汽車零件金屬材質(zhì)熱處理節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用分析

陳燕瑜，何子永

（東莞理工學(xué)校，廣東 東莞 523000）

在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略實(shí)施背景下，我國(guó)的金屬行業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)遵循節(jié)能減排的原則。金屬材質(zhì)熱處理節(jié)能技術(shù)就是在這樣背景下產(chǎn)生的一種新型技術(shù)。將熱處理節(jié)能技術(shù)應(yīng)用到我國(guó)汽車零件金屬材質(zhì)中，可以促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)兩者之間的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，能夠切實(shí)有效落實(shí)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展理念。筆者結(jié)合自身的工作經(jīng)驗(yàn)，就金屬材質(zhì)熱處理節(jié)能技術(shù)在汽車零件制造業(yè)中的應(yīng)用談一談自己的看法和思考。

1 現(xiàn)階段我國(guó)金屬材質(zhì)熱處理技術(shù)現(xiàn)狀分析

1.1 產(chǎn)量低且能源耗費(fèi)高

在同一階段，我國(guó)的熱處理能源消耗量是歐洲、日本等一些發(fā)達(dá)國(guó)家的3倍至4倍[1]。一直以來(lái)，能源利用率是國(guó)外企業(yè)非常重視的一個(gè)問(wèn)題，而我國(guó)對(duì)這方面的重視程度不夠，加上起步較晚，造成能源耗費(fèi)高。要想降低能源耗費(fèi)，必須要實(shí)現(xiàn)能源的最大化利用，這對(duì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的落實(shí)具有重要的意義和積極的作用。

1.2 工藝水平低且設(shè)備落后

就目前實(shí)際情況來(lái)看，我國(guó)大多數(shù)汽車零件制造廠的金屬材質(zhì)熱處理技術(shù)較低，現(xiàn)有的工藝水平無(wú)法滿足生產(chǎn)要求，也不利于可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的落實(shí)。受到經(jīng)濟(jì)條件以及其他各種因素的影響和限制，我國(guó)汽車零件制造行業(yè)的生產(chǎn)加工設(shè)備相對(duì)來(lái)說(shuō)也是十分落后的。在工廠生產(chǎn)過(guò)程中，金屬材質(zhì)熱處理技術(shù)的運(yùn)用雖然比較普遍，但是在節(jié)能方面的處理還存在明顯的不足之處，需要進(jìn)一步改進(jìn)[2]。

1.3 專業(yè)人才匱乏

汽車零件金屬材質(zhì)的熱處理是一項(xiàng)具有較強(qiáng)專業(yè)性的工藝，對(duì)人才的技能水平有較高的要求。然而，很多高校都取消了與金屬材質(zhì)熱處理技術(shù)有關(guān)的專業(yè)。雖然在人才市場(chǎng)上可以發(fā)現(xiàn)與熱處理專業(yè)具有一定相似性的專業(yè)人才，但是從本質(zhì)上來(lái)看還是具有一定的差別性。加上很多的人才都涌向沿海城市，導(dǎo)致人才分布不均勻，內(nèi)陸的很多汽車零件制造業(yè)難以找到高水準(zhǔn)、高素質(zhì)的金屬材質(zhì)熱處理專業(yè)性人才。

2 汽車零件金屬材質(zhì)熱處理節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

2.1 真空熱處理技術(shù)的應(yīng)用

真空熱處理技術(shù)是汽車零件金屬材質(zhì)熱處理節(jié)能技術(shù)中一種非常重要的熱處理技術(shù)，節(jié)能效果非常顯著。一般來(lái)說(shuō)，在條件和技術(shù)成熟的前提下，假如在真空中對(duì)汽車零件的金屬材質(zhì)構(gòu)件進(jìn)行熱處理，就可以有效實(shí)現(xiàn)低壓滲碳等汽車零件金屬材質(zhì)的表面處理工藝。而且，在表面處理工藝完成后可以直接進(jìn)行高壓氣淬，這在一定程度上可以大幅度縮短對(duì)金屬材料進(jìn)行熱處理的工作時(shí)間，從而達(dá)到降低能源消耗的目的，這樣就順利完成了節(jié)能目標(biāo)。以現(xiàn)階段的工藝技術(shù)來(lái)看，要想獲得一個(gè)絕對(duì)的真空環(huán)境顯然是不切實(shí)際的，一般來(lái)說(shuō)，在低于10Pa的環(huán)境中進(jìn)行汽車零件金屬材質(zhì)熱處理，可以讓真空熱處理技術(shù)發(fā)揮出比較理想的效果。在這種近似真空的環(huán)境下，金屬材質(zhì)的表面處理工藝對(duì)于汽車零件金屬材質(zhì)的性能影響相對(duì)而言也是非常小的，此外還可以避免產(chǎn)生氣孔、材料變形等各種問(wèn)題。相對(duì)而言是一種比較理想的高柔性、高清潔度金屬材料熱處理方式[3]。在國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家，約有20%的熱處理設(shè)備采取的都是這種真空熱處理技術(shù)，我國(guó)的真空熱處理設(shè)備占據(jù)的比重還沒(méi)有達(dá)到5%。由此可見，真空熱處理技術(shù)在我國(guó)有非常大的潛力和發(fā)展空間。

