，淬火、回火后上数控磨床，磨平面、内孔、刀刃均在同一台专用机床上进行，一个操作工同时操作10～11台机床，自动上下料，砂轮钝了自动修磨。不管是切割还是磨削，精度非常高，散差极小。

磨削液没有气味，无飞溅现象，不管走到哪个生产现场，都很干净（只要进车间，全穿皮拖鞋参观），给人以很舒适愉快的感觉。

像龙门刨、大的平面磨、车床、铣床均为数控，一人操作多台设备是普遍现象，这是高效生产的真正内涵，设备先进了，人的素质水平也要跟上。

11.思考与总结

技术无国界，日本的月亮不比中国的月亮圆，它山之石可以攻玉。总体来说，日本的机械刀片制造技术比中国要高，但在某些具体的环节上，嘉龙要胜过日本，比如钎焊－保护气氛热处理复合技术、马氏体相变超塑性校直技术、整体高速钢刀片局部表面淬火技术等为核心竞争力技术，令日本同行赞叹，因此邀请我们参观访问，学术交流，并签订了互利共赢经济技术合作协议。考查虽只有短短的几天，但收获颇丰，有些事终身难忘。

（1）我们所参观的几家工厂均无围墙、大门、警卫。这样刀具生产成本大大下降，全员劳动生产力也高。

（2）环境保护好。青山绿水、蓝天白云名不虚传。人与自然和谐相处共同发展。既要金山银山，更要绿水青山。

（3）高速钢刀具淬火炉前不看金相。此工作在钢材生产环节进行，钢厂有钢材质保书，有制作不同刀具的推荐工艺。工具厂根据自己的具体刀具，与钢厂签订钢材供销协议，只要严格而准确地控制好温度，金相肯定合格，刀具寿命高且稳定。据了解他们只向日本著名的大同、不二越两大钢铁公司订购钢材。

（4）个性化用材、个性化的热处理工艺。在现场看到，同样的刀加工不同的材料，选用的钢材是不一样的，同为M2钢制作不同的刀具，热处理工艺也不一样，个性化的热处理非常突出。根据刀具的服役状态，大体上可分两大类，即连续切削和间断切削。连续切削刀具硬度高，用料特别讲究，甚至选硬质合金、粉末高速钢、高性能高速钢。而间断切削突出韧性，淬火温度相对低些，硬度也低点。

（5）科研为生产服务。工厂都有较强的研发能力，有技术部、有研究所。科学试验都在这里进行。比如淬火金相抽查、冲击试验、抗磨损试验等，他们把试验的数据及时通报给生产车间，做到出厂的产品心中有数。产品失效分析也由研究所承担，此外，他们广泛搜集客户信息反馈资料，新材料、新产品开发也是由研究所牵头，与生产车间共同完成。研发人员虽然不多，但个个都是精兵强将。

以上是我们赴日所见所闻，错误和偏漏在所难免，不妥之处，请批评指正。