金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)應(yīng)用探討

鐘國新

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)不斷地進(jìn)步，機(jī)械工業(yè)日益發(fā)展，金屬材料是工業(yè)制造中不可或缺的部分，熱處理是保障金屬材料的重要技術(shù)之一。傳統(tǒng)的熱處理技術(shù)會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的污染，而熱處理節(jié)能新技術(shù)最大的特點(diǎn)是污染小，此外，所需消耗的能源較低，具有較高的科技技術(shù)含量，符合我國的可持續(xù)發(fā)展要求。文章主要針對(duì)金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行簡要地分析和探討，為我國的制造業(yè)發(fā)展提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：金屬材料；熱處理；節(jié)能；新技術(shù)

目前，鋼鐵材料成為主要的金屬材料，大部分的金屬制造業(yè)通常選擇鋼鐵材料熱處理技術(shù)。然而，我國的金屬材料熱處理技術(shù)依然存在許多問題，包括處理中的資源浪費(fèi)，處理過程中的環(huán)境污染等，這些是研究金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)中最為關(guān)鍵的問題。因此，促進(jìn)我國金屬材料熱處理產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路是加大金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)的開發(fā)。

1 國內(nèi)金屬材料熱處理發(fā)展現(xiàn)狀

我國在金屬材料熱處理的發(fā)展主要有以下三大特征：第一，社會(huì)的發(fā)展促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。近年來，我國在生產(chǎn)技術(shù)和科技技術(shù)等方面都取得了較大的進(jìn)步，促進(jìn)了傳統(tǒng)的金屬材料處理技術(shù)的發(fā)展。我國在金屬材料熱處理技術(shù)等方面也大幅度發(fā)展起來，隨著金屬材料加工廠的涌現(xiàn)，金屬材料相關(guān)產(chǎn)業(yè)也迅速發(fā)展，同時(shí)也提供了大量的就業(yè)機(jī)會(huì)，在一定程度上緩解了我國的就業(yè)問題。第二，資源浪費(fèi)。我國金屬材料加工廠以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時(shí)，資源浪費(fèi)現(xiàn)象也變得越來越嚴(yán)重。在規(guī)模擴(kuò)大的同時(shí)，各種各樣的浪費(fèi)現(xiàn)象不斷地涌現(xiàn)，這嚴(yán)重阻礙了金屬材料加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。根據(jù)調(diào)查顯示，金屬材料處理產(chǎn)業(yè)在設(shè)備和能源的利用率上只有30%，由此可見，資源的利用率十分低，然而，金屬材料熱處理卻在國民經(jīng)濟(jì)中占著相當(dāng)大的比例。第三，管理水平低。我國金屬材料在規(guī)模和技術(shù)水平上都優(yōu)于其他國家，處于先進(jìn)的水平，但在管理方面，無論是方法還是模式，都比較落后，依然處于初級(jí)階段。我國沒有借鑒國外的管理經(jīng)驗(yàn)，依然使用傳統(tǒng)的管理模式。

2 金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)的主要應(yīng)用

2.1 激光熱處理技術(shù)

激光熱處理技術(shù)主要是通過高功率密度的激光實(shí)現(xiàn)的，使得金屬材料達(dá)到硬化的效果，表面合金化的金屬材料也得到表面改性的處理，促進(jìn)其性能的轉(zhuǎn)變。由于激光具有穿透力強(qiáng)的特點(diǎn)，在金屬材料加熱過程中，當(dāng)加熱的溫度低于熔點(diǎn)時(shí)，金屬材料的表面就會(huì)產(chǎn)生奧氏體化，再通過急速自冷淬火，使得金屬的表面相變硬化。金屬材料的密度、硬度、耐磨性能會(huì)在激光熱處理技術(shù)下會(huì)得到提升，激光淬火能夠讓金屬材料的殘余壓應(yīng)力達(dá)到4000，從而提高疲勞性能。另外，激光淬火除了整體性的淬火之外，還能進(jìn)行局部淬火，多光斑尺寸的控制能夠?qū)崿F(xiàn)更多的高難度硬化工作。激光除了能夠硬化金屬材料之外，還能進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，利用電腦編程控制和管理激光熱處理技術(shù)也提高了生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的工業(yè)生產(chǎn)。

2.2 真空熱處理技術(shù)

