金屬材料熱處理的節(jié)能工藝探究

王忠一 劉明峰 周文彬

摘 要：隨著社會進步和科技發(fā)展，人們對環(huán)境保護有了充分的意識，各國都在采取相應(yīng)的措施保護環(huán)境，節(jié)約能源，這使金屬材料熱處理節(jié)能技術(shù)工藝在工業(yè)中得到了推廣應(yīng)用.但是在其發(fā)展的過程中也會存在著一些問題.本文通過研究金屬材料熱處理的現(xiàn)狀和應(yīng)用進行分析，發(fā)現(xiàn)其存在的問題，并提出相應(yīng)的發(fā)展對策，以促進金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)得到更好的發(fā)展.

關(guān)鍵詞：金屬材料;熱處理;節(jié)能工藝

金屬材料的制造是金屬行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，而熱處理技術(shù)則是金屬材料制造的關(guān)鍵[1]。在金屬制造行業(yè)中，熱處理是一個不可缺少的部分。雖然熱處理技術(shù)對金屬制造而言是一門關(guān)鍵性的技術(shù)，但是其實際的運用過程中會消耗巨大的能源，同業(yè)也會對環(huán)境造成危害。因此，我們就有必要對該環(huán)節(jié)進行優(yōu)化。通過研究熱處理技能技術(shù)，不斷的開發(fā)新的熱處理工藝來降低能源的消耗，為金屬企業(yè)帶來更高的經(jīng)濟效益，同時也能降低對環(huán)境的污染。

1.金屬材料熱處理的現(xiàn)狀分析

1.1 金屬材料熱處理的技術(shù)工藝現(xiàn)狀

我國目前的金屬材料熱處理車間有相當一部分并非獨立的熱處理企業(yè)，而是大型生產(chǎn)集團附屬的生產(chǎn)車間，熱處理工作只是諸多生產(chǎn)環(huán)節(jié)的一環(huán)。這些生產(chǎn)集團對熱處理的重視程度不高，因此這些熱處理車間的設(shè)備和工藝更新?lián)Q代非常緩慢。這些車間即使想進行熱處理的技術(shù)改革，其設(shè)備也無法支持最新的工藝。舉例來說，正火工藝在處理鋼鐵工件時能得到比退火更細的組織，生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量都比較高，但有些熱處理車間連正火爐都沒有，自然也談不上應(yīng)用正火工藝。

1.2 金屬材料熱處理的能源消耗現(xiàn)狀

金屬材料的熱處理通常對溫度有很高的要求，因此其能源消耗比較大。我國的熱處理車間由于所用的設(shè)備工藝較為落后，能源的利用率低，所以能源消耗量一直很大。進入21世紀初期，我國的熱處理車間基本把能耗控制在每噸600千瓦時左右，雖然比之前有了很大進步，但與發(fā)達國家相比依然消耗過大。從技術(shù)角度來看，這與我國熱處理車間所用工藝過于單一有很大關(guān)系，相當多熱處理車間在進行熱處理時不考慮技術(shù)適性，用同一種工藝處理全部種類的零件，導(dǎo)致處理效率低下，增添了許多無謂的能源消耗。

2 金屬材料熱處理節(jié)能技術(shù)的實踐應(yīng)用

2.1激光熱處理技術(shù)應(yīng)用

在金屬材料熱處理技術(shù)的實踐過程中，我們可以來利用激光熱處理技術(shù)，實現(xiàn)傳統(tǒng)熱處理技術(shù)的節(jié)能轉(zhuǎn)換。而激光熱處理技術(shù)的原理則是通過高密度的激光，展現(xiàn)出金屬材料硬化的特點。激光本身具有極強的穿透力，在實際運用激光熱處理技術(shù)時，很容易實現(xiàn)激光照射點材料達到相變溫度以上，形成奧氏體，又很快被周圍低溫組織冷卻形成馬氏體，如此一來不會影響金屬材料表面的形狀變化，基本無需修復(fù)再加工或校直。

2.2真空熱處理技術(shù)應(yīng)用

隨著時代的進步和社會的發(fā)展，各行各業(yè)都實現(xiàn)了創(chuàng)新變革，金屬行業(yè)熱處理技術(shù)也是如此，而金屬材料熱處理節(jié)能技術(shù)正是這一時代重要的產(chǎn)物。金屬材料熱處理節(jié)能技術(shù)的出現(xiàn)不僅完善了金屬材料表面的滲碳工序，同時在工序中還加入了高壓氣淬技術(shù)，增加了生產(chǎn)產(chǎn)品使用的時間，也能有效的降低能耗。然而，金屬材料熱處理節(jié)能技術(shù)在實際的使用過程中仍然存在的一些問題，真空環(huán)境的創(chuàng)造就是其中之一。至此就有了現(xiàn)在的真空熱處理技術(shù)的出現(xiàn)，利用該項技術(shù)，被熱處理零件控制溫度更準確，弱化氧化現(xiàn)象，若進行滲層處理時能夠提高滲層效率，可以降低熱處理技術(shù)對金屬表面和金屬性能的影響。

