金屬材料熱處理節能工藝優化研究

張 宏

（甘肅工業職業技術學院，甘肅 天水 741000）

制造業發展過程中，金屬材料制造的關鍵、核心其實就是金屬材料熱處理節能工藝。制造業在加工制造時，熱處理是一個不可或缺的工藝，但是熱處理對于電能的消耗又是巨大的，所以對于金屬材料熱處理節能工藝必須要進行優化，通過不斷開發新工藝，使得熱處理的節能技術能夠得以不斷地提升。金屬材料熱處理節能工藝技術可以說是制造業當中最核心的技術，主要依賴于電力進行運轉。但是當下社會金屬材料熱處理節能工藝的運轉出現了技術上的不足，導致資源不能夠被合理的利用，并且還出現影響環境的問題。

1 優化熱處理設備減少能源損失

金屬材料熱處理節能工藝在運行的過程中，所需要的加工時間是比其他行業要更長一些的，所以同樣時間下對設備消耗較大。

在能源消耗的過程中，不可避免的就會出現化學污染物[1]，如表1所示。化學熱處理薄層滲透技術剛好就可以對這個問題進行緩解，在節能的基礎上，大大提高對金屬材料加工的效率，真正實現企業統一追求的效率與效益兼得的目標，具有很強的現實意義。

表1 設備損失及環境影響率

優化熱處理設備減少能源損失是金屬材料熱處理節能工藝優化最常用方式的一種。優化熱處理設備減少能源損失，由于金屬表面的涂層厚度已經降到了最低，所以金屬加熱時間也不再像以往一樣，提高了時效性。但是優化熱處理設備減少能源損失卻更好的保障了金屬材料的性能，對于環境的污染同時也是降到了最低，可以堪稱是金屬材料熱處理節能工藝優化的成功的方法之一。

2 回收熱處理的反應預熱裝置

回收熱處理的反應預熱裝置并不能完全修補熱處理后金屬材料上存在的裂痕，但是卻能防止裂痕進一步的加大加深，這樣相當于對問題金屬材料再次熱處理，減少處理環節實現了節能[2]。

對于金屬材料產品的質量的控制，是回收熱處理的反應預熱裝置最核心的功能，最大程度降低產品的不合格率，降低生產的成本。如表2所示，反應預熱裝置對材料合格率的影響。

表2 反應預熱裝置對材料合格率的影響

對于小廠商來說，在進行金屬材料加工時，出現問題的金屬材料相對多一些，對于有問題的金屬材料直接報廢，這就會造成整體資源的浪費。面對這種困境，回收熱處理的反應預熱裝置可以減緩上述問題的出現，降低整體成本，回收熱處理的反應預熱裝置也是金屬材料熱處理節能工藝優化方式中不可或缺的一種。

3 熱處理工藝節能減耗的方法

3.1 加快熱處理工藝反應的時間

加快熱處理工藝反應的時間控制會降低加熱的溫度，一旦加熱的溫度低于金屬材料的熔點時，就會在金屬材料的表面生成奧氏體化的現象，在此時讓金屬材料進行自冷，這樣就能夠成功實現金屬材料表面的硬化。加快熱處理工藝反應的時間控制能夠使金屬材料的性能達到最優，有效的解決的當下制造業生產合格率不夠高的難題。并且，加快熱處理工藝反應的時間控制與計算機技術有著緊密的聯系，加快熱處理工藝反應時間采用不同的方式會有不同的效果，具體可如表3所以。

表3 加快熱處理工藝反應時間效果對比表

3.2 減少熱處理工藝過程中的能量損耗

減少熱處理工藝過程中的能量損耗想要得到最大程度上的利用，就必須有達到相關的條件。金屬材料的性能可以通過減少熱處理工藝過程中低壓滲碳來得到提升。減少熱處理工藝過程中的能量損耗，就需要加工過程在真空或者部分真空的環境中進行。如果在金屬材料加工時，保證金屬材料不與空氣相接觸，就能夠很大程度上實現金屬材料表面的硬化。不同加熱環境下，能量損耗對比如表4所示。

表4 不同熱處理環境中的能量損耗對比表

減少熱處理工藝過程中的能量損耗主要是在低壓滲碳的基礎上來對金屬材料進行熱處理，并且采用其獨有的與傳統方式不同的降溫方式，即高壓氣淬來實現金屬材料的冷卻。但是在實際加工過程中，完全真空的狀態是很難實現的，真正達到真空狀態需要特別高的技術作為基礎。理論上來講，金屬材料在進行加工時，越接近真空的條件，金屬材料受到的影響就會越小，金屬材料加工的合格率就會越高。

4 結語

本文對金屬材料熱處理節能工藝優化研究進行分析，通過對優化熱處理設備減少能源損失、減少熱處理工藝過程中的能量損耗、回收熱處理的反應預熱裝置以及加快熱處理工藝反應的時間控制的分析論證。希望本文的研究能夠為金屬材料熱處理節能工藝優化研究提供理論依據。