它山之石可以攻玉——赴日考查紀實

安徽嘉龍鋒鋼刀具有限公司 （243131） 趙步青 胡 明

2013年3月20～23日，筆者應邀去日本對具有120多年刀具制造歷史的A公司進行考查訪問，受到日方非常熱烈的歡迎與盛情款待。接待現場懸掛著中華人民共和國和日本兩國國旗。據說嘉龍公司是參觀A公司刀具生產現場的第一位國外同行。深感欣慰的是日方有問必答，A公司有幾個分公司，每個角落都可以參觀，似乎對我們完全開放，所以看到的、聽到的東西比較多，記實給國內同仁參考，希望從中汲取有益的成分，洋為中用，為提高我國工具制造水平盡點綿薄之力，不妥之處請斧正。

1.鹽浴熱處理

A公司座落在日本宮城縣仙臺市內，離東京約300km。該公司主要生產各種各樣的機械刀片，最長的有5m多。機械刀片用于加工木材、紙張、皮革、橡膠、塑料、膠合板、刨花板、人造板及布匹等非金屬材料。刀刃用材主要有高速鋼、硬質合金、合金工具鋼。熱處理加熱爐有鹽浴爐、真空爐、箱式多用爐、大型保護氣氛爐及大型氣體滲碳爐等。

在現場正在生產的有兩套鹽浴爐：一套為Cr12MoV鋼刀具淬火線，另一套為高速鋼或基體鋼淬火線。

（1）Cr12MoV鋼刀具（大而薄的圓鋸片等）生產線上有3臺設備：①預熱爐鹽浴成分為BaC12+NaC1，指示溫度為810℃。②加熱爐為100%BaC12，加熱溫度為1020～1030℃。③冷卻爐為KNO3+NaNO2，指示溫度為220℃。

鹽浴爐為半埋半插式，均為三相；熱電偶直接插在爐內測溫，控溫為數顯記錄儀。

Cr12MoV鋼圓鋸片經220℃等溫淬火后立即壓平，裝夾具進筐回火，回火在硝鹽中進行，回火溫度180～200℃。

（2）高速鋼及基體鋼刀具鹽浴生產線有6臺設備：①烘干電阻爐，其烘干溫度500～600℃，烘時為加熱時兩倍。②預熱爐，鹽浴成分為BaC12+NaC1，指示溫度850℃；單爐雙板預熱，有吊機，但現場操作為手工。③加熱爐，鹽浴成分為100%BaC12，M2鋼淬火加熱溫度為1215～1220℃，不看金相，車間內沒有金相室，只有洛氏硬度計。④冷卻爐，鹽浴成分為BaC12、CaC12、SrC12，據說熔點為430℃，使用溫度為480～550℃。分級時間同高溫加熱時間。⑤等溫爐，為KNO3、NaNO2混合鹽，等溫溫度240～280℃，等溫時間0.5～2h。等溫后立即去渣，洗凈后室溫下校直。校直好的產品立即上夾具夾持回火。⑥回火爐為100%硝鹽浴，回火溫度550～580℃。因為機械刀片不要求太高的硬度，所以回火溫度相對偏高。

鹽浴電極也為半埋半插式，電極只有一個面在鹽浴中。變壓器為干式鹽爐變壓器，風冷。鹽浴溫度測定不用輻射高溫計，也不用輻射感溫器，而是用熱電偶直接測量，數顯自動記錄，到時報警。熱電偶插在爐浴內直接測溫準確度較高，產品熱處理質量穩定性高。

據說，日本有些高速鋼刀具回火配方有SrC12+K2CO3，另加KOH脫氧劑。詳細情況無法考證。

日本熱處理爐前銼刀檢查淬火硬度及脫碳方法借得借鑒。淬火首件用銼刀銼硬度可以判斷淬火質量，若硬度太高，說明淬火溫度低，反之溫度高。銼得硬度適合（比如62～63HRC），則說明淬火正確。用三角銼刀銼淬火件表面，視銼痕的深淺，估算鹽浴是否脫碳。上述必須有豐富臨場經驗的操作者完成，一般人難以實施。

2.真空熱處理

尺小比較小而且又不易變形的工具放在真空爐處理。真空處理件不太多。

3.大型可控氣氛熱處理爐

此爐為該公司自行設計的專用爐，主要用于釬焊的長刀片的釬焊→加熱→淬火的復合熱處理，輥動傳遞全長18m，設備總功率460kW，最高加熱溫度1300℃，裝爐量1.6t左右。在淬火溫度下保溫15～20min，屬快速加熱工藝。微機控溫，自動打印。爐內充氮保護。淬火冷卻也充液氮，如系高速鋼刀刃，冷至600℃出爐空冷。

回火爐也是自行設計的專用爐，回火溫度根據刀刃材料和要求的硬度而定，一般在460～600℃之間波動。

4.箱式多用爐

參觀時箱式多用爐正在工作，爐中產品為Cr12MoV鋼圓鋸片或切刀，尺寸φ100～φ120mm，厚度3～5mm，加熱溫度為1020℃，淬火冷卻介質為150℃左右的硝鹽。

回火在硝鹽槽中進行，從現場可以發現，日本工具行業，硝鹽應用十分普遍。

5.大型井式滲碳爐

該公司有幾臺大型井式滲碳爐，深度6.5m，滲劑為甲醇+丙酮。此類爐主要用于機床導軌的滲碳。導軌截面尺寸（60～80）mm×（80～100）mm，導軌長度4～6m，滲碳厚度2mm左右。滲碳結束后降溫淬火，低溫回火，硬度要求56～62HRC。