真空熱處理技術(shù)是在金屬材料熱處理技術(shù)發(fā)展成熟時(shí)產(chǎn)生的，主要是在真空的環(huán)境下，對(duì)金屬材料進(jìn)行熱處理，在處理完成后再進(jìn)行高壓氣淬工作。真空熱處理技術(shù)最大的特點(diǎn)是金屬材料加工時(shí)間短，能源資源利用率高。依靠目前的科技技術(shù)，雖然無法達(dá)到絕對(duì)的真空狀態(tài)，但只要在低于10PAa的環(huán)境下，金屬材料熱處理節(jié)能技術(shù)就有明顯的效果，同時(shí)在這種環(huán)境下的金屬材料表面處理技術(shù)并不會(huì)破壞金屬本身的性能，避免出現(xiàn)變形、氣孔等現(xiàn)象，也會(huì)有十分高的清潔度。根據(jù)調(diào)查顯示，使用真空熱處理節(jié)能技術(shù)的金屬材料熱處理企業(yè)都取得了顯著的效果。

2.3 化學(xué)熱處理薄層滲入技術(shù)

熱處理有利于保障材料的性能，我國的化學(xué)熱處理薄層滲入技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的?；瘜W(xué)熱處理薄層滲入技術(shù)在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)的突破，在傳統(tǒng)的觀念中，人們認(rèn)為只依靠化學(xué)元素的表面滲入是無法改變金屬材料性能的，但化學(xué)熱處理薄層滲入技術(shù)卻達(dá)到了這個(gè)效果。大部分的熱處理技術(shù)由于所需的加熱時(shí)間較長，會(huì)消耗大量的電能，同時(shí)也會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染?；瘜W(xué)熱處理薄層滲入技術(shù)是一項(xiàng)節(jié)能技術(shù)，在同等條件下，能夠比其他熱處理技術(shù)節(jié)省33%的電能。由于我國使用自行車的人數(shù)眾多，鋼球的用量也因此增加，利用化學(xué)熱處理薄層滲入技術(shù)就能有效地提高鋼球的生產(chǎn)效率，同時(shí)也減小了甲醇和煤油的消耗，在延長鋼球使用壽命的同時(shí)，又節(jié)省了生產(chǎn)成本。

2.4 熱處理CAD技術(shù)

熱處理CAD技術(shù)的原理是運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，對(duì)熱處理的工作流程進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。由于熱處理屬于資源消費(fèi)密集型行業(yè)，因此，需要使用節(jié)能技術(shù)，CAD技術(shù)是目前運(yùn)用最為廣泛的，主要運(yùn)用在噴淋、噴霧冷卻等環(huán)節(jié)中。在淬火劑和淬火方式的選擇上是十分重要的，最好選擇污染小的方法。熱處理智能CAD技術(shù)是綠色生產(chǎn)的主要標(biāo)志，得到大眾的認(rèn)可。

2.5 振動(dòng)時(shí)效處理技術(shù)

由于施工環(huán)境和施工技術(shù)等因素的影響，在對(duì)金屬材料熱處理之后，在金屬材料的表面會(huì)出現(xiàn)細(xì)小的裂紋或熱殘余應(yīng)力等現(xiàn)象，返工和重新加工的過程也消耗了大量的資源，無法達(dá)到節(jié)能的效果，必須及時(shí)處理這些問題，以免影響金屬材料的質(zhì)量和使用壽命。振動(dòng)時(shí)效處理技術(shù)主要是對(duì)經(jīng)過熱處理后的金屬材料進(jìn)行加工和完善，解決裂紋和熱殘余應(yīng)力等問題。振動(dòng)時(shí)效處理技術(shù)與熱處理爐相比，能夠節(jié)省40%電能，提高35%的金屬材料韌性。

3 結(jié)束語

總而言之，我國一直注重可持續(xù)發(fā)展，因此，金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)的研發(fā)是十分重要的。金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)的資源消耗少、環(huán)境污染少等優(yōu)點(diǎn)能夠促進(jìn)我國金屬機(jī)械制造業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)于保護(hù)生態(tài)環(huán)境有重要的意義。隨著熱處理節(jié)能新技術(shù)的廣泛運(yùn)用，我國的金屬制造業(yè)發(fā)展前景十分廣闊，不斷地走向“無污染、零排放”的可持續(xù)發(fā)展道路。

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