金屬材料熱處理節(jié)能新技術的運用探討

苑大偉

（1.山鋼股份濟南分公司，濟南 250100；2.遼寧科技學院冶金系，遼寧 本溪 117004）

金屬材料熱處理節(jié)能新技術的運用探討

苑大偉1，2

（1.山鋼股份濟南分公司，濟南 250100；2.遼寧科技學院冶金系，遼寧 本溪 117004）

隨著我國的經濟發(fā)展和工業(yè)生產的進步，對金屬材料的性能也提出了更高的要求，熱處理工藝就是為了滿足更好的工業(yè)生產而出現的。而在越來越重視節(jié)能環(huán)保的現在，受到科技進步和環(huán)保方面的要求，對熱處理工藝的節(jié)能技術也提出了更高的要求。本文就從金屬材料熱處理技術的現狀進行分析，并對熱處理節(jié)能新技術的應用進行了探討。

金屬材料；熱處理；節(jié)能新技術；運用

0 前言

熱處理技術是目前最常見的金屬材料加工技術，由于在運用的過程中需要消耗大量資源和能源，同時還會產生大量的污染物。因此在社會不斷進步，并提倡資源節(jié)約和環(huán)境友好的現在，金屬材料熱處理節(jié)能新技術的研發(fā)和運用，受到了廣泛的關注。

1 金屬材料熱處理工藝的現狀分析

金屬材料熱處理工藝是指，將金屬材料置于介質中，并加熱到適宜溫度。通過對溫度的加熱、保持、冷卻等過程，改變金屬材料表面或內部的顯微組織結構，從而達到控制其性能的目的。據不完全統(tǒng)計，我國的金屬熱處理廠總數多達1萬8千多家，相關從業(yè)人員有40萬人左右。但和很多發(fā)達國家相比，我國的金屬材料熱處理工藝存在生產效率極其低下、能源利用率低等一系列問題。表現在以下方面：

1.1 處理設備陳舊，工藝相對落后

改革開放之后，我國的工業(yè)得到了極大發(fā)展，與之相關的金屬材料熱處理技術也很到了很大發(fā)展。但是由于受到資金和技術力量的限制，無論是大型企業(yè)，還是小型工廠，所使用的熱處理技術和設備與發(fā)達國家相比都存在很大差距。而由于設備的陳舊和工藝的落后，其不僅造成了能耗過高，且會造成大量污染，使的經濟效益和社會效益都無法得到有效提升。

1.2 能耗相對較好，能源的有效利用率低

我國的金屬熱處理廠數量眾多，但工藝水平參差不齊，除了少數個別企業(yè)具備一定的優(yōu)秀工藝外，大多金屬熱處理廠還是走的粗放型的經驗模式，其不僅能源消耗率高，在能源利用方面也存在很大的浪費情況。據資料分析，在上世紀70年代，歐美日等發(fā)達國家就已經將金屬熱處理能耗控制在了350 kW · h/t的水平，而我國進入21世紀，才逐漸使其能耗將至600 kW · h/t左右的水平，與發(fā)達國家還存在巨大差距。

1.3 產品的合格率低，常需返修處理

由于我國很多金屬熱處理廠的設備陳舊，其工藝水平整體偏低。因此，生產出的成品很多也達不到要求，致使整體的產品合格品處于一個較低的水平。部分產品的返修了甚至達到了20%的水平，需要進行返修和再加工處理，這樣的材料處理過程不僅造成了能耗的高企，也使得造成的污染更重。

1.4 熱處理行業(yè)的技術人才缺失

科技是第一生產力，而科技的發(fā)展離不開人才的貢獻。但我國熱處理行業(yè)卻面臨技術人才匱乏的狀況，而不少高校取消該專業(yè)的設置，也加劇了這一行業(yè)人才的積累。而另一方面，很多老工人雖然具備良好的行業(yè)經驗，卻對新技術新知識缺乏了解，固話的思維方式也不利于新技術的傳播和運用。這兩個方面都影響了行業(yè)的科技更新速度，阻礙了行業(yè)發(fā)展。

