至遲到宋代,中國傳統(tǒng)的金屬箔的制造業(yè)已很成熟。在《天工開物》、《繪事瑣言》等古籍中均有記載,即將金片初鍛后,層層疊入特制的烏金紙,扎成束,加以鍛打和退火。其中間退火處理,可能是連同烏金紙一起置于炭爐中,在約100℃的溫度下加熱,以消除加工硬化。其最終退火處理是利用鍛造的余熱,將金片連同烏金紙緩慢冷至室溫。因創(chuàng)造性地采用烏金紙間隔、扎束鍛打和退火的獨特工藝,才得以制作比國外更薄更均勻的金箔。除金箔外,中國古代還有關(guān)于銀箔的記載。銀箔主要用于器物的裝飾。元代陶宗儀《南村輟耕錄》中載:“凡器作什物,以金薄或銀薄依銀匠所用紙糊罩,置金銀薄在內(nèi),逐旋細(xì)切取。鋪已,旋漆上,新綿揩拭牢實。”錫箔是用量很大的金屬箔,其最大的用途是制作紙錢和裝飾。關(guān)于錫箔的制造在古籍中也有報道。其加工制作也是采用層層疊合鍛打和退火,不同的是古人可能認(rèn)識到了錫的表面易形成隔層(即氧化層),因此不采取金屬片之間采用紙間隔的辦法。此后,又開發(fā)了蒸汽退火加熱技術(shù)[19]。用蒸汽加熱可使溫度控制在略高于100℃,既可獲得很高的延展性,又可避免錫箔過度氧化。
從近代起,我國傳統(tǒng)冶鐵術(shù)已無法滿足市場需要,盡管仍有地方生產(chǎn)“灌鋼”或“蘇鋼”,如在安徽的蕪湖、湖南的湘潭、四川的重慶、威遠(yuǎn)等地人們還在使用這一傳統(tǒng)技術(shù),但在全國范圍內(nèi),這一傳統(tǒng)的液體滲碳制鋼法不再成為制鋼主要手段。我國的鋼鐵一方面依靠進(jìn)口,另一方面開始建立近代化的鋼鐵廠。從1868年開始,相繼建成福州船政局鐵廠、江南機器制造總局煉鋼廠、漢陽鐵廠漢冶萍煤鐵廠分公司、民族資本和興鐵廠、揚子機器公司鐵廠本溪湖煤鐵股份公司鋼鐵生產(chǎn)廠,這些工廠不僅生產(chǎn)生鐵和熟鐵,還可提供大量的鋼材。這時積累長期經(jīng)驗所形成的傳統(tǒng)熱處理技術(shù)仍在金屬加工中發(fā)揮重要的作用。采用熔融生鐵作為滲碳劑的液體滲碳法的表面處理技術(shù)還有所發(fā)展,這些方法通常稱為“擦生”或“擦鏑”,其具體處理方法在不同地區(qū)還有許多種。在江西采用的是類似于宋應(yīng)星描述的“生鐵淋口”技術(shù),河北、山西、內(nèi)蒙等地區(qū)采用的是“擦滲”法,東北地區(qū)則采用“鋪滲”法,福建、廣東則更像是“煮滲”法。在淬火及回火的工藝控制方面已很成熟,如民間在淬火劑的選擇上和進(jìn)行鋼鐵控冷自回火方面發(fā)展了很多技巧,如“淬黃火”和“淬白火”[20]等。在刀剪制造行業(yè)中也逐漸建立了某些名牌商號,包括北京王麻子和杭州張小泉等,盡管他們不知刀剪的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu),但他們在長期的實踐中總結(jié)出來的工藝技巧,使其能達(dá)到性能控制的目的,從而生產(chǎn)的刃具堅韌、耐用。燜熬法固體滲碳方法已成為滲碳的重要技術(shù),在近代被華中和華北地區(qū)的工匠所采用,他們所用的“釜”是鐵鍋,制備的鋼被稱為“燜鋼”。
2、中國的代熱處理進(jìn)展
熱處理是機械工業(yè)中的一基十分重要的基礎(chǔ)工藝,對提高機電產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量和使用壽命,加強產(chǎn)品在國內(nèi)外市場競爭能力具有舉足輕重的作用。但是人們認(rèn)識到這一點卻花了相當(dāng)長的時間和很大的代價。由于熱處理影響的是產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量,它一般不會改變制品的形狀,不會使人直觀地感到它的必要性,弄不好還會嚴(yán)重畸變和開裂;破壞制品的表面質(zhì)量和尺寸精度,致使制造過程前功盡棄。所以在我國的制造業(yè)中長期存在著“重冷(冷加工)輕熱(熱加工)”現(xiàn)象,以致這個行業(yè)一直處于落后狀態(tài)。
由于工業(yè)基礎(chǔ)的薄弱和在戰(zhàn)爭中遭受的破壞,我國的熱處理在40年代還僅僅屬于一種作坊式的生產(chǎn),尚未形成實質(zhì)性的產(chǎn)業(yè)。在工科院校中無熱處理的專門學(xué)科,因而也缺乏高層次的專業(yè)技術(shù)人才。當(dāng)時的熱處理操作大都是家傳技藝,籠罩著神秘氣氛,處于十分落后的境地。
我國的熱處理產(chǎn)業(yè)起源于50年代初蘇聯(lián)援建的156項企業(yè)。其中的機械工廠都設(shè)熱處理車間和工段。購買了大批蘇制熱處理設(shè)備、包括箱式、井式、鹽浴等30、 40年代水平的電阻加熱爐,并相應(yīng)建立了第一批按蘇聯(lián)圖紙生產(chǎn)這些類型設(shè)備的電爐廠。一些高等工科學(xué)校經(jīng)過院系調(diào)整后、創(chuàng)建了包括在機械制造工藝系中的熱處理專業(yè),于1954~1956年培養(yǎng)出了第一批專科和本科的熱處理專業(yè)正式畢業(yè)生。50年代末和60年代初還有從蘇聯(lián)學(xué)習(xí)歸來一批熱處理專業(yè)的留學(xué)生。陸續(xù)建立的一些科研機構(gòu)和專院校,基本上能按照材料和應(yīng)用發(fā)展的步伐開展熱處理基礎(chǔ)和應(yīng)用技術(shù)的研究開發(fā),涌現(xiàn)出一系列的科研成果。由此,從人才培養(yǎng)、研究與開發(fā),生產(chǎn)技術(shù)的革新和設(shè)備制造等方面初步形成了一個較完整的專業(yè)體系。