淺析金屬材料熱處理節(jié)能新技術的應用

于子博

摘要：隨著我國工業(yè)化的發(fā)展，金屬材料得到了廣泛的應用。本文分析了新型節(jié)能技術在金屬材料熱處理中的應用，以及該技術的現(xiàn)狀和未來的發(fā)展趨勢，并對當前技術中存在的問題進行了深入研究。結合這項研究，最終提出了一系列有效的節(jié)能新技術應用策略。希望通過本文的分析和研究，可以實現(xiàn)全面改善該技術存在的問題并大規(guī)模推廣使用該技術的目標。

關鍵詞：金屬材料;熱處理;節(jié)能新技術;研究

1.金屬材料熱處理節(jié)能技術的實踐應用

1.1真空熱處理技術

真空熱處理技術是指在真空環(huán)境中對金屬材料成分進行熱處理的過程，以實現(xiàn)對低壓滲碳金屬材料的表面處理，并對表面進行處理后可以進行高壓氣體淬火。這種處理技術僅在金屬熱處理技術的發(fā)展非常成熟時才適用?？梢杂行Ы档湍芎模岣吣茉蠢寐?，真正達到節(jié)能的目的。因此，在當前的技術發(fā)展條件下，暫時無法真正實現(xiàn)該技術。盡管不能完全實現(xiàn)真空狀態(tài)，但不高于10Pa的環(huán)境也可以為熱處理節(jié)能技術提供良好的環(huán)境，并達到更加理想的效果。在低于10Pa的環(huán)境中，可以使用表面處理，這不會對金屬性能產(chǎn)生重大影響，但可以防止金屬變形，表面氣孔和其他影響金屬性能的現(xiàn)象。調查表明，該技術在實際應用過程中具有重大影響。

1.2化學熱處理技術的應用

化學熱處理技術主要就是經(jīng)過化學技術處理金屬表面，降低金屬材料的厚度，以達到減少加熱時間的目的，節(jié)約能源消耗。經(jīng)過大量實驗表明，金屬材料表面的滲碳層降低20%，就會節(jié)省電能20%，節(jié)省煤炭資源或石油資源的40%。除此以外，化學熱處理技術對金屬材料本身沒有什么影響，更不會造成金屬材料破壞，還能延長材料本身的使用壽命。比如在我國生產(chǎn)自行車鋼球中，采用薄層滲碳技術以后，不僅使生產(chǎn)效率提高到40%，而且節(jié)約電能30%，使用壽命也提高了3倍，這樣就實現(xiàn)了節(jié)能與環(huán)保的雙層效果。因此，化學熱處理技術有顯著的節(jié)能效果，對減輕環(huán)境污染有很大的幫助。

1.3激光熱處理技術

科技的飛速發(fā)展必然會引領各行各業(yè)的穩(wěn)步上升，激光技術也不例外，其在金屬材料熱處理領域中的應用在不斷推廣。激光熱處理技術指的是，在激光自身具備高能量密度的基礎之上，使激光照射在金屬材料表面，使得金屬材料表面的能量高達100-100000kW/cm?。金屬之所以能達到這么高的能量離不開激光自身具備的高能量密度。并且激光具有較強的穿透力，能夠使金屬材料快速達到熔點，從而改變金屬材料表面的性能，降低激光溫度，又能使金屬材料表面形成奧氏體化，再次進行自冷處理，能夠有效提升金屬材料表面硬度。這樣一來，利用激光熱處理技術就能夠快速實現(xiàn)升溫降溫過程，無需像往常一樣對金屬材料進行淬火、預熱等工作，這樣就能很好的實現(xiàn)節(jié)能作用。該技術還能大大縮短后續(xù)機械加工工序，又在一定程度上實現(xiàn)了節(jié)能作用。因此激光熱處理技術是實現(xiàn)金屬材料熱處理節(jié)能新技術的良好選擇。

1.4熱處理CAE技術

隨著信息技術迅速的發(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結合CAE技術實現(xiàn)了熱處理工序的模擬化，利用計算機技術可以對熱處理工序進行分析和研究。而熱處理CAE技術在實際的運用中，最為明顯的一個優(yōu)勢就是噴霧冷卻，該冷卻技術不同其他技術，能夠對淬火等工藝起到良好的效果?，F(xiàn)如今，信息技術在人們生活中的運用越來越廣泛，而熱處理CAE技術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)能技術的發(fā)展。

1.5振動時效處理技術

金屬材料熱處理的效果不僅僅受到操作方式的影響，無論是真空熱處理、激光熱處理還是化學薄層滲透技術熱處理，在后期都可能因為環(huán)境的變化產(chǎn)生一定影響，例如金屬材料表面的裂紋和殘余熱應力等，都有可能導致熱處理質量降低甚至金屬材料的損壞。如果不能及時處理這些環(huán)境導致的問題，極有可能會出現(xiàn)金屬材料使用壽命縮短的現(xiàn)象，進而影響工程質量，再次進行返修重新加工的過程中又會造成資源浪費、能源浪費，違背了節(jié)能技術的初衷，無法真正實現(xiàn)節(jié)能功效。振動時效處理技術，就是在金屬材料進行熱處理之后解決其可能出現(xiàn)的裂紋和殘余熱應力問題，并且能有效防止類似問題再次發(fā)生，真正達到節(jié)能的目的。可以說，任何節(jié)能熱處理技術的后期都離不開振動時效處理技術，它為其他技術的操作效果提供有力保障。有實踐證明，在進行熱處理之后再進行振動時效處理能夠節(jié)約20%的電能和40%的燃料資源。這是相當可觀且值得欣慰的效果。

2熱處理工藝節(jié)能減耗的方法

2.1加快熱處理工藝反應的時間

加快熱處理過程反應的時間控制將降低加熱溫度。 一旦加熱溫度低于金屬材料的熔點，奧氏體化將發(fā)生在金屬材料的表面上此時，使金屬材料冷卻。這樣，可以成功地實現(xiàn)金屬材料的表面硬化。加快熱處理過程反應的時間控制，可以優(yōu)化金屬材料的性能，有效解決當前制造業(yè)生產(chǎn)合格率不足的問題。

2.2減少熱處理工藝過程中的能量損耗

為了減少熱處理過程中的能量損失，如果要最大程度地利用，必須滿足相關條件。通過減少熱處理過程中的低壓滲碳，可以提高金屬材料的性能。為了減少熱處理過程中的能量損失，該過程需要在真空或部分真空環(huán)境中進行。如果在加工金屬材料時金屬材料不與空氣接觸，則金屬材料的表面可以在很大程度上硬化。

3.結語

綜上所述，中國工業(yè)企業(yè)要走可持續(xù)發(fā)展之路，就必須繼續(xù)堅持節(jié)能的前提，提高金屬材料的熱處理技術水平，宣傳和推廣熱處理新的節(jié)能技術。金屬材料，并將此技術推廣到所有行業(yè)。企業(yè)只有大規(guī)模推廣這項技術，才能解決我國存在的能源浪費問題，有效提高生產(chǎn)效率，增強企業(yè)的經(jīng)濟效益。

參考文獻

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