淺析金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)及應(yīng)用

孫光武 施曉 秦天林 濟(jì)南金曰公路工程有限公司

一、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(yùn)行的過(guò)程中，所需要的加工時(shí)間是比其他行業(yè)要更長(zhǎng)一些的，所以同樣時(shí)間下對(duì)設(shè)備消耗較大。在能源消耗的過(guò)程中，不可避免地就會(huì)出現(xiàn)化學(xué)污染物?；瘜W(xué)熱處理薄層滲透技術(shù)剛好就可以對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行緩解，在節(jié)能的基礎(chǔ)上，大大提高對(duì)金屬材料加工的效率，真正實(shí)現(xiàn)企業(yè)統(tǒng)一追求的效率與效益兼得的目標(biāo)，具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。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(shí)間也不再像以往一樣，提高了時(shí)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(duì)于環(huán)境的污染同時(shí)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。

二、金屬材料熱處理工藝現(xiàn)狀

（一）設(shè)備落后，工藝水平低

改革開放之后，我國(guó)工業(yè)化成就十分明顯，就制造行業(yè)而言，其在我國(guó)國(guó)民生產(chǎn)總值中的占比在逐步提升，基于此，能夠?yàn)榻饘俨牧蠠崽幚眍I(lǐng)域帶來(lái)機(jī)遇。但是當(dāng)前我國(guó)多數(shù)工廠的金屬熱處理節(jié)能新技術(shù)水平和國(guó)際水平之間存在著一定的差距，一方面被科學(xué)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)等方面所制約，另一方面被滯后的設(shè)施設(shè)備所影響。即使當(dāng)前的金屬材料熱處理技術(shù)被廣泛的應(yīng)用，但是在實(shí)際生產(chǎn)的過(guò)程中，節(jié)能方面的技術(shù)并不到位，特別是對(duì)于某些小型的廠子或者是私人企業(yè)而言，其生產(chǎn)設(shè)施設(shè)備較為落后，其工藝水平比較低，造成金屬材料加工的過(guò)程中，熱處理時(shí)會(huì)出現(xiàn)很多的污染物，一方面無(wú)法對(duì)能源進(jìn)行全面且有效地利用，另一方面也在很大程度上破壞生態(tài)環(huán)境。

（二）能源消耗高，利用率低

我國(guó)對(duì)金屬材料進(jìn)行熱處理的企業(yè)非常多，具備十分龐大的工人數(shù)，此行業(yè)中的能源消耗在我國(guó)整體能源消耗中占比比較大，是工業(yè)領(lǐng)域能源消耗比較高的產(chǎn)業(yè)，要求金屬材料的熱處理朝著節(jié)能新型技術(shù)的方向不斷發(fā)展。在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家工業(yè)發(fā)展過(guò)程中，十分重視能源的利用效率，只有對(duì)能源進(jìn)行全面有效地利用，才能夠防止能源浪費(fèi)的情況出現(xiàn)。我國(guó)的能源消耗比較大，利用率比較低，導(dǎo)致能源的生產(chǎn)質(zhì)量與效率都不高。

（三）缺少專業(yè)技術(shù)人員

科學(xué)技術(shù)是主要生產(chǎn)力，優(yōu)秀人才是科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的源頭，對(duì)于任何行業(yè)來(lái)說(shuō)都不能離開優(yōu)秀人才，在我國(guó)現(xiàn)階段的金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)應(yīng)用方面，缺少優(yōu)秀的專業(yè)人士，很難把科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)變成生產(chǎn)力，從而導(dǎo)致環(huán)境污染與資源浪費(fèi)的情況出現(xiàn)。我國(guó)工業(yè)企業(yè)的人才主要是年齡比較大的工人，他們雖然擁有十分豐富的經(jīng)驗(yàn)，但是對(duì)新型技術(shù)的研究與發(fā)展很難把握，工業(yè)企業(yè)需要注入更多的新鮮血液，增強(qiáng)專業(yè)人才的引進(jìn)，這是企業(yè)得以生存與發(fā)展的主要?jiǎng)恿?。因此，缺少專業(yè)人才是現(xiàn)階段金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)不斷發(fā)展遇到阻礙的因素之一，這也是急需解決的主要問(wèn)題。

三、金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)的運(yùn)用策略

（一）化學(xué)熱處理薄層滲透技術(shù)

現(xiàn)階段，在金屬材料熱處理節(jié)能工藝中，運(yùn)用最為廣泛的便是化學(xué)熱處理薄層滲透技術(shù)，其可以對(duì)金屬材料的基礎(chǔ)性能進(jìn)行保障，在傳統(tǒng)的金屬材料熱處理工藝中，金屬材料的表面如果存有一定的化學(xué)元素，便會(huì)對(duì)金屬性能產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。由于化學(xué)熱處理薄層滲透技術(shù)在金屬材料處理上的運(yùn)用，突破了傳統(tǒng)的思維方式，在技術(shù)方面得到了一定程度上的突破。在金屬材料傳統(tǒng)熱處理工藝中，其時(shí)間比較長(zhǎng)，進(jìn)而消耗了更多的電能，與此同時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生化學(xué)污染物?；瘜W(xué)熱處理薄層滲透技術(shù)可以緩解此問(wèn)題，利于節(jié)能，可以有效提升金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)的質(zhì)量與效率，實(shí)現(xiàn)了高效率與低成本的目標(biāo)，具備比較高的價(jià)值。

