對(duì)金屬材料熱處理技術(shù)的幾點(diǎn)探討

摘 要：隨著技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，機(jī)械制造業(yè)在現(xiàn)階段也有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。金屬材料是機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，在機(jī)械制造過(guò)程中對(duì)金屬材料進(jìn)行熱處理，可以大大改善金屬材料的的加工性能和使用性能。文章分析了目前我國(guó)金屬材料熱處理技術(shù)的研究現(xiàn)狀，并簡(jiǎn)要介紹了傳統(tǒng)熱處理技術(shù)和熱處理新技術(shù)。通過(guò)對(duì)金屬材料熱處理技術(shù)的研究和探討，希望能對(duì)機(jī)械制造的能力和水平有所提升。

關(guān)鍵詞：金屬材料；熱處理技術(shù)；新技術(shù)

1 概述

近些年來(lái)，隨著工業(yè)和制造業(yè)的迅猛發(fā)展，給我國(guó)的環(huán)境和能源也帶來(lái)了很多突出的問(wèn)題。環(huán)境的惡化、能源消耗嚴(yán)重等問(wèn)題引起來(lái)人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)和對(duì)能源消耗的關(guān)注，并將研究重點(diǎn)集中于新的科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)工藝的研發(fā)。金屬材料熱處理技術(shù)是我國(guó)機(jī)械工業(yè)發(fā)展的重要技術(shù)，能夠?yàn)楣I(yè)金屬質(zhì)量提供保障，熱處理技術(shù)越先進(jìn)，金屬材料的質(zhì)量越好。在金屬制造業(yè)中，金屬材料的熱處理技術(shù)在金屬材料中占據(jù)的比重巨大，在這一過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的有害物質(zhì)，造成生態(tài)環(huán)境的污染，同時(shí)該過(guò)程耗電量巨大，對(duì)能源消耗過(guò)高。若在這一領(lǐng)域采取節(jié)能措施，將有效解決金屬材料熱處理耗電量巨大的問(wèn)題。因此，在工業(yè)金屬材料熱處理技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)該積極推進(jìn)節(jié)能處理方法，促進(jìn)金屬材料朝著可持續(xù)發(fā)展的方向前進(jìn)。

2 我國(guó)金屬材料熱處理技術(shù)現(xiàn)狀

金屬材料的熱處理是指為了改變金屬的相關(guān)性能，將需要加工的金屬材料置于特定的介質(zhì)中，通過(guò)加熱、保溫、冷卻等一系列處理方法，改變其金屬表面或者內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)，使其性能朝著人們所需要的性能方向改變的一種工藝方法[1]。下面是目前我國(guó)金屬材料熱熱處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。

2.1 能源消耗高，利用率低

相關(guān)研究調(diào)查顯示，現(xiàn)階段我國(guó)的各類金屬熱處理企業(yè)將近2萬(wàn)多家，是一個(gè)龐大的群體，整個(gè)行業(yè)的能源消耗量是全國(guó)總能耗的30%[2]。有限的資源約束與巨大的能源消耗之間的反差，迫使行業(yè)的金屬材料熱處理技術(shù)朝著更加節(jié)能的方向發(fā)展。同時(shí)，在工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中，國(guó)內(nèi)企業(yè)并沒(méi)有將提高能源利用率放在首位，相比而言，國(guó)外企業(yè)更加看重能源利用率的問(wèn)題，在一些發(fā)達(dá)國(guó)家的工業(yè)化生產(chǎn)階段，其能源的利用率普遍要高于我國(guó)能源利用率我國(guó)金屬熱處理行業(yè)的典型特征是能源消耗高，能源利用率低，環(huán)境污染嚴(yán)重，能源未被充分利用，整個(gè)行業(yè)生產(chǎn)效率相對(duì)較低。

2.2 設(shè)備落后，技術(shù)水平較低

隨著科學(xué)技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和繁榮，我國(guó)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展也取得了很大的進(jìn)步和成就。目前，工業(yè)制造業(yè)的發(fā)展在國(guó)民生產(chǎn)總值中所占的比例仍在不斷上升，我國(guó)眾多金屬材料熱處理企業(yè)也面臨著前所未有的發(fā)展機(jī)遇。但和國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的金屬材料熱處理技術(shù)的工藝水平還存在一定的問(wèn)題有待提高和突破。由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技等方面與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在一定額差距，因此金屬材料熱處理的工藝設(shè)備相對(duì)還是比較落后的。雖然目前金屬材料的熱處理工藝已經(jīng)得到了行業(yè)內(nèi)的廣泛應(yīng)用，但在實(shí)際操作過(guò)程中，熱處理在節(jié)能方面還是存在一定的短板，相比而言整個(gè)行業(yè)技術(shù)水平還是落后于發(fā)達(dá)國(guó)家的。特別是對(duì)于一些小企業(yè)，由于資金以及規(guī)模的局限性，其生產(chǎn)設(shè)備相對(duì)比較落后，技術(shù)水平也比較低，在進(jìn)行金屬材料的熱處理過(guò)程中，不僅造成了資源的浪費(fèi)，而且產(chǎn)生了大量的污染物質(zhì)進(jìn)入大氣，給資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的生態(tài)政策的實(shí)施帶來(lái)很大的壓力。

