關(guān)于金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)的運(yùn)用

李紅波

【摘要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷提高，我國(guó)金屬行業(yè)得到了較為迅猛的發(fā)展，逐漸成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的支柱型產(chǎn)業(yè)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新，自然環(huán)境的變化，能源的消耗等因素，使得我國(guó)對(duì)于工業(yè)制造業(yè)有了更高的要求，在今后的金屬行業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，要以節(jié)能減排為原則進(jìn)行金屬的生產(chǎn)，這就要求金屬行業(yè)要不斷發(fā)展新技術(shù)來(lái)滿足環(huán)境與能源的要求。在其中技術(shù)中金屬材料的熱處理節(jié)能技術(shù)的發(fā)展和運(yùn)用，不僅滿足低能耗、污染小的要求，還能夠有效的提高金屬的加工性能。本文闡述了對(duì)于金屬材料熱處理新技術(shù)方面的概念，現(xiàn)階段的生產(chǎn)現(xiàn)狀，探討了熱處理節(jié)能新技術(shù)的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】金屬材料；熱處理；新技術(shù)；應(yīng)用

近年來(lái)，隨著科技和經(jīng)濟(jì)的不斷繁榮發(fā)展，工業(yè)、制造業(yè)等也得到了迅猛的發(fā)展，但是環(huán)境、能源問(wèn)題近些年也凸顯出來(lái)，環(huán)境的惡化、能源消耗嚴(yán)重的現(xiàn)象都引起了人們對(duì)環(huán)保意識(shí)的提高，加大了對(duì)能源消耗和環(huán)保的關(guān)注，發(fā)展新的科學(xué)技術(shù)與生產(chǎn)工藝避免犧牲環(huán)境與能源換來(lái)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在金屬制造業(yè)中，尤其是金屬材料的熱處理工藝，大約占據(jù)金屬材料加工的40%，對(duì)于生態(tài)環(huán)境的危害相當(dāng)巨大，并且能耗過(guò)高，所以金屬材料熱處理節(jié)能技術(shù)的開(kāi)創(chuàng)是一種新型的節(jié)能環(huán)保型的方法，在保障處理金屬材料性能的同時(shí)，還能有效的解決熱處理耗電量大的不足。因此，推進(jìn)金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于貫徹可持續(xù)發(fā)展的理念具有重大的意義。

1、我國(guó)金屬材料熱處理工藝現(xiàn)狀

首先，金屬材料的熱處理指的是將需要加工的金屬放在特定的介質(zhì)當(dāng)中進(jìn)行加熱、保溫、冷卻等處理方法，用來(lái)改變金屬表面或者內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，以此來(lái)改變金屬的相關(guān)性能，控制其向人們所需的性能方向處理，是這樣的一種工藝。以下是我國(guó)現(xiàn)階段金屬材料處理節(jié)能新技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。

1.1設(shè)備落后，工藝水平較低

自改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的工業(yè)化取得顯著的成就，對(duì)于其中的制造業(yè)來(lái)說(shuō)，其發(fā)展占到了國(guó)民生產(chǎn)總值的比例也在不斷攀升，由此可為金屬熱處理行業(yè)帶來(lái)前所未有的發(fā)展和機(jī)遇。但是現(xiàn)階段我國(guó)大部分工廠中金屬熱處理技術(shù)的工藝水平還與國(guó)際上存在著相當(dāng)大的差距，一方面受到經(jīng)濟(jì)、科技等方面的一些限制，另一方面也受設(shè)備落后的影響。雖然現(xiàn)階段金屬熱處理工藝的應(yīng)用較為普遍，但是在生產(chǎn)時(shí)，熱處理中節(jié)能的處理還不是很到位，由其是一些小廠子、私人企業(yè)中的生產(chǎn)裝備相當(dāng)落后，工藝水平也較低，導(dǎo)致在加工金屬，進(jìn)行熱處理的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生大量的污染物，在對(duì)能源不能有效利用的同時(shí)，還給環(huán)境帶來(lái)了相當(dāng)大的破壞。

