金屬材料熱處理節(jié)能工藝優(yōu)化研究

張 宏

（甘肅工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院，甘肅 天水 741000）

制造業(yè)發(fā)展過程中，金屬材料制造的關(guān)鍵、核心其實就是金屬材料熱處理節(jié)能工藝。制造業(yè)在加工制造時，熱處理是一個不可或缺的工藝，但是熱處理對于電能的消耗又是巨大的，所以對于金屬材料熱處理節(jié)能工藝必須要進行優(yōu)化，通過不斷開發(fā)新工藝，使得熱處理的節(jié)能技術(shù)能夠得以不斷地提升。金屬材料熱處理節(jié)能工藝技術(shù)可以說是制造業(yè)當中最核心的技術(shù)，主要依賴于電力進行運轉(zhuǎn)。但是當下社會金屬材料熱處理節(jié)能工藝的運轉(zhuǎn)出現(xiàn)了技術(shù)上的不足，導致資源不能夠被合理的利用，并且還出現(xiàn)影響環(huán)境的問題。

1 優(yōu)化熱處理設(shè)備減少能源損失

金屬材料熱處理節(jié)能工藝在運行的過程中，所需要的加工時間是比其他行業(yè)要更長一些的，所以同樣時間下對設(shè)備消耗較大。

在能源消耗的過程中，不可避免的就會出現(xiàn)化學污染物[1]，如表1所示?；瘜W熱處理薄層滲透技術(shù)剛好就可以對這個問題進行緩解，在節(jié)能的基礎(chǔ)上，大大提高對金屬材料加工的效率，真正實現(xiàn)企業(yè)統(tǒng)一追求的效率與效益兼得的目標，具有很強的現(xiàn)實意義。

表1 設(shè)備損失及環(huán)境影響率

優(yōu)化熱處理設(shè)備減少能源損失是金屬材料熱處理節(jié)能工藝優(yōu)化最常用方式的一種。優(yōu)化熱處理設(shè)備減少能源損失，由于金屬表面的涂層厚度已經(jīng)降到了最低，所以金屬加熱時間也不再像以往一樣，提高了時效性。但是優(yōu)化熱處理設(shè)備減少能源損失卻更好的保障了金屬材料的性能，對于環(huán)境的污染同時也是降到了最低，可以堪稱是金屬材料熱處理節(jié)能工藝優(yōu)化的成功的方法之一。

2 回收熱處理的反應預熱裝置

回收熱處理的反應預熱裝置并不能完全修補熱處理后金屬材料上存在的裂痕，但是卻能防止裂痕進一步的加大加深，這樣相當于對問題金屬材料再次熱處理，減少處理環(huán)節(jié)實現(xiàn)了節(jié)能[2]。

對于金屬材料產(chǎn)品的質(zhì)量的控制，是回收熱處理的反應預熱裝置最核心的功能，最大程度降低產(chǎn)品的不合格率，降低生產(chǎn)的成本。如表2所示，反應預熱裝置對材料合格率的影響。

表2 反應預熱裝置對材料合格率的影響

對于小廠商來說，在進行金屬材料加工時，出現(xiàn)問題的金屬材料相對多一些，對于有問題的金屬材料直接報廢，這就會造成整體資源的浪費。面對這種困境，回收熱處理的反應預熱裝置可以減緩上述問題的出現(xiàn)，降低整體成本，回收熱處理的反應預熱裝置也是金屬材料熱處理節(jié)能工藝優(yōu)化方式中不可或缺的一種。

3 熱處理工藝節(jié)能減耗的方法

3.1 加快熱處理工藝反應的時間

加快熱處理工藝反應的時間控制會降低加熱的溫度，一旦加熱的溫度低于金屬材料的熔點時，就會在金屬材料的表面生成奧氏體化的現(xiàn)象，在此時讓金屬材料進行自冷，這樣就能夠成功實現(xiàn)金屬材料表面的硬化。加快熱處理工藝反應的時間控制能夠使金屬材料的性能達到最優(yōu)，有效的解決的當下制造業(yè)生產(chǎn)合格率不夠高的難題。并且，加快熱處理工藝反應的時間控制與計算機技術(shù)有著緊密的聯(lián)系，加快熱處理工藝反應時間采用不同的方式會有不同的效果，具體可如表3所以。

表3 加快熱處理工藝反應時間效果對比表

3.2 減少熱處理工藝過程中的能量損耗

減少熱處理工藝過程中的能量損耗想要得到最大程度上的利用，就必須有達到相關(guān)的條件。金屬材料的性能可以通過減少熱處理工藝過程中低壓滲碳來得到提升。減少熱處理工藝過程中的能量損耗，就需要加工過程在真空或者部分真空的環(huán)境中進行。如果在金屬材料加工時，保證金屬材料不與空氣相接觸，就能夠很大程度上實現(xiàn)金屬材料表面的硬化。不同加熱環(huán)境下，能量損耗對比如表4所示。

表4 不同熱處理環(huán)境中的能量損耗對比表

減少熱處理工藝過程中的能量損耗主要是在低壓滲碳的基礎(chǔ)上來對金屬材料進行熱處理，并且采用其獨有的與傳統(tǒng)方式不同的降溫方式，即高壓氣淬來實現(xiàn)金屬材料的冷卻。但是在實際加工過程中，完全真空的狀態(tài)是很難實現(xiàn)的，真正達到真空狀態(tài)需要特別高的技術(shù)作為基礎(chǔ)。理論上來講，金屬材料在進行加工時，越接近真空的條件，金屬材料受到的影響就會越小，金屬材料加工的合格率就會越高。

4 結(jié)語

本文對金屬材料熱處理節(jié)能工藝優(yōu)化研究進行分析，通過對優(yōu)化熱處理設(shè)備減少能源損失、減少熱處理工藝過程中的能量損耗、回收熱處理的反應預熱裝置以及加快熱處理工藝反應的時間控制的分析論證。希望本文的研究能夠為金屬材料熱處理節(jié)能工藝優(yōu)化研究提供理論依據(jù)。