金屬材料熱處理工藝及其發(fā)展探析

陳學(xué)師

摘 要：金屬材料熱處理工藝與技術(shù)，可以最大程度獲得理想的金屬材料。通過熱處理振動技術(shù)、超硬涂層處理技術(shù)、化學(xué)滲透處理技術(shù)、激光熱處理技術(shù)、使金屬材料獲得更高的物理性能、化學(xué)性能、力學(xué)性能、工藝性能從而獲得理想的金屬材料，推動工業(yè)信息化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：金屬材料;熱處理工藝;激光熱處理技術(shù)

1 優(yōu)化熱處理設(shè)備減少能源損失

金屬材料熱處理節(jié)能工藝在運(yùn)行的過程中，所需要的加工時間是比其他行業(yè)要更長一些的，所以同樣時間下對設(shè)備消耗較大。在能源消耗的過程中，不可避免的就會出現(xiàn)化學(xué)污染物。化學(xué)熱處理薄層滲透技術(shù)剛好就可以對這個問題進(jìn)行緩解，在節(jié)能的基礎(chǔ)上，大大提高對金屬材料加工的效率，真正實(shí)現(xiàn)企業(yè)統(tǒng)一追求的效率與效益兼得的目標(biāo)，具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。優(yōu)化熱處理設(shè)備減少能源損失是金屬材料熱處理節(jié)能工藝優(yōu)化最常用方式的一種。優(yōu)化熱處理設(shè)備減少能源損失，由于金屬表面的涂層厚度已經(jīng)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(yōu)化熱處理設(shè)備減少能源損失卻更好的保障了金屬材料的性能，對于環(huán)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(jié)能工藝優(yōu)化的成功的方法之一。

2 我國金屬材料熱處理工藝現(xiàn)狀

2.1 設(shè)備不先進(jìn)，工藝水平較低

在我國實(shí)行改革開放政策之后，我國的工業(yè)化呈現(xiàn)出了迅猛的發(fā)展趨勢，對于制造業(yè)而言，其在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中所占據(jù)的地位在不斷提高，其能夠給金屬熱處理行業(yè)提供良好的基石。然而目前我國有很多工廠所采取的金屬熱處理技術(shù)水平相對于國際上發(fā)達(dá)國家之間還存在較大的距離，主要是因?yàn)樽陨斫?jīng)濟(jì)與技術(shù)等層面的約束，還有設(shè)備不先進(jìn)等因素的影響。即使目前金屬熱處理工藝在我國得到了廣泛的應(yīng)用，然而在具體的生產(chǎn)過程中，熱處理之中的節(jié)能處理還不是非常的合理和科學(xué)，特別是部分小廠和私人企業(yè)，其他的生產(chǎn)設(shè)備不是非常的先進(jìn)，造成在金屬制造和展開熱處理操作的過程中制造出了非常多的污染物，在無法對能源進(jìn)行合理使用的過程中，還導(dǎo)致環(huán)境受到了較大的污染。

2.2 能源損耗量大，利用水平較低

按照有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國目前能夠展開熱處理操作的企業(yè)大概有兩萬家，且各家企業(yè)都有著大規(guī)模的工人，其行業(yè)能耗在全國總能耗中占到了30%。而位居能耗之首，這需要對金屬熱處理操作進(jìn)行完善和改進(jìn)，使其滿足節(jié)能和環(huán)保的具體要求。在國外工業(yè)發(fā)展中，目前其發(fā)展非常關(guān)注的問題即為能源的使用水平，對資源展開合理的使用才可以防止資源大量浪費(fèi)的現(xiàn)象不斷出現(xiàn)。對于部分發(fā)展水平較高的國家工業(yè)化生產(chǎn)過程而言，工業(yè)生產(chǎn)中的能源利用率普遍要比國內(nèi)的高出很多。在我國不僅能耗大，并且利用率還低，不能充分被發(fā)揮出來，導(dǎo)致整體生產(chǎn)的效率也不高。

2.3 先進(jìn)性技術(shù)工作者數(shù)量較少

科技是第一生產(chǎn)力，而科技的進(jìn)一步發(fā)展需要借助于高科技人才，每個行業(yè)其發(fā)展最終都體現(xiàn)于人才的發(fā)展。我國金屬熱處理在技術(shù)層面上發(fā)展相對于發(fā)展水平較高國家而言，其間還存在較大的差距，主要是由于我國先進(jìn)性技術(shù)工作者數(shù)量較少，無法將人才知識全面的轉(zhuǎn)變成科學(xué)生產(chǎn)力，而導(dǎo)致資源的大量損耗以及加劇對環(huán)境的破壞。企業(yè)中有著較高專業(yè)性水平的人才普遍年齡都較大，即使有著充足的工作經(jīng)驗(yàn)，然而在新型技術(shù)更替發(fā)展的背景下，也無法很好的掌握這一系新型技術(shù)，因此企業(yè)需要更加年輕的人才，而促進(jìn)企業(yè)人才的引進(jìn)是企業(yè)穩(wěn)定和健康發(fā)展的不竭動力。

3 金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)的運(yùn)用策略

3.1 化學(xué)熱處理薄層滲透技術(shù)

