金屬材料熱處理節能新技術應用探討

鐘國新

摘 要：隨著科學技術不斷地進步，機械工業日益發展，金屬材料是工業制造中不可或缺的部分，熱處理是保障金屬材料的重要技術之一。傳統的熱處理技術會對環境造成一定的污染，而熱處理節能新技術最大的特點是污染小，此外，所需消耗的能源較低，具有較高的科技技術含量，符合我國的可持續發展要求。文章主要針對金屬材料熱處理節能新技術的運用進行簡要地分析和探討，為我國的制造業發展提供依據。

關鍵詞：金屬材料；熱處理；節能；新技術

目前，鋼鐵材料成為主要的金屬材料，大部分的金屬制造業通常選擇鋼鐵材料熱處理技術。然而，我國的金屬材料熱處理技術依然存在許多問題，包括處理中的資源浪費，處理過程中的環境污染等，這些是研究金屬材料熱處理節能新技術中最為關鍵的問題。因此，促進我國金屬材料熱處理產業發展的必經之路是加大金屬材料熱處理節能新技術的開發。

1 國內金屬材料熱處理發展現狀

我國在金屬材料熱處理的發展主要有以下三大特征：第一，社會的發展促進產業的進步。近年來，我國在生產技術和科技技術等方面都取得了較大的進步，促進了傳統的金屬材料處理技術的發展。我國在金屬材料熱處理技術等方面也大幅度發展起來，隨著金屬材料加工廠的涌現，金屬材料相關產業也迅速發展，同時也提供了大量的就業機會，在一定程度上緩解了我國的就業問題。第二，資源浪費。我國金屬材料加工廠以及相關產業發展的同時，資源浪費現象也變得越來越嚴重。在規模擴大的同時，各種各樣的浪費現象不斷地涌現，這嚴重阻礙了金屬材料加工產業的發展。根據調查顯示，金屬材料處理產業在設備和能源的利用率上只有30%，由此可見，資源的利用率十分低，然而，金屬材料熱處理卻在國民經濟中占著相當大的比例。第三，管理水平低。我國金屬材料在規模和技術水平上都優于其他國家，處于先進的水平，但在管理方面，無論是方法還是模式，都比較落后，依然處于初級階段。我國沒有借鑒國外的管理經驗，依然使用傳統的管理模式。

2 金屬材料熱處理節能新技術的主要應用

2.1 激光熱處理技術

激光熱處理技術主要是通過高功率密度的激光實現的，使得金屬材料達到硬化的效果，表面合金化的金屬材料也得到表面改性的處理，促進其性能的轉變。由于激光具有穿透力強的特點，在金屬材料加熱過程中，當加熱的溫度低于熔點時，金屬材料的表面就會產生奧氏體化，再通過急速自冷淬火，使得金屬的表面相變硬化。金屬材料的密度、硬度、耐磨性能會在激光熱處理技術下會得到提升，激光淬火能夠讓金屬材料的殘余壓應力達到4000，從而提高疲勞性能。另外，激光淬火除了整體性的淬火之外，還能進行局部淬火，多光斑尺寸的控制能夠實現更多的高難度硬化工作。激光除了能夠硬化金屬材料之外，還能進行遠距離傳輸，利用電腦編程控制和管理激光熱處理技術也提高了生產效率，實現自動化的工業生產。

2.2 真空熱處理技術

真空熱處理技術是在金屬材料熱處理技術發展成熟時產生的，主要是在真空的環境下，對金屬材料進行熱處理，在處理完成后再進行高壓氣淬工作。真空熱處理技術最大的特點是金屬材料加工時間短，能源資源利用率高。依靠目前的科技技術，雖然無法達到絕對的真空狀態，但只要在低于10PAa的環境下，金屬材料熱處理節能技術就有明顯的效果，同時在這種環境下的金屬材料表面處理技術并不會破壞金屬本身的性能，避免出現變形、氣孔等現象，也會有十分高的清潔度。根據調查顯示，使用真空熱處理節能技術的金屬材料熱處理企業都取得了顯著的效果。

2.3 化學熱處理薄層滲入技術

熱處理有利于保障材料的性能，我國的化學熱處理薄層滲入技術是目前應用最廣泛的。化學熱處理薄層滲入技術在技術上實現的突破，在傳統的觀念中，人們認為只依靠化學元素的表面滲入是無法改變金屬材料性能的，但化學熱處理薄層滲入技術卻達到了這個效果。大部分的熱處理技術由于所需的加熱時間較長，會消耗大量的電能，同時也會對環境造成污染。化學熱處理薄層滲入技術是一項節能技術，在同等條件下，能夠比其他熱處理技術節省33%的電能。由于我國使用自行車的人數眾多，鋼球的用量也因此增加，利用化學熱處理薄層滲入技術就能有效地提高鋼球的生產效率，同時也減小了甲醇和煤油的消耗，在延長鋼球使用壽命的同時，又節省了生產成本。

2.4 熱處理CAD技術

熱處理CAD技術的原理是運用計算機模擬技術，對熱處理的工作流程進行研究和設計。由于熱處理屬于資源消費密集型行業，因此，需要使用節能技術，CAD技術是目前運用最為廣泛的，主要運用在噴淋、噴霧冷卻等環節中。在淬火劑和淬火方式的選擇上是十分重要的，最好選擇污染小的方法。熱處理智能CAD技術是綠色生產的主要標志，得到大眾的認可。

2.5 振動時效處理技術

由于施工環境和施工技術等因素的影響，在對金屬材料熱處理之后，在金屬材料的表面會出現細小的裂紋或熱殘余應力等現象，返工和重新加工的過程也消耗了大量的資源，無法達到節能的效果，必須及時處理這些問題，以免影響金屬材料的質量和使用壽命。振動時效處理技術主要是對經過熱處理后的金屬材料進行加工和完善，解決裂紋和熱殘余應力等問題。振動時效處理技術與熱處理爐相比，能夠節省40%電能，提高35%的金屬材料韌性。

3 結束語

總而言之，我國一直注重可持續發展，因此，金屬材料熱處理節能新技術的研發是十分重要的。金屬材料熱處理節能新技術的資源消耗少、環境污染少等優點能夠促進我國金屬機械制造業的迅速發展，對于保護生態環境有重要的意義。隨著熱處理節能新技術的廣泛運用，我國的金屬制造業發展前景十分廣闊，不斷地走向“無污染、零排放”的可持續發展道路。

參考文獻

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