淺談金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)的運用

苗高蕾（西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 712000）

在我國的制造行業(yè)中，越來越重視制造和環(huán)境的有機、和諧統(tǒng)一，為了促進制造業(yè)的可持續(xù)快速發(fā)展，需要實現(xiàn)制造技術(shù)、人文科學(xué)以及環(huán)境科學(xué)之間的有機統(tǒng)一。目前，在我國的鋼鐵材料中，熱處理約占據(jù)整體鋼材產(chǎn)量的四分之一，其具有高污染、能量消耗大的缺點。因此，需要在我國的金屬材料熱處理技術(shù)中發(fā)展節(jié)能新技術(shù)，進而達到降低能源消耗、保護生態(tài)環(huán)境以及促進制造業(yè)與機械業(yè)金屬材料熱處理工作的又好又快發(fā)展的最終目的。

一、我國金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)運用過程中存在的問題

1.熱處理設(shè)備落后，工藝水平低

我國的部分大型的金屬熱處理廠由于受到技術(shù)水平不高、節(jié)能工作不到位等因素的影響，導(dǎo)致能源資源的利用水平不夠高。另外，在我國的小型私人金屬熱處理企業(yè)中，存在著設(shè)備落后、技術(shù)水平低以及資金缺乏等問題，進而不能有效的保證金屬材料熱處理的質(zhì)量，進而污染環(huán)境。

2.能源消耗高、產(chǎn)量低

在上個世紀七十年代，歐洲、日本等發(fā)達國家的金屬材料熱處理能源消耗已經(jīng)控制在250kw·h/t，但是我國的能源資源消耗高于發(fā)達國家的4倍左右，能源消耗程度比較高。到了21世紀，我國的能源資源消耗控制在約600kw·h/t。

3.缺乏專業(yè)性的金屬熱處理人才

在我國的金屬材料熱處理行業(yè)中存在著人才老化的現(xiàn)象，專業(yè)性的金屬熱處理人才比較缺乏。另外，隨著新興的私人金屬材料熱處理企業(yè)的不斷增加，對金屬材料熱處理人才的需求越來越大。

二、金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)的運用

近年來，在金屬材料熱處理中運用了很多的節(jié)能新技術(shù)，主要包括真空熱處理技術(shù)、激光熱處理技術(shù)、化學(xué)熱處理技術(shù)以及振動時效處理技術(shù)等節(jié)能技術(shù)。

1.真空熱處理技術(shù)

真空熱處理技術(shù)，指的是在金屬材料熱處理技術(shù)與條件發(fā)展足夠成熟時，在真空的環(huán)境下，運用金屬材料構(gòu)件熱處理工藝，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)在低壓滲碳金屬性材料中對其表面進行處理，并且能夠在處理完表面后進行高壓氣淬工作，進而有效的縮短了金屬材料熱處理工作的時間，有效的降低能源資源的消耗，最終達到節(jié)能的目的。在目前的技術(shù)條件下，雖然不能真正的實現(xiàn)絕對的真空，但是只要在不高于10Pa是環(huán)境中運用金屬材料熱處理節(jié)能技術(shù)，就能夠獲得良好的效果。另外，在低于10Pa的環(huán)境下，運用金屬材料表明處理工藝不會給金屬性能產(chǎn)生很大的影響，能夠有效的防止金屬材料發(fā)生變形、出現(xiàn)氣孔等現(xiàn)象，其具有很高的清潔度、很高的柔性優(yōu)點。通過對部分金屬材料熱處理企業(yè)中運用的真空熱處理節(jié)能技術(shù)情況進行調(diào)查后了解到，該技術(shù)應(yīng)用的效果比較好。

2.激光熱處理技術(shù)

隨著我國激光技術(shù)的不斷發(fā)展，其逐漸的應(yīng)用在金屬材料熱處理中。該技術(shù)主要以激光自身具備的高能量密度為原理基礎(chǔ)，如果將激光照射在金屬材料的表面，那么金屬材料表面的能量將會達到100～100000kw/cm2。由于其具備的能量密度比較高，所以能夠達到金屬材料的熱處理要求。除此之外，激光熱處理技術(shù)不僅升溫、降溫的速度較快，而且不需要對金屬材料進行淬火、預(yù)熱工作，進而很好的應(yīng)用在金屬材料熱處理節(jié)能工作中。通過運用激光熱處理技術(shù)進行的金屬材料熱處理工作，具有顯著的節(jié)能效果，并且縮短了后續(xù)機械加工工序。

3.化學(xué)熱處理技術(shù)

化學(xué)熱處理技術(shù)，主要是運用化學(xué)處理的方式，來對金屬材料表面進行處理，減少材料表面的涂層厚度。這樣不僅能夠解決金屬材料涂層過厚給金屬材料性能產(chǎn)生的影響，而且還能夠減小金屬材料的涂層厚度，進而縮短金屬材料的加熱時間，節(jié)能能源消耗。經(jīng)過大量的實驗表明，金屬材料表面的滲碳層降低30%，那么就會節(jié)省電源30%，節(jié)省煤炭資源或者石油資源的50%左右，有十分顯著的節(jié)能效果。除此之外，化學(xué)熱處理技術(shù)對于金屬材料自身的性質(zhì)沒有較大的影響，不會造成破壞，所以能夠有效的延長金屬材料的構(gòu)建壽命，減輕環(huán)境污染。

4.振動時效處理技術(shù)

對金屬材料進行過熱處理后，受到施工環(huán)境和施工工藝因素的影響，金屬材料表面不可避免的會出現(xiàn)小裂紋或者熱殘余應(yīng)力等問題。對于這些問題，如果不及時、快速的處理，那么可能會出現(xiàn)減少金屬材料的使用壽命、導(dǎo)致金屬材料質(zhì)量出現(xiàn)不合格、返工重新加工以及浪費能源資源等一系列問題，進而不能有效的實現(xiàn)節(jié)能效果。振動時效處理技術(shù)能夠?qū)饘俨牧辖?jīng)過熱處理后出現(xiàn)的熱殘余應(yīng)力和細小裂紋等問題進行很好的解決，能夠有效的防止出現(xiàn)重復(fù)進行熱處理的情況，達到節(jié)能的目的。相關(guān)的調(diào)查研究表明，振動時效處理技術(shù)能夠節(jié)約20%左右的電能資源和40%左右的燃料資源。

結(jié)語

總之，節(jié)能理念作為當前社會發(fā)展的主體，在我國的金屬材料熱處理行業(yè)中運用節(jié)能新技術(shù)是十分有必要的，其對于促進我國金屬機械制造業(yè)的又好又快發(fā)展、減少能源資源消耗、保護我國的生態(tài)環(huán)境以及達到金屬材料熱處理實現(xiàn)節(jié)能具有十分重要的意義。因此，在金屬材料熱處理工藝中運用真空熱處理技術(shù)、激光熱處理技術(shù)、化學(xué)熱處理技術(shù)以及振動時效處理技術(shù)等節(jié)能技術(shù)，最終實現(xiàn)節(jié)能效果。

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