2.3 專業(yè)技術(shù)人員匱乏

相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員的匱乏是造成我國(guó)金屬材料熱處理技術(shù)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家的重要原因之一?？茖W(xué)技術(shù)是人類社會(huì)發(fā)展的第一生產(chǎn)力，而專業(yè)的技術(shù)人才是科技不斷發(fā)展的源源動(dòng)力，行業(yè)的不斷發(fā)展與人才的不斷發(fā)展是緊密相關(guān)的，人才是將科技轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的動(dòng)力?，F(xiàn)階段我國(guó)工業(yè)企業(yè)的大部分專業(yè)技術(shù)人員都是年紀(jì)偏大的老工人，其生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)豐富，但對(duì)于新技術(shù)和新設(shè)備的掌握應(yīng)用上還是存在一定難度的。一個(gè)具有生命力和發(fā)展前景的企業(yè)，只有不斷注入新血液，引進(jìn)專業(yè)技術(shù)人才能幫助企業(yè)不斷改革創(chuàng)新，學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，幫助企業(yè)更好更快地發(fā)展。金屬材料熱處理節(jié)能技術(shù)的發(fā)展受到阻礙的原因之一就是缺少相關(guān)專業(yè)人才，因此現(xiàn)階段培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人才也是機(jī)械工業(yè)行業(yè)生產(chǎn)發(fā)展急需解決的問(wèn)題之一。

3 金屬材料熱處理技術(shù)

金屬材料經(jīng)過(guò)熱處理技術(shù)加工后，在保證其內(nèi)部化學(xué)性質(zhì)和化學(xué)組成不變的條件下，大大改善了金屬材料的加工性能和使用性能。傳統(tǒng)的熱處理技術(shù)主要有基本熱處理、表面熱處理、化學(xué)熱處理等。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷改進(jìn)和節(jié)能、環(huán)保理念的提出，相繼也出現(xiàn)了一系列新型的熱處理技術(shù)如真空熱處理技術(shù)、感應(yīng)熱處理技術(shù)等。

3.1 傳統(tǒng)熱處理技術(shù)

3.1.1 基本熱處理?；緹崽幚碇笇?duì)加工材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏囟燃訜崽幚?，從而改善材料的整體組織和結(jié)構(gòu)性能的過(guò)程[3]。一般分為退火、正火、淬火和回火等工藝。退火是指將加工材料加熱到一定溫度后，在進(jìn)行緩慢冷卻的過(guò)程。其主要作用是降低加工材料的硬度，增強(qiáng)其可塑性；正火是指將加工材料加熱到Ac3以上后，進(jìn)行適當(dāng)保溫，然后取出在空氣中冷卻。其主要作用是細(xì)化晶粒，均勻組織，降低應(yīng)力；猝火是指將加工材料加熱到Ac3或Ac1以上某一溫度，以大于臨界冷卻速度獲得馬氏體組織的工藝。其主要作用是調(diào)整和改善加工材料的性能，為回火做好組織準(zhǔn)備；回火決定了金屬材料的使用性能和壽命。淬火只有在配以適當(dāng)?shù)幕鼗鸷蟛拍茉鰪?qiáng)金屬材料的性能，延長(zhǎng)材料的使用壽命。

3.1.2 表面熱處理。表面熱處理主要是對(duì)金屬材料的表層進(jìn)行熱處理，在保證材料內(nèi)部韌性和塑形良好的前提下，使得材料表層獲得堅(jiān)硬且耐磨的馬氏體組織[4]。在工業(yè)制造中，通常對(duì)中碳或中碳合金鋼材料進(jìn)行表面熱處理工藝。其原理是快速加熱金屬材料至其表面達(dá)到淬火溫度，并在熱量傳至材料內(nèi)部前進(jìn)行冷卻，低溫回火等操作，從而獲得馬氏體組織。

3.1.3 化學(xué)熱處理?；瘜W(xué)熱處理的原理是將介質(zhì)中的活性原子滲入到到金屬材料表面，從而改變金屬材料表面的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)和性能[5]。經(jīng)過(guò)化學(xué)處理的金屬材料，一般具有較強(qiáng)的耐磨性、抗疲勞性和抗蝕能力。

3.2 熱處理新技術(shù)

3.2.1 真空熱處理技術(shù)。真空熱處理是指全部或部分熱處理工藝在真空狀態(tài)下進(jìn)行。在真空狀態(tài)下進(jìn)行金屬材料的熱處理，可實(shí)現(xiàn)無(wú)氧化、無(wú)脫碳、變形小、去磷屑、脫脂除氣等作用，大大提高了熱處理質(zhì)量。經(jīng)過(guò)真空熱處理技術(shù)加工的金屬材料，其表面變得潔凈明亮，材料性能和穩(wěn)定性也得到了很大的提高。真空熱處理技術(shù)是真空技術(shù)和熱處理技術(shù)完美結(jié)合的新型熱處理技術(shù)，它是在壓強(qiáng)低于一個(gè)大氣壓的氣氛條件下進(jìn)行的熱處理工藝。

3.2.2 感應(yīng)熱處理。感應(yīng)熱處理是指通過(guò)電磁感應(yīng)使金屬材料內(nèi)部產(chǎn)生漩渦進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行加熱的工藝過(guò)程。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，感應(yīng)熱處理可以提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本、減少能源的消耗、減輕環(huán)境的污染，作為清潔型的熱處理技術(shù)，感應(yīng)熱處理技術(shù)將是未來(lái)金屬材料熱處理新技術(shù)的發(fā)展方向。

4 結(jié)束語(yǔ)

在金屬熱處理技術(shù)方面，我國(guó)相關(guān)金屬材料熱處理企業(yè)應(yīng)該逐漸轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)思想觀念，進(jìn)一步引進(jìn)新設(shè)備、新技術(shù)以及先進(jìn)人才，注重能源的利用率，在減少能源消耗的前提下不斷提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。相信未來(lái)在可持續(xù)發(fā)展理念的推動(dòng)下，金屬熱處理節(jié)能新技術(shù)的研究將會(huì)有進(jìn)一步的提高和突破。

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