2.3化學(xué)薄層滲透技術(shù)應(yīng)用

化學(xué)薄層滲透技術(shù)在金屬材料熱處理節(jié)能技術(shù)中最大的作用就是改變了傳統(tǒng)熱處理的理念，并且已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。化學(xué)薄層滲透技術(shù)擁有兩個巨大的優(yōu)勢，首先是，同時也是最為重要的，化學(xué)薄層滲透技術(shù)能夠大大的降低金屬材料熱處理過程中所消耗的能耗，并且不會對環(huán)境造成危害。其次，和其他的熱處理技術(shù)而比，化學(xué)薄層滲透技術(shù)能夠利用最小的能耗而達到最大的加工效率，調(diào)查發(fā)現(xiàn)在同樣的標準之下，該項熱處理技術(shù)一般能夠節(jié)約30%的能耗。

2.4熱處理CAE技術(shù)

隨著信息技術(shù)迅速的發(fā)展，其在各行各業(yè)的滲透作用也體現(xiàn)了出來，并且取得了良好的效果。金屬材料熱處理技術(shù)結(jié)合CAE技術(shù)實現(xiàn)了熱處理工序的模擬化，利用計算機技術(shù)可以對熱處理工序進行分析和研究。而熱處理CAE技術(shù)在實際的運用中，最為明顯的一個優(yōu)勢就是噴霧冷卻，該冷卻技術(shù)不同其他技術(shù)，能夠?qū)Υ慊鸬裙に嚻鸬搅己玫男Ч，F(xiàn)如今，信息技術(shù)在人們生活中的運用越來越廣泛，而熱處理CAE技術(shù)作為信息時代重要的產(chǎn)物，也被金屬行業(yè)所運用，并且加快了金屬材料熱處理節(jié)能技術(shù)的發(fā)展。

3 熱處理工藝節(jié)能減耗的方法

3.1 加快熱處理工藝反應(yīng)的時間

加快熱處理工藝反應(yīng)的時間控制會降低加熱的溫度，一旦加熱的溫度低于金屬材料的熔點時，就會在金屬材料的表面生成奧氏體化的現(xiàn)象，在此時讓金屬材料進行自冷，這樣就能夠成功實現(xiàn)金屬材料表面的硬化。加快熱處理工藝反應(yīng)的時間控制能夠使金屬材料的性能達到最優(yōu)，有效的解決的當下制造業(yè)生產(chǎn)合格率不夠高的難題。并且，加快熱處理工藝反應(yīng)的時間控制與計算機技術(shù)有著緊密的聯(lián)系，加快熱處理工藝反應(yīng)時間采用不同的方式會有不同的效果，

3.2 減少熱處理工藝過程中的能量損耗

減少熱處理工藝過程中的能量損耗想要得到最大程度上的利用，就必須有達到相關(guān)的條件。金屬材料的性能可以通過減少熱處理工藝過程中低壓滲碳來得到提升。減少熱處理工藝過程中的能量損耗，就需要加工過程在真空或者部分真空的環(huán)境中進行。如果在金屬材料加工時，保證金屬材料不與空氣相接觸，就能夠很大程度上實現(xiàn)金屬材料表面的硬化。

減少熱處理工藝過程中的能量損耗主要是在低壓滲碳的基礎(chǔ)上來對金屬材料進行熱處理，并且采用其獨有的與傳統(tǒng)方式不同的降溫方式，即高壓氣淬來實現(xiàn)金屬材料的冷卻。但是在實際加工過程中，完全真空的狀態(tài)是很難實現(xiàn)的，真正達到真空狀態(tài)需要特別高的技術(shù)作為基礎(chǔ)。理論上來講，金屬材料在進行加工時，越接近真空的條件，金屬材料受到的影響就會越小，金屬材料加工的合格率就會越高。

結(jié)論

總的來說，材料的發(fā)展對社會的發(fā)展起到了重要的作用，雖然現(xiàn)代化的社會出現(xiàn)了許多高分子材料和非金屬材料，然而就我國目前的現(xiàn)狀來看，只有加強了金屬材料的節(jié)能化研究，才能促進材料行業(yè)進一步的發(fā)展。

參考文獻：

[1] 酉芳敏.金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)的應(yīng)用探討[J].世界有色金屬，2015，（12）：129-130.

[2] 鐘國新.金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)應(yīng)用探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015，（14）：49.

作者簡介：

王忠一 漢族 籍貫貴州省畢節(jié)市金沙縣 1999.08.23 金屬材料工程

（遼寧科技學(xué)院 遼寧 ?本溪 ?117004）