金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)分析

中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院機(jī)電與材料工程系 江蘇徐州 221008

對金屬材料而言，其在人們的生產(chǎn)生活中扮演重要的角色，但對其進(jìn)行熱處理的過程中，不僅效率相對較低，而且會產(chǎn)生大量的環(huán)境污染問題，因此，需要對金屬材料熱處理節(jié)能技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)研究。本文從以下方面對其進(jìn)行闡述。此次研究對豐富金屬材料熱處理節(jié)能技術(shù)方面知識具有理論性意義[1]。

1 金屬材料熱處理技術(shù)的現(xiàn)狀

1.1 工藝滯后且設(shè)備破舊

對我國金屬材料熱處理技術(shù)而言，雖然在不斷的發(fā)展和進(jìn)步，但與世界先進(jìn)水平之間仍然存在較大的差距。從我國金屬熱處理設(shè)備的角度來看，其相對破舊且使用年限相對較長，當(dāng)其在對金屬材料進(jìn)行熱處理的時候，不僅故障的發(fā)生概率相對較大，而且能源會被大量消耗，甚至還會出現(xiàn)嚴(yán)重污染等現(xiàn)象。除此之外，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時，需要消耗大量的成本來進(jìn)行維修，使得企業(yè)的成本以及效益達(dá)不到預(yù)期效果。

1.2 能耗高且利用率低

對工業(yè)能源消耗來講，金屬材料熱處理中消耗的能源占據(jù)總消耗的絕大部分，由于能源被大量的消耗，使得能源欠缺的現(xiàn)象加劇，為了符合時代發(fā)展的需求，金屬材料熱處理也向節(jié)能方向進(jìn)行轉(zhuǎn)變。另外，由于熱處理工廠中所使用的技術(shù)缺乏統(tǒng)一性，使得能源消耗較高但是利用率較低的現(xiàn)象屢見不鮮。

1.3 生產(chǎn)廢料多且污染環(huán)境

當(dāng)金屬材料經(jīng)過熱處理之后，會導(dǎo)致大量的廢料產(chǎn)生，如廢水、廢渣等。同時，處理設(shè)備在運(yùn)行的過程中，會使大分貝噪聲產(chǎn)生，從而對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定的污染。并且，當(dāng)廢料的排放不符合標(biāo)準(zhǔn)時，其對環(huán)境會產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。除此之外，當(dāng)金屬材料加工廠與居民區(qū)相鄰時，其會對人們的健康產(chǎn)生危害，使人們出現(xiàn)疾病的概率大幅度提高[2]。

2 金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)簡述

2.1 化學(xué)熱處理技術(shù)

對化學(xué)熱處理技術(shù)而言，其為熱處理節(jié)能新技術(shù)的一種，其原理主要是使金屬材料表面涂層厚度得到有效的降低，在化學(xué)薄層熱處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，使金屬加熱的時間得到大幅度的縮短，使得電能得到有效的節(jié)約。與此同時，當(dāng)金屬涂層的厚度降低時，金屬材料的性能得到有效的保障。除此之外，當(dāng)通過化學(xué)熱處理技術(shù)的時候，金屬的性能不會被影響或破壞，這樣使其產(chǎn)生的環(huán)境污染相對較小，因此，該技術(shù)成為重點(diǎn)研究和使用的一種。

2.2 真空熱處理技術(shù)

對真空熱處理技術(shù)來講，其只對一部分材料比較適宜，并且需要符合相應(yīng)的條件之后，才能夠進(jìn)行使用。通過真空熱處理技術(shù)之后，可以使低壓滲碳得以實(shí)現(xiàn)，從而使金屬的性能得到有效的提升。與國外先進(jìn)技術(shù)相比，我國的技術(shù)具有一定的滯后性，使得真空熱處理技術(shù)依舊在發(fā)展的過程之中。從真空熱處理技術(shù)的角度來講，其需要在特定的環(huán)境中進(jìn)行，即真空或接近真空，在真空環(huán)境中對金屬材料進(jìn)行處理，使其與空氣之間無法直接接觸，并且在低壓滲碳的基礎(chǔ)上，使熱處理完成的同時，高壓氣淬也得以實(shí)現(xiàn)。由于完全真空無法有效達(dá)到，將真空度控制在相應(yīng)范圍之內(nèi)，越接近真空的時候，對金屬材料產(chǎn)生的影響越小，這樣可以使金屬材料變形以及產(chǎn)生污染等現(xiàn)象得到有效改善，進(jìn)而為工業(yè)的健康發(fā)展提供基礎(chǔ)保障[3]。

2.3 激光熱處理技術(shù)

對激光熱處理技術(shù)來講，其對金屬表面進(jìn)行照射的時候，需要對高能量的激光進(jìn)行有效應(yīng)用。由于科技的不斷快速發(fā)展，使得該技術(shù)也得到不斷的進(jìn)步，并且在更多的場合中進(jìn)行應(yīng)用。激光熱處理與其他技術(shù)相比，其獨(dú)特的屬性為無須冷卻，并且無須對淬火點(diǎn)進(jìn)行找尋。由此可知，激光熱處理技術(shù)對科技具有非常高的要求，但該技術(shù)得到應(yīng)用之后，不僅可以使加工工序得到有效簡化，使時間得到有效節(jié)約，而且可以使污染問題得到有效的改善，該技術(shù)是未來發(fā)展的趨勢。

2.4 振動時效處理技術(shù)

在對金屬材料進(jìn)行加工時，不僅金屬表面會出現(xiàn)較多的細(xì)小裂紋，而且殘余應(yīng)力也會存在于金屬內(nèi)部，利用傳統(tǒng)方式來對其進(jìn)行加熱，不僅會浪費(fèi)大量的時間，而且會消耗大量的能源。在振動時效處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，可以導(dǎo)出金屬內(nèi)部的殘余應(yīng)力，使金屬正?；螒B(tài)和質(zhì)量得到保障。同時，振動時效處理技術(shù)的技術(shù)效果更為顯著，使處理時間會明顯縮短，并且無需較高的支出成本，甚至能夠使能源消耗得到顯著的降低。

2.5 CAD 模擬熱處理技術(shù)

在對金屬材料進(jìn)行熱加工處理時，需要消耗大量的能源，但同時也會對環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。CAD 模擬熱處理技術(shù)主要對計(jì)算機(jī)進(jìn)行應(yīng)用，在計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)上來對熱處理進(jìn)行模擬，并合理化的設(shè)計(jì)熱處理工藝以及過程。同時，對熱處理中產(chǎn)生的能耗進(jìn)行分析，并不斷的進(jìn)行改善，當(dāng)其效果顯著時，在進(jìn)行生產(chǎn)或使用，這樣可以使熱處理過程中的能耗得到有效的降低。除此之外，在該技術(shù)的基礎(chǔ)上，能夠使處理效果得到有效的還原，這樣可以使其作用得到充分的凸顯。同時，通過合理化的分析，可以使材料以及爐強(qiáng)結(jié)構(gòu)更加的合理化，這樣可以使故障的發(fā)生概率得到有效的降低，從而使維修成本得到有效的降低[4]。

3 結(jié)語

通過本文的論述可知，對金屬材料熱處理節(jié)能技術(shù)進(jìn)行研究具有重要的意義，其符合環(huán)境健康發(fā)展的時代需求，因此，不僅需要行業(yè)對技術(shù)設(shè)備進(jìn)行有效的更新，而且需要對相應(yīng)的節(jié)能技術(shù)進(jìn)行不斷的挖掘，從而使環(huán)境得到保障的同時，為工業(yè)熱處理的可持續(xù)發(fā)展提供保障。