金屬材料熱處理的節能工藝探究

王忠一 劉明峰 周文彬

摘 要：隨著社會進步和科技發展，人們對環境保護有了充分的意識，各國都在采取相應的措施保護環境，節約能源，這使金屬材料熱處理節能技術工藝在工業中得到了推廣應用.但是在其發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狀和應用進行分析，發現其存在的問題，并提出相應的發展對策，以促進金屬材料熱處理節能新技術得到更好的發展.

關鍵詞：金屬材料;熱處理;節能工藝

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.金屬材料熱處理的現狀分析

1.1 金屬材料熱處理的技術工藝現狀

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，而是大型生產集團附屬的生產車間，熱處理工作只是諸多生產環節的一環。這些生產集團對熱處理的重視程度不高，因此這些熱處理車間的設備和工藝更新換代非常緩慢。這些車間即使想進行熱處理的技術改革，其設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，生產效率和生產質量都比較高，但有些熱處理車間連正火爐都沒有，自然也談不上應用正火工藝。

1.2 金屬材料熱處理的能源消耗現狀

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，但與發達國家相比依然消耗過大。從技術角度來看，這與我國熱處理車間所用工藝過于單一有很大關系，相當多熱處理車間在進行熱處理時不考慮技術適性，用同一種工藝處理全部種類的零件，導致處理效率低下，增添了許多無謂的能源消耗。

2 金屬材料熱處理節能技術的實踐應用

2.1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。

2.2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。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。

2.3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?；瘜W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。

2.4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

3.1 加快熱處理工藝反應的時間

加快熱處理工藝反應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象，在此時讓金屬材料進行自冷，這樣就能夠成功實現金屬材料表面的硬化。加快熱處理工藝反應的時間控制能夠使金屬材料的性能達到最優，有效的解決的當下制造業生產合格率不夠高的難題。并且，加快熱處理工藝反應的時間控制與計算機技術有著緊密的聯系，加快熱處理工藝反應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上來對金屬材料進行熱處理，并且采用其獨有的與傳統方式不同的降溫方式，即高壓氣淬來實現金屬材料的冷卻。但是在實際加工過程中，完全真空的狀態是很難實現的，真正達到真空狀態需要特別高的技術作為基礎。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。

參考文獻：

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

[2] 鐘國新.金屬材料熱處理節能新技術應用探討[J].科技創新與應用，2015，（14）：49.

作者簡介：

王忠一 漢族 籍貫貴州省畢節市金沙縣 1999.08.23 金屬材料工程

（遼寧科技學院 遼寧 ?本溪 ?117004）