1.2能源消耗高，利用率低

據(jù)相關(guān)調(diào)查表明，在我國(guó)現(xiàn)階段各類的金屬熱處理企業(yè)大約有20000多家，具有龐大的工人數(shù)量，其行業(yè)的能耗能夠占到全國(guó)總能耗的30%，是工業(yè)能耗較高的產(chǎn)業(yè)，這就要求金屬熱處理向著節(jié)能新技術(shù)方向發(fā)展。在國(guó)外工業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，現(xiàn)階段對(duì)于能源的利用率是非?？粗氐膯?wèn)題，對(duì)資源進(jìn)行充分的利用才能避免對(duì)于日益減少的能源的浪費(fèi)。在一些發(fā)達(dá)的國(guó)家工業(yè)化生產(chǎn)的階段，工業(yè)生產(chǎn)中的能源利用率普遍要比國(guó)內(nèi)的高出很多。在我國(guó)不僅能耗大，并且利用率還低，不能充分被發(fā)揮出來(lái)，導(dǎo)致整體生產(chǎn)的效率也不高。

1.3專業(yè)技術(shù)人員的缺乏

科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，人才是科技不斷發(fā)展的源泉，任何行業(yè)的發(fā)展都離不開(kāi)人才的發(fā)展，我國(guó)在金屬熱處理節(jié)能新技術(shù)方面與發(fā)達(dá)國(guó)家存在較大差距的原因之一就是缺少相關(guān)的專業(yè)人才，難以科技轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，造成了資源的浪費(fèi)和環(huán)境的污染。工業(yè)企業(yè)中的專業(yè)人才也是年紀(jì)較大的老工人，雖然經(jīng)驗(yàn)豐富，但是對(duì)于新技術(shù)的發(fā)展和研究難以掌握，企業(yè)需要新鮮的血液的注入，加強(qiáng)引進(jìn)專業(yè)人才是企業(yè)生存和發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。因此專業(yè)人才的缺乏是金屬熱處理節(jié)能新技術(shù)發(fā)展受阻的原因之一，培養(yǎng)技術(shù)人才也是現(xiàn)階段需要重視的方面，是生產(chǎn)發(fā)展需要解決的問(wèn)題。

2、金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)的應(yīng)用

2.1化學(xué)熱處理薄層滲透技術(shù)

在當(dāng)今的金屬熱處理工業(yè)當(dāng)中，應(yīng)用較為廣泛的是化學(xué)熱處理薄層滲透技術(shù)，熱處理技術(shù)的基本保障是要保證金屬材料的性能，在傳統(tǒng)的熱處理工藝當(dāng)中，金屬材料的表層如果混入了化學(xué)元素，會(huì)嚴(yán)重影響到金屬的性能。隨著化學(xué)熱處理薄層滲透技術(shù)的運(yùn)用，打破了以往的思維定式，在技術(shù)層面取得了一定的突破。在傳統(tǒng)的熱處理工藝當(dāng)中，熱處理進(jìn)行的時(shí)間較為長(zhǎng)久，這就對(duì)于電量的消耗造成了相當(dāng)大的損失，并且同時(shí)產(chǎn)生一些化學(xué)污染?；瘜W(xué)熱處理薄層滲透技術(shù)能夠有效的緩解這方面的問(wèn)題，有利于實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能，在同樣的情況下，使用新技術(shù)能夠節(jié)約大約30%以上的電能，并且能夠極大的提高金屬熱處理的生產(chǎn)效率，真正實(shí)現(xiàn)了低沉本、高效率的發(fā)展目標(biāo)，并且對(duì)環(huán)境的污染也相對(duì)較小，具有很高的發(fā)展價(jià)值。

2.2激光熱處理技術(shù)

激光熱處理技術(shù)是使用激光束照射金屬的表面，對(duì)金屬表面進(jìn)行合金化或者是硬化處理，由于激光束具有高功率、高密度、穿透性強(qiáng)的特點(diǎn)，以此來(lái)改變金屬表面的性質(zhì)，這種方法是其他技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。由于激光束的穿透力很強(qiáng)，能夠使金屬的表面很快的達(dá)到金屬的臨界熔點(diǎn)，促使金屬表面發(fā)生相應(yīng)的變化，并且逐漸硬化，，當(dāng)加熱的溫度低于熔點(diǎn)時(shí)，金屬材料的表面將會(huì)產(chǎn)生奧氏體化，及時(shí)進(jìn)行急速自冷淬火，能夠迅速提高金屬表面相變硬度，以此得到需要的金屬性能。經(jīng)過(guò)激光改變后的金屬表面特性發(fā)生了很大的變化，并且性能優(yōu)良，硬度、強(qiáng)度都得到了提升。由其在傳統(tǒng)工藝難以處理的特殊部位使用激光熱處理的方法，能夠輕松的解決難題，比如管控、較小的區(qū)域或者深溝等難以處理的地方。在計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)的今天，激光熱處理技術(shù)還可以通過(guò)電腦編程的技術(shù)提高熱處理的效率，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。

