金屬材料熱處理工藝的應(yīng)用與發(fā)展趨勢

摘要：伴隨著我國制造業(yè)的發(fā)展，機(jī)械加工發(fā)展越加趨于重要地位。而在重視環(huán)境和人文一體的我國，必須在保證生態(tài)情況下，減少耗能污染，引進(jìn)先進(jìn)的熱處理新技術(shù)是必要的。

關(guān)鍵詞：金屬材料；熱處理技術(shù)；應(yīng)用發(fā)展

先進(jìn)的熱處理技術(shù)是我國制造金屬業(yè)的重點(diǎn)整改項(xiàng)目之一。在社會提倡節(jié)約能源，低能易耗，保護(hù)環(huán)境的政策下，開發(fā)和應(yīng)用新的金屬材料熱處理工藝是勢在必行的。我國以前的制造業(yè)中，對熱處理的能耗極高，并且用電量大，據(jù)研究統(tǒng)計(jì)，制造業(yè)用電量占機(jī)械總用電的30%。可想而知，龐大的用電量致使廢氣排放量大，對環(huán)境造成大幅的污染危害。而引進(jìn)應(yīng)用先進(jìn)的熱處理技術(shù)，縮短加熱處理時間，降低周期，無疑是大大降低了用電能耗，不僅節(jié)約電能源、煤能源、石油能源，還減少了環(huán)境污染，促進(jìn)的生態(tài)環(huán)境，大大提高了制造業(yè)和社會環(huán)境的統(tǒng)一、和諧和交融。此外，先進(jìn)的熱處理技術(shù)應(yīng)用還可以給企業(yè)節(jié)約生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期，減少人工浪費(fèi)和返工手續(xù)，提高經(jīng)濟(jì)效益和保證產(chǎn)品的質(zhì)量，從而保證產(chǎn)品的市場競爭力和耐用性。

1.熱處理的薄層滲入技術(shù)

熱處理薄層滲入技術(shù)打破了人們原有傳統(tǒng)的固有思想---認(rèn)為各化學(xué)元素滲透更深、加熱時間更長會對金屬制件材料的韌性和耐磨性更好。而經(jīng)過一系列的實(shí)踐研究表明并非如此，反而在對金屬制件材料進(jìn)行熱處理時，減少金屬制件材料表面涂層的厚度，即薄層厚度，反而能得到金屬制件材料更好的韌性和綜合性能。在熱處理中還能縮短對金屬制件材料的加熱時間，減少用電量，降低排放污染，節(jié)約大量的能源消耗。根據(jù)實(shí)踐證明：金屬制件材料表面的滲碳層相較減小百分之三十，用電能源就會節(jié)約到百分之三十，對煤炭和甲醇資源而言，更能達(dá)到百分之五十的節(jié)約。而對金屬材料的綜合性能沒有任何影響。我國自行車行業(yè)中對鋼球的使用已經(jīng)應(yīng)用了熱處理薄層滲入技術(shù)，并經(jīng)實(shí)踐證明有了顯著的成效。既節(jié)約了成本，提高了生產(chǎn)力，還減少了廢氣排放和環(huán)境污染，促進(jìn)了生態(tài)環(huán)保的發(fā)展。

2.熱處理的超硬涂層技術(shù)

熱處理超硬涂層技術(shù)是指在機(jī)械制造業(yè)中利用高新技術(shù)裝置設(shè)備，摒除傳統(tǒng)的人工盯進(jìn)控制，實(shí)行電腦自動化運(yùn)行監(jiān)控技術(shù)，對超硬金屬制件材料工具零件運(yùn)用熱處理的離子轟擊法，使其在刀具、模具表面上沉積硬化后，再用2umTIN的專業(yè)技術(shù)方法進(jìn)行濺射處理，成品極快，產(chǎn)品質(zhì)量過硬，產(chǎn)品的使用壽命也有顯著提高。通過實(shí)踐證明，新技術(shù)的應(yīng)用不僅使產(chǎn)品質(zhì)量提高，還節(jié)約時間成本，做到高效環(huán)保生產(chǎn)。

3.熱處理的振動時效處理技術(shù)

