金屬材料熱處理技術(shù)的發(fā)展分析

夏振偉

[摘要]近年來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度逐漸加快，工業(yè)制造行業(yè)的良好發(fā)展得到有效促進(jìn)。在工業(yè)制造過程中，金屬材料的利用具有舉足輕重的地位，并且金屬材料熱處理技術(shù)對(duì)金屬材料性能以及質(zhì)量的保障起到了一定的積極作用。在實(shí)際使用金屬材料熱處理技術(shù)的過程中，常常由于熱處理工藝以及設(shè)備落后等問題致使能源消耗增加，不但會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定影響，還會(huì)增加工業(yè)制造的成本，所以非常有必要采用新型的金屬材料熱處理技術(shù)，以此提升金屬材料熱處理水平。本文主要分析金屬材料熱處理中存在的問題，進(jìn)而對(duì)新型的金屬材料熱處理技術(shù)進(jìn)行闡述。

[關(guān)鍵詞]金屬材料；熱處理技術(shù)；問題

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，我國(guó)工業(yè)制造行業(yè)的良好發(fā)展得到有效促進(jìn)。在工業(yè)制造行業(yè)的發(fā)展中，熱處理技術(shù)的應(yīng)用起到了保障金屬性能以及質(zhì)量的重要作用。然而，在實(shí)際應(yīng)用金屬材料熱處理技術(shù)的過程中，由于金屬材料熱處理設(shè)備以及技術(shù)落后等問題致使金屬材料熱處理過程中產(chǎn)生的能源消耗不斷加大，不但會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定損害，其金屬材料的性能以及質(zhì)量等也得不到保證，而且還會(huì)增加工業(yè)制造的投入。因此，相關(guān)工業(yè)制造企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)金屬材料熱處理問題的重視，并引進(jìn)使用金屬材料熱處理新技術(shù)，從而提升金屬材料熱處理水平，促進(jìn)工業(yè)制造行業(yè)健康發(fā)展。

一、金屬材料熱處理中存在的問題

（一）熱處理設(shè)備以及工藝技術(shù)較為落后

在實(shí)際進(jìn)行金屬材料熱處理的過程中，由于一些企業(yè)的熱處理技術(shù)水平較低，所以其熱處理過程的節(jié)能減排處理不到位，致使金屬材料熱處理產(chǎn)生大量能源消耗。同時(shí)，很多工業(yè)企業(yè)的金屬熱處理設(shè)備較為陳舊，而且缺乏足夠的資金購(gòu)買先進(jìn)設(shè)備，導(dǎo)致我國(guó)金屬材料熱處理水平得不到提升。

（二）熱處理過程能源消耗大

在一些西方發(fā)達(dá)國(guó)家，其工業(yè)制造中非常重視能源的高效利用，只有最大限度提高能源的利用效率，才能減少資源浪費(fèi)現(xiàn)象，從而促進(jìn)資源以及能源的可持續(xù)發(fā)展。然而，我國(guó)當(dāng)前工業(yè)制造中的能源使用效率相對(duì)較低，相應(yīng)的產(chǎn)品生產(chǎn)效率不高，不利于工業(yè)制造行業(yè)的良好發(fā)展。

（三）缺乏金屬材料熱處理專業(yè)人才

近年來，我國(guó)工業(yè)制造行業(yè)發(fā)展良好，金屬材料熱處理技術(shù)水平也隨之提升，但掌握并使用相關(guān)技術(shù)的人才卻呈現(xiàn)出較為短缺的狀態(tài)，致使金屬材料熱處理質(zhì)量以及效率無法得到保證，也不利于我國(guó)金屬熱處理領(lǐng)域的健康和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

二、金屬材料熱處理技術(shù)

（一）化學(xué)熱處理薄層滲入技術(shù)

熱處理技術(shù)的應(yīng)用能夠使金屬材料的性能得到保障，而化學(xué)熱處理薄層滲入技術(shù)是當(dāng)前應(yīng)用較為普遍的一種熱處理技術(shù)。人們大都認(rèn)為單純依靠化學(xué)元素的表面滲透無法達(dá)到改變金屬材料屬性的目的，但化學(xué)熱處理薄層滲入技術(shù)的應(yīng)用卻可以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。以往很多金屬熱處理技術(shù)的加熱時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，所以會(huì)消耗大量的電能，不利于環(huán)境的保護(hù)。而在相同環(huán)境以及條件下，化學(xué)熱處理薄層滲入技術(shù)的應(yīng)用能夠節(jié)約百分之三十左右的電能。例如，在生產(chǎn)軸承鋼球的過程中，化學(xué)熱處理薄層滲入技術(shù)的應(yīng)用可以大大提高其生產(chǎn)效率，而且減少了CH₃OH以及煤油的使用量，不但能夠延長(zhǎng)金屬產(chǎn)品的使用年限，還能減少生產(chǎn)所投入的經(jīng)濟(jì)成本。

