金屬材料熱處理節(jié)能工藝優(yōu)化研究

韓 樑

（青島市技師學(xué)院，山東 青島 266229）

金屬材料的制造是金屬行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，而熱處理技術(shù)則是金屬材料制造的關(guān)鍵[1]。在金屬制造行業(yè)中，熱處理是一個不可缺少的部分。雖然熱處理技術(shù)對金屬制造而言是一門關(guān)鍵性的技術(shù)，但是其實際的運用過程中會消耗巨大的能源，同業(yè)也會對環(huán)境造成危害。因此，我們就有必要對該環(huán)節(jié)進行優(yōu)化。通過研究熱處理技能技術(shù)，不斷的開發(fā)新的熱處理工藝來降低能源的消耗，為金屬企業(yè)帶來更高的經(jīng)濟效益，同時也能降低對環(huán)境的污染。

1 熱處理技術(shù)的現(xiàn)狀分析

金屬材料熱處理技術(shù)針對的是一些固態(tài)化的金屬和合金，通過對其實施一系列的加熱、冷卻、保溫等工序，使金屬內(nèi)部更加穩(wěn)定，達到一定的性能要求。就我國對熱處理技術(shù)的研究來看，我們可以從四個角度來分析。首先，我國金屬行業(yè)雖然都擁有屬于自己的熱處理車間，但是其本身并不屬于獨立的一個熱處理企業(yè)，而熱處理車間卻成為了金屬企業(yè)的附屬車間，無論是管理模式，還是重視程度都是不夠的，并且由于缺少資金支持，使得熱處理設(shè)備也較為落后，跟不上時代的發(fā)展。其次，在熱處理過程對溫度的要求是較為嚴(yán)格的，一些金屬行業(yè)因為缺少了先進的熱處理設(shè)備，促使熱處理的溫度難以達到標(biāo)準(zhǔn)要求，不僅會消耗大量的能源，同時熱處理效率也低下，而報廢品的數(shù)量也是比較多的。再次針對的是經(jīng)熱處理加工后得到的成品件，大多數(shù)的成品件的質(zhì)量都是得不到保障的，因此我們要對其進行檢修。一些成品件雖然被判定為合格品，但是由于缺乏滲碳工藝，使得其使用的壽命大大的降低了，難以達到標(biāo)準(zhǔn)。最后是我國對于熱處理技術(shù)方面的研究，雖然我國的基礎(chǔ)工藝已經(jīng)完善了，但是對于新工藝的研究卻是較為缺乏的。

2 金屬材料熱處理節(jié)能技術(shù)的實踐應(yīng)用

（1）激光熱處理技術(shù)應(yīng)用。在金屬材料熱處理技術(shù)的實踐過程中，我們可以來利用激光熱處理技術(shù)，實現(xiàn)傳統(tǒng)熱處理技術(shù)的節(jié)能轉(zhuǎn)換。而激光熱處理技術(shù)的原理則是通過高密度的激光，展現(xiàn)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(shù)時，很容易實現(xiàn)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(fù)再加工或校直。

（2）真空熱處理技術(shù)應(yīng)用。隨著時代的進步和社會的發(fā)展，各行各業(yè)都實現(xiàn)了創(chuàng)新變革，金屬行業(yè)熱處理技術(shù)也是如此，而金屬材料熱處理節(jié)能技術(shù)正是這一時代重要的產(chǎn)物[2]。金屬材料熱處理節(jié)能技術(shù)的出現(xiàn)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(shù)，增加了生產(chǎn)產(chǎn)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(jié)能技術(shù)在實際的使用過程中仍然存在的一些問題，真空環(huán)境的創(chuàng)造就是其中之一。至此就有了現(xiàn)在的真空熱處理技術(shù)的出現(xiàn)，利用該項技術(shù),被熱處理零件控制溫度更準(zhǔn)確，弱化氧化現(xiàn)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(shù)對金屬表面和金屬性能的影響。

