金屬材料熱處理工藝的應用與發展趨勢

摘要：伴隨著我國制造業的發展，機械加工發展越加趨于重要地位。而在重視環境和人文一體的我國，必須在保證生態情況下，減少耗能污染，引進先進的熱處理新技術是必要的。

關鍵詞：金屬材料；熱處理技術；應用發展

先進的熱處理技術是我國制造金屬業的重點整改項目之一。在社會提倡節約能源，低能易耗，保護環境的政策下，開發和應用新的金屬材料熱處理工藝是勢在必行的。我國以前的制造業中，對熱處理的能耗極高，并且用電量大，據研究統計，制造業用電量占機械總用電的30%。可想而知，龐大的用電量致使廢氣排放量大，對環境造成大幅的污染危害。而引進應用先進的熱處理技術，縮短加熱處理時間，降低周期，無疑是大大降低了用電能耗，不僅節約電能源、煤能源、石油能源，還減少了環境污染，促進的生態環境，大大提高了制造業和社會環境的統一、和諧和交融。此外，先進的熱處理技術應用還可以給企業節約生產成本，縮短生產周期，減少人工浪費和返工手續，提高經濟效益和保證產品的質量，從而保證產品的市場競爭力和耐用性。

1.熱處理的薄層滲入技術

熱處理薄層滲入技術打破了人們原有傳統的固有思想---認為各化學元素滲透更深、加熱時間更長會對金屬制件材料的韌性和耐磨性更好。而經過一系列的實踐研究表明并非如此，反而在對金屬制件材料進行熱處理時，減少金屬制件材料表面涂層的厚度，即薄層厚度，反而能得到金屬制件材料更好的韌性和綜合性能。在熱處理中還能縮短對金屬制件材料的加熱時間，減少用電量，降低排放污染，節約大量的能源消耗。根據實踐證明：金屬制件材料表面的滲碳層相較減小百分之三十，用電能源就會節約到百分之三十，對煤炭和甲醇資源而言，更能達到百分之五十的節約。而對金屬材料的綜合性能沒有任何影響。我國自行車行業中對鋼球的使用已經應用了熱處理薄層滲入技術，并經實踐證明有了顯著的成效。既節約了成本，提高了生產力，還減少了廢氣排放和環境污染，促進了生態環保的發展。

2.熱處理的超硬涂層技術

熱處理超硬涂層技術是指在機械制造業中利用高新技術裝置設備，摒除傳統的人工盯進控制，實行電腦自動化運行監控技術，對超硬金屬制件材料工具零件運用熱處理的離子轟擊法，使其在刀具、模具表面上沉積硬化后，再用2umTIN的專業技術方法進行濺射處理，成品極快，產品質量過硬，產品的使用壽命也有顯著提高。通過實踐證明，新技術的應用不僅使產品質量提高，還節約時間成本，做到高效環保生產。

3.熱處理的振動時效處理技術

振動時效處理技術是針對經過熱處理后的金屬制件上的裂紋、熱殘余應力進行修復。確保金屬制件的原有尺寸穩定，保持金屬制件材料的不變形和出現裂紋或細小裂口的問題。傳統工藝的金屬制件熱處理是經過長時間的爐低溫加熱而成。因為加熱時間過長，加熱后的金屬制件部分會出現裂紋、裂口和變形的問題，致使對產品的返工修復。使產品質量低下，投入成本提高，人工消耗大，消耗能源增大，排放污染也隨之加大。根據研究，振動時效處理技術的應用能使金屬制件材料加熱時間縮短，金屬制件材料較少出現裂紋、裂口、變形等問題。對企業而言，降低了成本和消耗。較傳統工藝而言，減少了百分之四十的能源耗能，并且金屬制件材料可提高百分之三十五的韌性度。不僅降低了生產成本，還保障了產品的質量，延長其使用周期。

4.熱處理的CAD技術

熱處理CAD技術是通過計算機對熱處理的工藝編程運用，對金屬制件材料進行模擬生產場景，并編排設計熱處理的全程工藝。對過程中的噴淋、噴霧進行智能控制。選擇正確的淬火劑和方法，加快金屬制件材料熱處理的滲碳速度，以節約電能，減少耗能和廢氣排量。在對金屬制件材料熱處理期間，可利用計算機采用三維溫度場對熱處理余熱的回收并利用進行計算，達到能源消耗的減少使用。

5.熱處理的真空熱處理技術

真空熱處理技術是以無氧處理為熱處理介質。在不高于10pa的真空環境中對金屬制件材料經過真空熱加工，滲碳金屬制件材料在真空壓力中不會出現內氧化的現象。減少了金屬制件材料的容易變形等問題。而真空熱處理技術能使金屬制件材料滲碳的溫度瞬間大幅度升高，故而減短對其的加熱時間，生產周期也隨之縮短。能耗減少，廢氣排放也就減少了，環境污染得到大幅改善。另外，真空熱處理技術不需要另行安裝點火裝置和排氣設備，熱處理工作暫時不運行時，真空熱處理中會保存較早形成的氣體，我們稱之為反充惰性氣體，它經過風扇對流形式，使其對金屬制件材料的加熱更加均勻分布。大大縮短了對金屬制件材料加熱時間，使設備充分發揮效率。

6.激光熱處理技術

激光熱處理技術是通過計算機編程工藝全過程，并進行遠程控制，利用高密度的激光束對金屬制件材料遠距離進行熱處理的工藝。使其金屬制件材料表面達到100～10000kw/cm2的能量。使其迅速達到金屬熔點的臨界點，轉而迅速奧體化轉變溫度冷卻。激光熱處理技術并不需要其他冷卻技術，可自行自冷淬火。金屬制件材料迅速的加熱和極速的冷卻，使其金屬制件的硬度加強，組織密度升高，相對金屬制件耐磨性也增高，產品質量得到提升和保證。由于激光熱處理技術是利用激光光束進行表面熱處理工藝，所以可以選擇微型局部性熱處理。例如管孔、窄而深的細溝、夾角，微型區域和刀具刃口等其他熱處理不能涉及的區域。

7.結束語

我國的機械制造業發展方向為高效，節能，減排，環保。金屬材料熱處理工藝新技術的引進和應用是必要的。新技術的應用實現了我國制造機械業的發展方向，無疑是推動了機械業和制造業穩健發展。新的熱處理技術降低了生產成本，使能源耗能減少，消除污染，提高產品質量，對行業的健康發展有積極作用。產業往著環保方向前進，實現了生態和諧的統一社會。

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