金屬材料熱處理節能工藝優化研究

韓 樑

（青島市技師學院，山東 青島 266229）

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

1 熱處理技術的現狀分析

金屬材料熱處理技術針對的是一些固態化的金屬和合金，通過對其實施一系列的加熱、冷卻、保溫等工序，使金屬內部更加穩定，達到一定的性能要求。就我國對熱處理技術的研究來看，我們可以從四個角度來分析。首先，我國金屬行業雖然都擁有屬于自己的熱處理車間，但是其本身并不屬于獨立的一個熱處理企業，而熱處理車間卻成為了金屬企業的附屬車間，無論是管理模式，還是重視程度都是不夠的，并且由于缺少資金支持，使得熱處理設備也較為落后，跟不上時代的發展。其次，在熱處理過程對溫度的要求是較為嚴格的，一些金屬行業因為缺少了先進的熱處理設備，促使熱處理的溫度難以達到標準要求，不僅會消耗大量的能源，同時熱處理效率也低下，而報廢品的數量也是比較多的。再次針對的是經熱處理加工后得到的成品件，大多數的成品件的質量都是得不到保障的，因此我們要對其進行檢修。一些成品件雖然被判定為合格品，但是由于缺乏滲碳工藝，使得其使用的壽命大大的降低了，難以達到標準。最后是我國對于熱處理技術方面的研究，雖然我國的基礎工藝已經完善了，但是對于新工藝的研究卻是較為缺乏的。

2 金屬材料熱處理節能技術的實踐應用

（1）激光熱處理技術應用。在金屬材料熱處理技術的實踐過程中，我們可以來利用激光熱處理技術，實現傳統熱處理技術的節能轉換。而激光熱處理技術的原理則是通過高密度的激光，展現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時，很容易實現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，基本無需修復再加工或校直。

（2）真空熱處理技術應用。隨著時代的進步和社會的發展，各行各業都實現了創新變革，金屬行業熱處理技術也是如此，而金屬材料熱處理節能技術正是這一時代重要的產物[2]。金屬材料熱處理節能技術的出現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，增加了生產產品使用的時間，也能有效的降低能耗。然而，金屬材料熱處理節能技術在實際的使用過程中仍然存在的一些問題，真空環境的創造就是其中之一。至此就有了現在的真空熱處理技術的出現，利用該項技術,被熱處理零件控制溫度更準確，弱化氧化現象，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對金屬表面和金屬性能的影響。

（3）化學薄層滲透技術應用。化學薄層滲透技術在金屬材料熱處理節能技術中最大的作用就是改變了傳統熱處理的理念，并且已經得到了廣泛的應用。化學薄層滲透技術擁有兩個巨大的優勢，首先是，同時也是最為重要的，化學薄層滲透技術能夠大大的降低金屬材料熱處理過程中所消耗的能耗，并且不會對環境造成危害。其次，和其他的熱處理技術而比，化學薄層滲透技術能夠利用最小的能耗而達到最大的加工效率，調查發現在同樣的標準之下，該項熱處理技術一般能夠節約30%的能耗。

（4）熱處理CAE技術。隨著信息技術迅速的發展，其在各行各業的滲透作用也體現了出來，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。現如今，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物，也被金屬行業所運用，并且加快了金屬材料熱處理節能技術的發展。

3 熱處理工藝節能減耗的方法研究

（1）加快熱處理工藝反應時間。該方法主要是采用先進技術對熱處理溫度進行控制。對于加熱部位，當熱處理工藝反應時間越短，對金屬表面其它位置加熱的溫度也就越低。而當局部位置熱處理溫度高于相變線以上，就會在金屬材料的出現奧氏體的現象。加快熱處理工藝反應時間能夠有效的降低整個熱處理工藝所消耗的能耗，并且也能提高所生產金屬的性能，這是當前金屬制造業熱處理節能工藝中所常用的一種方法。

（2）減少熱處理工藝過程中的能量消耗。為了實現熱處理工藝的節能減耗，我們首先要做的就是減少熱處理工藝中的能量消耗。就以金屬材料的性能為例，我們一般都是通過降低熱處理過程中的滲碳壓力來提高金屬材料的性能。實際的熱處理過程中，我們很難創造一個真空的環境，要完全杜絕空氣對熱處理工序的影響幾乎是不可能的。因此，我們只能利用現代化的高科技技術來盡可能的創造一個無限接近于真空環境的條件，就如上文所提到的真空熱處理技術。利用真空熱處理技術，我們可以盡可能的避免空氣中雜質對金屬材料的影響，如此不僅能夠提高所生產金屬產品的合格率，同時也能大大的降低熱處理的能耗，從而實現熱處理節能化的發展。

4 結論

總的來說，材料的發展對社會的發展起到了重要的作用，雖然現代化的社會出現了許多高分子材料和非金屬材料，然而就我國目前的現狀來看，只有加強了金屬材料的節能化研究，才能促進材料行業進一步的發展。現代化的新型技術為實現金屬材料熱處理節能提供了可能性，我們應該加強在這方面的研究，在降低能耗的同時，降低其對環境的污染，這也能為金屬行業帶來更高的經濟效益。