2.2 激光熱處理技術(shù)的應(yīng)用

激光熱處理技術(shù)是指借助高功率密度激光對(duì)汽車零件金屬材質(zhì)進(jìn)行處理使其達(dá)到硬化目標(biāo)的一種新型工藝。即使是合金金屬材料，激光熱處理技術(shù)同樣適用。很多的汽車零件都是合金金屬材料制作而成的，而激光熱處理技術(shù)的應(yīng)用既可以保護(hù)金屬材料的性能，又能達(dá)到節(jié)能減排的目的。除此之外，激光熱處理技術(shù)還具有穿透力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。

在加熱金屬的過(guò)程中，如果熔點(diǎn)高于加熱的溫度，汽車零件金屬材質(zhì)的表面將會(huì)發(fā)生奧氏體化，這個(gè)時(shí)候技術(shù)人員可以進(jìn)行極速自冷淬火，就可以讓汽車零件金屬材質(zhì)表面硬度得到提升。使用激光熱處理技術(shù)對(duì)汽車零件金屬材料進(jìn)行照射，可以提升其硬度和密度。

2.3 化學(xué)熱處理薄層滲透技術(shù)的應(yīng)用

熱處理技術(shù)在汽車零件加工業(yè)生產(chǎn)中是部分汽車零件金屬材質(zhì)性能得以保障的基礎(chǔ)和前提。就目前情況來(lái)看，在汽車零件金屬材質(zhì)熱處理節(jié)能技術(shù)中，化學(xué)熱處理薄層滲透技術(shù)是應(yīng)用比較廣泛且取得效果較好的一項(xiàng)技術(shù)。在傳統(tǒng)的思想觀念中，認(rèn)為化學(xué)元素滲透到金屬表層中會(huì)讓金屬材質(zhì)的性能發(fā)生改變。而化學(xué)熱處理薄層滲透技術(shù)的應(yīng)用打破了這個(gè)傳統(tǒng)的化學(xué)概念。

化學(xué)熱處理薄層滲透技術(shù)從技術(shù)層面對(duì)傳統(tǒng)的工藝進(jìn)行了創(chuàng)新了突破。在傳統(tǒng)的汽車零件金屬材質(zhì)熱處理過(guò)程中，加熱的時(shí)間比較長(zhǎng)，而加工時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，就會(huì)導(dǎo)致耗電量增加，而且產(chǎn)生的污染也會(huì)增加。化學(xué)熱處理薄層滲透技術(shù)的應(yīng)用可以改善這一現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能目的?；瘜W(xué)熱處理薄層滲透技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的技術(shù)手段來(lái)說(shuō)可以節(jié)約大量的電能，而且還能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的提升，實(shí)現(xiàn)了高效率、低成本的生產(chǎn)目的。

除此之外，化學(xué)熱處理薄層滲透技術(shù)的應(yīng)用造成的污染成本也非常小。所以，在汽車零件金屬材質(zhì)熱處理中應(yīng)用化學(xué)熱處理薄層滲透技術(shù)，無(wú)論是從環(huán)境污染的角度來(lái)看還是從節(jié)能減排的角度來(lái)看都具有非常重要的意義。

2.4 振動(dòng)時(shí)效處理技術(shù)的應(yīng)用

在汽車零件金屬材質(zhì)生產(chǎn)加工過(guò)程中，對(duì)金屬材質(zhì)進(jìn)行熱處理之后，由于環(huán)境條件和工藝的制約，金屬材料的內(nèi)部或多或少都會(huì)留下熱殘余應(yīng)力、微小裂紋等缺陷，如果不及時(shí)對(duì)其進(jìn)行處理，會(huì)對(duì)汽車零件的使用壽命造成影響，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致整個(gè)零件不合格或者損傷，這就需要進(jìn)行重新加工和處理。從某種程度上說(shuō)，這是一種資源浪費(fèi)行為，與節(jié)能目的相違背。對(duì)于這一問(wèn)題，振動(dòng)時(shí)效處理技術(shù)的應(yīng)用可以起到有效的改善作用。對(duì)于汽車零件金屬材料熱處理過(guò)程中產(chǎn)生的熱殘余應(yīng)力等缺陷，振動(dòng)時(shí)效處理技術(shù)可以進(jìn)行消除，這樣既能提升產(chǎn)品質(zhì)量，又能節(jié)約資源。

3 結(jié)論

綜上所述，隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展，我國(guó)汽車零件制造行業(yè)以及其他的機(jī)械制造加工行業(yè)要想獲得健康可持續(xù)發(fā)展，必須要實(shí)現(xiàn)金屬材質(zhì)熱處理節(jié)能目標(biāo)。本文首先針對(duì)當(dāng)前我國(guó)汽車零件金屬材質(zhì)熱處理技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，在這個(gè)基礎(chǔ)上總結(jié)了一系列的金屬材質(zhì)熱處理節(jié)能技術(shù)，希望能為汽車零件制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供理論上的參考。