振動時效處理技術(shù)是針對經(jīng)過熱處理后的金屬制件上的裂紋、熱殘余應(yīng)力進(jìn)行修復(fù)。確保金屬制件的原有尺寸穩(wěn)定，保持金屬制件材料的不變形和出現(xiàn)裂紋或細(xì)小裂口的問題。傳統(tǒng)工藝的金屬制件熱處理是經(jīng)過長時間的爐低溫加熱而成。因?yàn)榧訜釙r間過長，加熱后的金屬制件部分會出現(xiàn)裂紋、裂口和變形的問題，致使對產(chǎn)品的返工修復(fù)。使產(chǎn)品質(zhì)量低下，投入成本提高，人工消耗大，消耗能源增大，排放污染也隨之加大。根據(jù)研究，振動時效處理技術(shù)的應(yīng)用能使金屬制件材料加熱時間縮短，金屬制件材料較少出現(xiàn)裂紋、裂口、變形等問題。對企業(yè)而言，降低了成本和消耗。較傳統(tǒng)工藝而言，減少了百分之四十的能源耗能，并且金屬制件材料可提高百分之三十五的韌性度。不僅降低了生產(chǎn)成本，還保障了產(chǎn)品的質(zhì)量，延長其使用周期。

4.熱處理的CAD技術(shù)

熱處理CAD技術(shù)是通過計(jì)算機(jī)對熱處理的工藝編程運(yùn)用，對金屬制件材料進(jìn)行模擬生產(chǎn)場景，并編排設(shè)計(jì)熱處理的全程工藝。對過程中的噴淋、噴霧進(jìn)行智能控制。選擇正確的淬火劑和方法，加快金屬制件材料熱處理的滲碳速度，以節(jié)約電能，減少耗能和廢氣排量。在對金屬制件材料熱處理期間，可利用計(jì)算機(jī)采用三維溫度場對熱處理余熱的回收并利用進(jìn)行計(jì)算，達(dá)到能源消耗的減少使用。

5.熱處理的真空熱處理技術(shù)

真空熱處理技術(shù)是以無氧處理為熱處理介質(zhì)。在不高于10pa的真空環(huán)境中對金屬制件材料經(jīng)過真空熱加工，滲碳金屬制件材料在真空壓力中不會出現(xiàn)內(nèi)氧化的現(xiàn)象。減少了金屬制件材料的容易變形等問題。而真空熱處理技術(shù)能使金屬制件材料滲碳的溫度瞬間大幅度升高，故而減短對其的加熱時間，生產(chǎn)周期也隨之縮短。能耗減少，廢氣排放也就減少了，環(huán)境污染得到大幅改善。另外，真空熱處理技術(shù)不需要另行安裝點(diǎn)火裝置和排氣設(shè)備，熱處理工作暫時不運(yùn)行時，真空熱處理中會保存較早形成的氣體，我們稱之為反充惰性氣體，它經(jīng)過風(fēng)扇對流形式，使其對金屬制件材料的加熱更加均勻分布。大大縮短了對金屬制件材料加熱時間，使設(shè)備充分發(fā)揮效率。

6.激光熱處理技術(shù)

激光熱處理技術(shù)是通過計(jì)算機(jī)編程工藝全過程，并進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，利用高密度的激光束對金屬制件材料遠(yuǎn)距離進(jìn)行熱處理的工藝。使其金屬制件材料表面達(dá)到100～10000kw/cm2的能量。使其迅速達(dá)到金屬熔點(diǎn)的臨界點(diǎn)，轉(zhuǎn)而迅速奧體化轉(zhuǎn)變溫度冷卻。激光熱處理技術(shù)并不需要其他冷卻技術(shù)，可自行自冷淬火。金屬制件材料迅速的加熱和極速的冷卻，使其金屬制件的硬度加強(qiáng)，組織密度升高，相對金屬制件耐磨性也增高，產(chǎn)品質(zhì)量得到提升和保證。由于激光熱處理技術(shù)是利用激光光束進(jìn)行表面熱處理工藝，所以可以選擇微型局部性熱處理。例如管孔、窄而深的細(xì)溝、夾角，微型區(qū)域和刀具刃口等其他熱處理不能涉及的區(qū)域。

7.結(jié)束語

我國的機(jī)械制造業(yè)發(fā)展方向?yàn)楦咝В?jié)能，減排，環(huán)保。金屬材料熱處理工藝新技術(shù)的引進(jìn)和應(yīng)用是必要的。新技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了我國制造機(jī)械業(yè)的發(fā)展方向，無疑是推動了機(jī)械業(yè)和制造業(yè)穩(wěn)健發(fā)展。新的熱處理技術(shù)降低了生產(chǎn)成本，使能源耗能減少，消除污染，提高產(chǎn)品質(zhì)量，對行業(yè)的健康發(fā)展有積極作用。產(chǎn)業(yè)往著環(huán)保方向前進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了生態(tài)和諧的統(tǒng)一社會。

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