該公司有很強的機床制造能力，大部分自制，根據刀片加工特點，專機精造也許是他們百年長盛不衰、保持旺盛競爭力的因素之一吧。

6.高溫壓軋鑲接淬火爐

部分旋切刀和刨切刀是用鑲接法成形的。即把刃鋼和Q235鋼刀體加熱至鍛造溫度，然后壓軋至規定尺寸，空冷至室溫，然后裝箱退火。此類刃鋼基本上是低中合金鋼，退火溫度810～830℃，保溫3h左右，爐冷至550℃出爐空冷。

淬火爐是不帶保護氣氛的，普通密封箱式爐加熱保溫后直接淬水，水溫是嚴格控制的，水中有無添加劑不得而知。筆者估計水中不會添加其他藥劑，就是流動的大水槽，嚴格控制出水的溫度是核心技術，節能環保，此項技術反映出該企業的實力。

7.變形校直設備

不管是大而薄的圓鋸片還是扁薄特長的刀片，均采用液壓機床校正，而不像國內有的同行用手工校正，合格程度憑操作工目測，他們校正技術嫻熟，水平很高。

8.熱處理環保

減少和避免熱處理對環境污染的措施有預防和治理兩部分，日本人做到了。Cr12MoV鋼大刀片淬油現場是先起火、后冒煙，幾秒后煙火全無，車間內也無油味；低中合金鋼刀片淬水（壓軋刀片生產線）當然無污染；對于熱處理車間產生的廢水經治理達標排放，廢氣濕吸附處理，廢渣集中送政府專門機構處理。搞好環境治理是人們的自覺行動。

9.定期質量、安全、生產檢查制度

日本廠礦企業的行政管理機構有三部分：股東會、董事會、監察會。股東大會是權力機構，董事會是聘用執行機構，監察會由政府派出，負責企業審計、監督、評估，它雖不是權力機構，但它掌握董事會的生死大權。每周五下午組織各方面人士（7～8人）深入生產現場每一個角落，按公司有關規定打分，重點突出安全質量，做到防患于未然，把問題消滅在萌芽狀態。評判結果在公司內參上公布，若連續幾次被點名，該單位領導就該走人了，一切憑數據說話，能者上，庸者下。

10.高效、精密、清潔生產

日本此行主要是考查機械刀片熱處理技術，也看到機械加工其他技術，簡單可概括為六個字：高效、精密、清潔。

高速鋼圓據片下料不需要沖床而是用激光、等離子切割。φ120mm×3mm規格3～4s切割一個，淬火、回火后上數控磨床，磨平面、內孔、刀刃均在同一臺專用機床上進行，一個操作工同時操作10～11臺機床，自動上下料，砂輪鈍了自動修磨。不管是切割還是磨削，精度非常高，散差極小。

磨削液沒有氣味，無飛濺現象，不管走到哪個生產現場，都很干凈（只要進車間，全穿皮拖鞋參觀），給人以很舒適愉快的感覺。

像龍門刨、大的平面磨、車床、銑床均為數控，一人操作多臺設備是普遍現象，這是高效生產的真正內涵，設備先進了，人的素質水平也要跟上。

11.思考與總結

技術無國界，日本的月亮不比中國的月亮圓，它山之石可以攻玉。總體來說，日本的機械刀片制造技術比中國要高，但在某些具體的環節上，嘉龍要勝過日本，比如釬焊－保護氣氛熱處理復合技術、馬氏體相變超塑性校直技術、整體高速鋼刀片局部表面淬火技術等為核心競爭力技術，令日本同行贊嘆，因此邀請我們參觀訪問，學術交流，并簽訂了互利共贏經濟技術合作協議。考查雖只有短短的幾天，但收獲頗豐，有些事終身難忘。

（1）我們所參觀的幾家工廠均無圍墻、大門、警衛。這樣刀具生產成本大大下降，全員勞動生產力也高。

（2）環境保護好。青山綠水、藍天白云名不虛傳。人與自然和諧相處共同發展。既要金山銀山，更要綠水青山。

（3）高速鋼刀具淬火爐前不看金相。此工作在鋼材生產環節進行，鋼廠有鋼材質保書，有制作不同刀具的推薦工藝。工具廠根據自己的具體刀具，與鋼廠簽訂鋼材供銷協議，只要嚴格而準確地控制好溫度，金相肯定合格，刀具壽命高且穩定。據了解他們只向日本著名的大同、不二越兩大鋼鐵公司訂購鋼材。

（4）個性化用材、個性化的熱處理工藝。在現場看到，同樣的刀加工不同的材料，選用的鋼材是不一樣的，同為M2鋼制作不同的刀具，熱處理工藝也不一樣，個性化的熱處理非常突出。根據刀具的服役狀態，大體上可分兩大類，即連續切削和間斷切削。連續切削刀具硬度高，用料特別講究，甚至選硬質合金、粉末高速鋼、高性能高速鋼。而間斷切削突出韌性，淬火溫度相對低些，硬度也低點。

（5）科研為生產服務。工廠都有較強的研發能力，有技術部、有研究所。科學試驗都在這里進行。比如淬火金相抽查、沖擊試驗、抗磨損試驗等，他們把試驗的數據及時通報給生產車間，做到出廠的產品心中有數。產品失效分析也由研究所承擔，此外，他們廣泛搜集客戶信息反饋資料，新材料、新產品開發也是由研究所牽頭，與生產車間共同完成。研發人員雖然不多，但個個都是精兵強將。

以上是我們赴日所見所聞，錯誤和偏漏在所難免，不妥之處，請批評指正。