（二）熱處理真空技術(shù)

熱處理真空技術(shù)主要是將金屬材料置于真空無氧環(huán)境中進(jìn)行加熱等一系列處理，從而能夠有效防止由于金屬材料發(fā)生氧化而影響金屬產(chǎn)品的質(zhì)量。在利用此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行金屬熱處理的過程中，其內(nèi)部的滲碳溫度得到提升，大大縮短了金屬產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，進(jìn)而提高了金屬材料加熱處理的效率和質(zhì)量。同時(shí)，熱處理真空技術(shù)的使用也能夠有效減少電能的使用量，有利于環(huán)境的保護(hù)，而且也不需要點(diǎn)燃等操作，大大增加了金屬材料熱處理的便利性。

（三）激光熱處理技術(shù)

此項(xiàng)熱處理技術(shù)主要利用高功率密度的激光來硬化金屬材料，通過金屬材料表面的改性處理使其金屬性能發(fā)生改變。在利用此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行金屬材料熱處理時(shí)，因?yàn)榧す獾拇┩噶O強(qiáng)，當(dāng)金屬材料的加熱溫度達(dá)到其自身臨界點(diǎn)時(shí)，金屬材料的表面就會(huì)產(chǎn)生“奧氏體化”現(xiàn)象，此時(shí)進(jìn)行快速淬火處理就能使金屬材料表面產(chǎn)生硬化現(xiàn)象。在激光熱處理的作用下，金屬材料的密度和硬度以及耐磨性等都會(huì)加強(qiáng)，進(jìn)而使金屬的耐疲勞破壞性能得到增強(qiáng)。

（四）CAD熱處理技術(shù)

此項(xiàng)技術(shù)主要利用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)熱處理過程的智能化控制，從而能夠在模擬的環(huán)境中進(jìn)行金屬材料熱處理。在實(shí)際應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)的過程中，通過對(duì)CAD模型的真實(shí)還原以及科學(xué)分析等能夠采取更加合理的方法來優(yōu)化金屬材料熱處理過程。通常來說，對(duì)CAD熱處理技術(shù)的分析有利于合適材料的選擇，不但能減少能源消耗量，還可以提升金屬材料熱處理效率。除此之外，CAD熱處理技術(shù)的應(yīng)用還能有效預(yù)見熱處理過程中可能發(fā)生的問題，在問題真正發(fā)生時(shí)可以采取合理的應(yīng)對(duì)措施予以解決，從而保障金屬材料熱處理過程的順利進(jìn)行。

（五）振動(dòng)時(shí)效處理技術(shù)

應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)的目的在于提升加工金屬產(chǎn)品的穩(wěn)定性，使熱處理后的金屬產(chǎn)品在外形等方面更加穩(wěn)固，避免使用過程中發(fā)生變形等損壞問題。以往的處理工藝需要消耗大量的成本以及資源，不僅處理時(shí)間較長(zhǎng)，而且金屬產(chǎn)品的生產(chǎn)效率較低。而振動(dòng)時(shí)效處理技術(shù)在以往傳統(tǒng)處理工藝的基礎(chǔ)上做出改進(jìn)，通過不同頻率諧波的利用來達(dá)到共振效果，同時(shí)利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，不但提升了加工處理效率，還減少了能源消耗，而且金屬產(chǎn)品的加工質(zhì)量以及效果等也得到明顯提升。

三、結(jié)束語

總而言之，國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)以及社會(huì)的飛速進(jìn)步使工業(yè)制造行業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)越來越大，對(duì)其中金屬材料熱處理技術(shù)的要求也越來越高。因此，在實(shí)際對(duì)金屬材料進(jìn)行熱處理時(shí)，有關(guān)工業(yè)制造企業(yè)應(yīng)注重新型金屬材料熱處理技術(shù)的引進(jìn)與應(yīng)用，通過新技術(shù)的應(yīng)用來減少熱處理過程中產(chǎn)生的能源消耗，保證金屬材料的性能以及質(zhì)量，從而提升金屬材料熱處理技術(shù)水平，促進(jìn)工業(yè)制造行業(yè)的健康以及長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。