綠色制造是使機(jī)械制造業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)重要的策略。緊固件預(yù)先熱處理中的正火與退火是兩種最常用的工藝，約占緊固件熱處理的30%。這兩種工藝方法雖在工藝上有著各自不同的特點(diǎn)，但當(dāng)針對(duì)低碳鋼或中碳鋼材料進(jìn)行有關(guān)處理時(shí)，則可以達(dá)到相同（或相近）的工藝目的。

　　根據(jù)GB/T16923-1997《鋼件的正火與退火》可知，正火與退火工藝方法被具體劃分為多種小類，其中，正火與不完全退火、等溫退火工藝的加工對(duì)象、技術(shù)要求最為相同（或相近）。

　　1.功能作用

　　根據(jù)緊固件所采用的低碳鋼或中碳鋼而言，正火是把鋼加熱到Ac3以上30～70℃，出爐空冷或風(fēng)冷至常溫；不完全退火或等溫退火是把鋼加熱到Ac1以上30～50℃左右，保溫一定時(shí)間后，隨爐冷卻到一定溫度后再空冷到室溫。它們的相同或相近之處，在于都能對(duì)中碳鋼、低碳鋼進(jìn)行處理，處理所得到的金相組織為鐵素體＋珠光體，并作為某種情況下的預(yù)備熱處理或最終熱處理，從而達(dá)到細(xì)化組織，改善力學(xué)性能和切削加工性能，消除內(nèi)應(yīng)力等目的。

　　2.工藝特點(diǎn)比較

　　a． 正火后的晶粒比退火的細(xì)小，得到的珠光體較多，力學(xué)性能稍高于退火；

　　b． 正火件常采用到爐裝料，加熱溫度一般稍高于退火，保溫時(shí)間短于退火；

　　c． 正火可消除碳化物的網(wǎng)狀組織，退火則不能；

　　d． 含碳量較低的碳素鋼正火處理優(yōu)于退火，反之，退火優(yōu)于正火。

　　3.工藝成本

　　正火與退火比較則主要存在于資源方面的電能消耗、時(shí)間方面的保溫和冷卻上的差異及相應(yīng)而存在的成本差異上。

　　能源成本 　用國(guó)內(nèi)熱處理業(yè)評(píng)價(jià)單耗值計(jì)正火0.542Kw.h.Kg，退火則為0.580Kw.h.Kg，將工業(yè)用電費(fèi)按0.70元／Kw.h計(jì)算，退火電能平均成本差0.03元／Kg。

　　人工成本 　根據(jù)國(guó)內(nèi)各地正火加工的最低價(jià)格在1元／Kg左右，其中正火工藝的人工成本約為0.32元／Kg，退火工藝的人工成本約為0.35元／Kg，其差值為0.03元／Kg左右。

　　國(guó)內(nèi)同一地區(qū)正火與退火熱處理協(xié)作加工的價(jià)格差在0.2元／Kg左右。實(shí)際上，通過(guò)對(duì)該價(jià)格差具體分析后可知，該價(jià)格差仍然是建立在以傳統(tǒng)的加熱方式為主，生產(chǎn)批次較大的基礎(chǔ)上得到的。

　　4. 工藝評(píng)價(jià)

　　當(dāng)制造緊固件對(duì)象和加工技術(shù)要求基本一致時(shí)，正火工藝比退火工藝的綠色程度高，這主要是從能耗和加工工時(shí)中體現(xiàn)的。

　　低溫退火（去應(yīng)力退火）：加熱溫度＜Ac1碳素鋼550～650℃，消除鐓鍛及切削加工過(guò)程中的內(nèi)應(yīng)力，使其達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

　　再結(jié)晶退火：加熱溫度TR+150～250℃保溫時(shí)間0.5～1h空冷，發(fā)生恢復(fù)再結(jié)晶過(guò)程，使變形晶粒為細(xì)小等軸晶粒，消除冷作硬化效應(yīng)及內(nèi)應(yīng)力。對(duì)低碳鋼再結(jié)晶退火溫度600～650℃硬度在75～90HRB范圍。

　　不完全退火：加熱溫度Ac1＋30～50℃，碳素鋼一般在700～750℃之間，細(xì)化晶粒，降低硬度，提高塑性，去除內(nèi)應(yīng)力。

　　球化退火：加熱溫度略高于Ac1,長(zhǎng)時(shí)間保溫后緩冷到小于500℃空冷，使碳化物球化，降低硬度可改善冷鐓鍛性能。

　　正火：低碳、中碳鋼加熱溫度Ac3＋（50～70℃），低碳鋼提高硬度，利于切削，中碳鋼細(xì)化晶粒，均勻組織去應(yīng)力。

　　應(yīng)用實(shí)例：

　　如：20＃鋼三點(diǎn)焊接墊圈，采用850℃×0.5h正火和720℃×3h不完全退火，硬度125～165HBW基本相近，正火比不完全退火節(jié)省生產(chǎn)周期，效率高。

　　SWRM15鋼單面鉚釘，采用840℃×0.5h正火和600℃×4h再結(jié)晶退火，前者硬度大于95HRB，后者硬度在78～88HRB符合鉚接性能要求。

　　45鋼大墊圈，當(dāng)硬度要求＞200HV時(shí)，采用870℃×1h正火處理比760℃×2.5h不完全退火效果好，硬度可達(dá)到200HV以上，生產(chǎn)率明顯高于退火。

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，正火與退火工藝的成本差在0.2元／Kg～0.45元／Kg，若恰當(dāng)?shù)剡x擇正火工藝代替退火工藝，可為緊固件企業(yè)在實(shí)現(xiàn)綠色制造的同時(shí)，帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

　　總之，隨著緊固件行業(yè)的發(fā)展和先進(jìn)技術(shù)的推廣，節(jié)能降耗將擺在第一位，正火工藝的綠色特征相對(duì)于退火工藝，將會(huì)更加明顯和突出。

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