2.3真空熱處理技術(shù)

在對(duì)金屬進(jìn)行熱處理工藝的時(shí)候，對(duì)于金屬部件來(lái)說(shuō)，最常出現(xiàn)的問(wèn)題就是金屬在熱處理過(guò)程的氧化問(wèn)題。企業(yè)在生產(chǎn)的過(guò)程中，會(huì)特別注意這方面的問(wèn)題，防止金屬零件的內(nèi)部發(fā)生氧化失去其金屬性能的問(wèn)題。對(duì)于這種情況，使用真空熱處理技術(shù)能夠在無(wú)氧的介質(zhì)中對(duì)金屬進(jìn)行熱處理，使用這種技術(shù)可以省去大量的生產(chǎn)設(shè)備，縮短生產(chǎn)的時(shí)間，有力縮短生產(chǎn)的周期，提高生產(chǎn)的效率。從國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)可知這種技術(shù)是運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)對(duì)于抽真空的部分充入惰性氣體多為填充氣體，防止金屬與外界的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。并且是對(duì)流的傳熱方式，使得金屬的熱處理加工更加的均勻。

2.4振動(dòng)時(shí)效處理技術(shù)

振動(dòng)時(shí)效處理技術(shù)的目的是為了穩(wěn)定金屬的加工器件，鞏固金屬的外形和使用壽命，防止在熱處理的過(guò)程中出現(xiàn)變形或者開(kāi)裂的現(xiàn)象，避免材料出現(xiàn)細(xì)小裂紋等情況被返廠，造成資源的浪費(fèi)問(wèn)題。該技術(shù)對(duì)于金屬的熱處理加工的材料實(shí)現(xiàn)了再次優(yōu)化和完善的效果。傳統(tǒng)工藝使用低溫長(zhǎng)時(shí)間加熱的技術(shù)為了起到穩(wěn)定的作用，但是這樣會(huì)增加能耗，成本也較高，所需時(shí)間長(zhǎng)。振動(dòng)時(shí)效處理技術(shù)改進(jìn)了傳統(tǒng)的技術(shù)，節(jié)省了大量的電能，經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證得到結(jié)論為，相對(duì)于傳統(tǒng)技術(shù)能夠節(jié)省40%的電能。最終的加工性能也很好。

2.5熱處理CAD技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于熱處理工藝的提高也具有一定的影響，熱處理CAD技術(shù)是結(jié)合了計(jì)算機(jī)技術(shù)，作為主要的處理手段，對(duì)熱處理進(jìn)行系統(tǒng)化的研究，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能處理，走向可持續(xù)發(fā)展的道路。CAD技術(shù)有著噴淋、噴霧的功能，發(fā)展了淬火等工藝，已經(jīng)被國(guó)家認(rèn)證為節(jié)能環(huán)保的綠色技術(shù)。

3、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在金屬熱處理節(jié)能新技術(shù)方面，我國(guó)的發(fā)展水平還有待提高?；诳沙掷m(xù)發(fā)展理念的推動(dòng)下，積極研究金屬熱處理節(jié)能新技術(shù)對(duì)于提高企業(yè)的生產(chǎn)效率、降低能源消耗等各個(gè)方面都具有重要的意義。熱處理企業(yè)在發(fā)展的過(guò)程中，要逐漸轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的觀念，根據(jù)企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)情況，引進(jìn)先進(jìn)的熱處理設(shè)備和技術(shù)，減少能源消耗的同時(shí)，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和效益，加強(qiáng)對(duì)于科學(xué)技術(shù)的研究力度，引進(jìn)專業(yè)的人才，促使科學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)力，使金屬熱處理行業(yè)走向可持續(xù)發(fā)展的道路上來(lái)。

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