（二）激光熱處理技術(shù)

激光熱處理技術(shù)主要利用激光束在金屬表面進(jìn)行照射，對(duì)金屬材料的表面展開硬化或者是合金化的處理，因?yàn)榧す馐邆浔容^強(qiáng)的穿透性、高密度以及高功率等特征，能夠轉(zhuǎn)變金屬材料表面的性質(zhì)，這樣的辦法是其他技術(shù)所沒(méi)有辦法完成的。因?yàn)榧す馐哂斜容^強(qiáng)的穿透能力，可以讓金屬材料的表面快速到達(dá)熔點(diǎn)，金屬材料的表面便會(huì)出現(xiàn)改變，并且不斷進(jìn)行硬化，在加熱的溫度比熔點(diǎn)低的時(shí)候，金屬材料表層便會(huì)形成奧氏體化，應(yīng)該對(duì)其及時(shí)自冷淬火，這樣可以有效提升金屬材料表面的硬度，進(jìn)而得到相應(yīng)的金屬性能。通過(guò)激光束得以變化之后的金屬材料表面出現(xiàn)了比較大的改變，并且其性能較為優(yōu)良，有效提升了金屬材料表面的強(qiáng)度與硬度。在使用傳統(tǒng)工藝很難進(jìn)行處理的金屬材料獨(dú)特的位置運(yùn)用激光熱處理技術(shù)，可以有效解決這樣的難題，例如，深溝、小區(qū)域等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，激光熱處理技術(shù)能夠經(jīng)過(guò)電腦編程全面提升熱處理的質(zhì)量與效率，使其達(dá)到自動(dòng)化生產(chǎn)。

（三）真空熱處理技術(shù)

在對(duì)金屬材料進(jìn)行熱處理節(jié)能新技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，就金屬部件而言，經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題主要是氧化。企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)尤其注意此方面的問(wèn)題，避免金屬部件出現(xiàn)氧化導(dǎo)致其失去金融性能。針對(duì)這樣的情況，應(yīng)用真空熱處理技術(shù)可以讓金屬材料在無(wú)氧介質(zhì)中展開熱處理，此技術(shù)能夠節(jié)省生產(chǎn)設(shè)備，有效縮減生產(chǎn)時(shí)間與周期，提升金屬材料生產(chǎn)的質(zhì)量與效率。此技術(shù)最開始的時(shí)候被應(yīng)用在填充氣體方面，避免金屬和氧氣之間產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，其主要是對(duì)流的傳熱形式，讓金屬材料的熱處理變得越加均勻。

（四）振動(dòng)時(shí)效處理技術(shù)

振動(dòng)時(shí)效處理技術(shù)主要是為了對(duì)金屬加工零件進(jìn)行穩(wěn)定，對(duì)金屬使用壽命與外形等進(jìn)行鞏固，避免金屬材料在熱處理過(guò)程中出現(xiàn)開裂與變形的情況，防止金屬材料出現(xiàn)細(xì)紋等現(xiàn)象被返廠，導(dǎo)致資源出現(xiàn)嚴(yán)重浪費(fèi)。此技術(shù)對(duì)金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)進(jìn)行了再次優(yōu)化。在傳統(tǒng)工藝中，使用低溫加熱的技術(shù)可以產(chǎn)生穩(wěn)定作用，但是此技術(shù)會(huì)增加能源消耗的情況，并且具備比較高的成本，需要更多的時(shí)間。振動(dòng)時(shí)效處理技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行了改善，節(jié)約了電能，具備比較好的加工性能。

（五）熱處理CAD技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)得以不斷發(fā)展，對(duì)熱處理技術(shù)的提升產(chǎn)生著十分重要的影響，熱處理CAD技術(shù)是一種重要的處理辦法，系統(tǒng)研究與分析熱處理，加強(qiáng)節(jié)能處理，讓其邁入到可持續(xù)發(fā)展的道路中。熱處理CAD技術(shù)具備噴霧與噴淋等功能，具備淬火工藝，被我國(guó)認(rèn)證為綠色技術(shù)。

四、結(jié)語(yǔ)

在激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)下，世界各國(guó)都圍繞提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、節(jié)約能源等方向進(jìn)行改進(jìn)，在金屬材料和熱處理發(fā)展上也取得了不少成果。隨著設(shè)備功能、控制手段、工藝技術(shù)的進(jìn)一步完善和豐富，經(jīng)過(guò)研究和分析在這一領(lǐng)域的水平也將會(huì)有更大的發(fā)展。