2 金屬材料熱處理節(jié)能新技術的運用探討

針對上述問題，除了要加強金屬熱處理工藝的技術人才培養(yǎng)之外，更要重視金屬材料熱處理節(jié)能技術的引進和更新換代。以下金屬材料熱處理節(jié)能新技術的是當前引進和運用工作的重點：

2.1 激光熱處理技術分析

激光熱處理技術，顧名思義，就是利用激光進行金屬材料的熱處理技術，由于激光束具有高密度和穿透性強等特點，可以用其對金屬表面進行硬化或合金化處理，在改變金屬表面的性質方面作用重大，也是其他技術無法簡單實現的。由于激光束的穿透力強，所以可以讓金屬的表面很快升溫到熔點，這就能讓金屬的表面變得更加緊實而堅硬。當金屬表面硬化之后，加熱溫度低于熔點，金屬表面會出現奧氏體化的現象，這是急速自冷淬火就能很好的提高金屬表面硬度，達到生產工藝的性能要求。這種方式不僅具有升降溫度快，還無需對材料進行淬火預熱工藝，使得生產效率大大提高，而相應的能耗和污染則大大降低。

2.2 化學熱處理薄層滲透技術分析

這種方式是目前熱處理節(jié)能技術中運用最為廣泛的一種技術。在熱處理的過程中，需要首先保證技術材料的性能，而傳統(tǒng)熱處理工藝往往會在金屬材料表層添加一些化學元素，這會對金屬的性能造成一定影響。而化學熱處理薄層滲透技術的運用，能降低金屬材料涂層的厚度，使加熱時間大大降低，也能最大程度的保證材料的性能。實踐證明，若金屬材料的表面滲碳層厚度減少1/3，那么整體的用電量也會減少1/3左右，節(jié)能效果十分顯著。

2.3 真空熱處理技術分析

傳統(tǒng)的熱處理工作中，很多金屬材料的處理的過程中會出現氧化問題，這不僅影響了金屬性能，也很大程度上影響了產品的合格率。而目前的真空熱處理技術就能在很大程度上解決這一問題，雖然當前的技術水平還不能達到大規(guī)模的真空環(huán)境操作。但只要將熱處理工藝置于10Pa以下的環(huán)境中就可以達到理想的效果。在這一環(huán)境下，金屬材料的熱處理一般不會受到氧化而影響性能，避免了傳統(tǒng)方法氧化后出現產生氣孔、材料變形等問題的出現。對縮短生產時間，提供生產效率，降低生產污染都有良好的作用。

2.4 振動時效處理技術分析

由于受到工藝水平和生產環(huán)境的制約，部分金屬材料進行熱處理后，會在金屬材料內部出現一些微小裂紋等情況。若不進行相應處理，不僅會影響金屬材料的使用壽命，甚至造成產品的不合格而需進行再加工。而振動時效處理技術就能針對性的解決這一問題，振動時效處理技術能夠利用不同頻率的振動來實現熱處理的失效控制和處理，從而降低金屬加熱的所需時間，這在一定程度上能降低能源的消耗，使生產成本也得到相應的降低。

3 結束語

就當前的現狀來看，我國的金屬材料熱處理工業(yè)還有很大的提升空間。高效節(jié)能的生產出相應的金屬材料是保證我國機械制造業(yè)不斷發(fā)展的前提，相關金屬熱處理企業(yè)只有注重新技術的研發(fā)和應用，才能在完成節(jié)能環(huán)保目標的同時，提高其生產效率，促進產品品質的提升。

參考資料：

［1］門志遠.我國金屬材料熱處理節(jié)能新技術與應用探析［J］.電子制作，2015（02）：241.

［2］苗高蕾.金屬材料熱處理技術的發(fā)展［J］.時代農機，2015（11）：23+26.

［3］閻承沛.循環(huán)經濟與熱處理節(jié)能環(huán)保新技術探討［J］.熱處理，2010（01）：12-19.

［4］吳光治.熱處理節(jié)能減排與清潔生產若干問題的探討［J］.機械制造與自動化，2010（01）：12-14.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.052