淺析金屬材料熱處理節能新技術的應用

于子博

摘要：隨著我國工業化的發展，金屬材料得到了廣泛的應用。本文分析了新型節能技術在金屬材料熱處理中的應用，以及該技術的現狀和未來的發展趨勢，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能新技術應用策略。希望通過本文的分析和研究，可以實現全面改善該技術存在的問題并大規模推廣使用該技術的目標。

關鍵詞：金屬材料;熱處理;節能新技術;研究

1.金屬材料熱處理節能技術的實踐應用

1.1真空熱處理技術

真空熱處理技術是指在真空環境中對金屬材料成分進行熱處理的過程，以實現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展非常成熟時才適用。可以有效降低能耗，提高能源利用率，真正達到節能的目的。因此，在當前的技術發展條件下，暫時無法真正實現該技術。盡管不能完全實現真空狀態，但不高于10Pa的環境也可以為熱處理節能技術提供良好的環境，并達到更加理想的效果。在低于10Pa的環境中，可以使用表面處理，這不會對金屬性能產生重大影響，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，節約能源消耗。經過大量實驗表明，金屬材料表面的滲碳層降低20%，就會節省電能20%，節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。比如在我國生產自行車鋼球中，采用薄層滲碳技術以后，不僅使生產效率提高到40%，而且節約電能30%，使用壽命也提高了3倍，這樣就實現了節能與環保的雙層效果。因此，化學熱處理技術有顯著的節能效果，對減輕環境污染有很大的幫助。

1.3激光熱處理技術

科技的飛速發展必然會引領各行各業的穩步上升，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節能作用。該技術還能大大縮短后續機械加工工序，又在一定程度上實現了節能作用。因此激光熱處理技術是實現金屬材料熱處理節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。

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境的變化產生一定影響，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境導致的問題，極有可能會出現金屬材料使用壽命縮短的現象，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，違背了節能技術的初衷，無法真正實現節能功效。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生，真正達到節能的目的。可以說，任何節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，可以優化金屬材料的性能，有效解決當前制造業生產合格率不足的問題。

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，中國工業企業要走可持續發展之路，就必須繼續堅持節能的前提，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能技術。金屬材料，并將此技術推廣到所有行業。企業只有大規模推廣這項技術，才能解決我國存在的能源浪費問題，有效提高生產效率，增強企業的經濟效益。

參考文獻

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[2]苗高蕾.基于金屬材料熱處理節能新技術運用探究[J].門窗.2017，（12）：202.

（沈陽天汽模航空部件有限公司 110000）