（3）化學(xué)薄層滲透技術(shù)應(yīng)用。化學(xué)薄層滲透技術(shù)在金屬材料熱處理節(jié)能技術(shù)中最大的作用就是改變了傳統(tǒng)熱處理的理念，并且已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用?；瘜W(xué)薄層滲透技術(shù)擁有兩個巨大的優(yōu)勢，首先是，同時也是最為重要的，化學(xué)薄層滲透技術(shù)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(huán)境造成危害。其次，和其他的熱處理技術(shù)而比，化學(xué)薄層滲透技術(shù)能夠利用最小的能耗而達到最大的加工效率，調(diào)查發(fā)現(xiàn)在同樣的標(biāo)準(zhǔn)之下，該項熱處理技術(shù)一般能夠節(jié)約30%的能耗。

（4）熱處理CAE技術(shù)。隨著信息技術(shù)迅速的發(fā)展，其在各行各業(yè)的滲透作用也體現(xiàn)了出來，并且取得了良好的效果。金屬材料熱處理技術(shù)結(jié)合CAE技術(shù)實現(xiàn)了熱處理工序的模擬化，利用計算機技術(shù)可以對熱處理工序進行分析和研究。而熱處理CAE技術(shù)在實際的運用中，最為明顯的一個優(yōu)勢就是噴霧冷卻，該冷卻技術(shù)不同其他技術(shù)，能夠?qū)Υ慊鸬裙に嚻鸬搅己玫男Ч，F(xiàn)如今，信息技術(shù)在人們生活中的運用越來越廣泛，而熱處理CAE技術(shù)作為信息時代重要的產(chǎn)物，也被金屬行業(yè)所運用，并且加快了金屬材料熱處理節(jié)能技術(shù)的發(fā)展。

3 熱處理工藝節(jié)能減耗的方法研究

（1）加快熱處理工藝反應(yīng)時間。該方法主要是采用先進技術(shù)對熱處理溫度進行控制。對于加熱部位，當(dāng)熱處理工藝反應(yīng)時間越短，對金屬表面其它位置加熱的溫度也就越低。而當(dāng)局部位置熱處理溫度高于相變線以上，就會在金屬材料的出現(xiàn)奧氏體的現(xiàn)象。加快熱處理工藝反應(yīng)時間能夠有效的降低整個熱處理工藝所消耗的能耗，并且也能提高所生產(chǎn)金屬的性能，這是當(dāng)前金屬制造業(yè)熱處理節(jié)能工藝中所常用的一種方法。

（2）減少熱處理工藝過程中的能量消耗。為了實現(xiàn)熱處理工藝的節(jié)能減耗，我們首先要做的就是減少熱處理工藝中的能量消耗。就以金屬材料的性能為例，我們一般都是通過降低熱處理過程中的滲碳壓力來提高金屬材料的性能。實際的熱處理過程中，我們很難創(chuàng)造一個真空的環(huán)境，要完全杜絕空氣對熱處理工序的影響幾乎是不可能的。因此，我們只能利用現(xiàn)代化的高科技技術(shù)來盡可能的創(chuàng)造一個無限接近于真空環(huán)境的條件，就如上文所提到的真空熱處理技術(shù)。利用真空熱處理技術(shù)，我們可以盡可能的避免空氣中雜質(zhì)對金屬材料的影響，如此不僅能夠提高所生產(chǎn)金屬產(chǎn)品的合格率，同時也能大大的降低熱處理的能耗，從而實現(xiàn)熱處理節(jié)能化的發(fā)展。

4 結(jié)論

總的來說，材料的發(fā)展對社會的發(fā)展起到了重要的作用，雖然現(xiàn)代化的社會出現(xiàn)了許多高分子材料和非金屬材料，然而就我國目前的現(xiàn)狀來看，只有加強了金屬材料的節(jié)能化研究，才能促進材料行業(yè)進一步的發(fā)展?，F(xiàn)代化的新型技術(shù)為實現(xiàn)金屬材料熱處理節(jié)能提供了可能性，我們應(yīng)該加強在這方面的研究，在降低能耗的同時，降低其對環(huán)境的污染，這也能為金屬行業(yè)帶來更高的經(jīng)濟效益。