現(xiàn)階段，在金屬材料熱處理節(jié)能工藝中，運(yùn)用最為廣泛的便是化學(xué)熱處理薄層滲透技術(shù)，其可以對金屬材料的基礎(chǔ)性能進(jìn)行保障，在傳統(tǒng)的金屬材料熱處理工藝中，金屬材料的表面如果存有一定的化學(xué)元素，便會對金屬性能產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。由于化學(xué)熱處理薄層滲透技術(shù)在金屬材料處理上的運(yùn)用，突破了傳統(tǒng)的思維方式，在技術(shù)方面得到了一定程度上的突破。在金屬材料傳統(tǒng)熱處理工藝中，其時間比較長，進(jìn)而消耗了更多的電能，與此同時，也會產(chǎn)生化學(xué)污染物。化學(xué)熱處理薄層滲透技術(shù)可以緩解此問題，利于節(jié)能，可以有效提升金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)的質(zhì)量與效率，實(shí)現(xiàn)了高效率與低成本的目標(biāo)，具備比較高的價值。

3.2 激光熱處理技術(shù)

激光熱處理技術(shù)主要利用激光束在金屬表面進(jìn)行照射，對金屬材料的表面展開硬化或者是合金化的處理，因?yàn)榧す馐邆浔容^強(qiáng)的穿透性、高密度以及高功率等特征，能夠轉(zhuǎn)變金屬材料表面的性質(zhì)，這樣的辦法是其他技術(shù)所沒有辦法完成的。因?yàn)榧す馐邆浔容^強(qiáng)的穿透能力，可以讓金屬材料的表面快速到達(dá)熔點(diǎn)，金屬材料的表面便會出現(xiàn)改變，并且不斷進(jìn)行硬化，在加熱的溫度比熔點(diǎn)低的時候，金屬材料表層便會形成奧氏體化，應(yīng)該對其及時自冷淬火，這樣可以有效提升金屬材料表面的硬度，進(jìn)而得到相應(yīng)的金屬性能。通過激光束得以變化之后的金屬材料表面出現(xiàn)了比較大的改變，并且其性能較為優(yōu)良，有效提升了金屬材料表面的強(qiáng)度與硬度。在使用傳統(tǒng)工藝很難進(jìn)行處理的金屬材料獨(dú)特的位置運(yùn)用激光熱處理技術(shù)，可以有效解決這樣的難題，例如，深溝、小區(qū)域等。隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，激光熱處理技術(shù)能夠經(jīng)過電腦編程全面提升熱處理的質(zhì)量與效率，使其達(dá)到自動化生產(chǎn)。

3.3 真空熱處理技術(shù)

在對金屬材料進(jìn)行熱處理節(jié)能新技術(shù)應(yīng)用的過程中，就金屬部件而言，經(jīng)常出現(xiàn)的問題主要是氧化。企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)過程中會尤其注意此方面的問題，避免金屬部件出現(xiàn)氧化導(dǎo)致其失去金融性能。針對這樣的情況，應(yīng)用真空熱處理技術(shù)可以讓金屬材料在無氧介質(zhì)中展開熱處理，此技術(shù)能夠節(jié)省生產(chǎn)設(shè)備，有效縮減生產(chǎn)時間與周期，提升金屬材料生產(chǎn)的質(zhì)量與效率。此技術(shù)最開始的時候被應(yīng)用在填充氣體方面，避免金屬和氧氣之間產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，其主要是對流的傳熱形式，讓金屬材料的熱處理變得越加均勻。

3.4 振動時效處理技術(shù)

振動時效處理技術(shù)主要是為了對金屬加工零件進(jìn)行穩(wěn)定，對金屬使用壽命與外形等進(jìn)行鞏固，避免金屬材料在熱處理過程中出現(xiàn)開裂與變形的情況，防止金屬材料出現(xiàn)細(xì)紋等現(xiàn)象被返廠，導(dǎo)致資源出現(xiàn)嚴(yán)重浪費(fèi)。此技術(shù)對金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)進(jìn)行了再次優(yōu)化。在傳統(tǒng)工藝中，使用低溫加熱的技術(shù)可以產(chǎn)生穩(wěn)定作用，但是此技術(shù)會增加能源消耗的情況，并且具備比較高的成本，需要更多的時間。振動時效處理技術(shù)對傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行了改善，節(jié)約了電能，具備比較好的加工性能。

3.5 熱處理CAD技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，計算機(jī)技術(shù)得以不斷發(fā)展，對熱處理技術(shù)的提升產(chǎn)生著十分重要的影響，熱處理CAD技術(shù)是一種重要的處理辦法，系統(tǒng)研究與分析熱處理，加強(qiáng)節(jié)能處理，讓其邁入到可持續(xù)發(fā)展的道路中。熱處理CAD技術(shù)具備噴霧與噴淋等功能，具備淬火工藝，被我國認(rèn)證為綠色技術(shù)。

4 結(jié)論

在激烈的國際競爭形勢下，世界各國都圍繞提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、節(jié)約能源等方向進(jìn)行改進(jìn)，在金屬材料和熱處理發(fā)展上也取得了不少成果。隨著設(shè)備功能、控制手段、工藝技術(shù)的進(jìn)一步完善和豐富，經(jīng)過研究和分析在這一領(lǐng)域的水平也將會有更大的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]徐躍明，李俏，羅新民.我國熱處理技術(shù)發(fā)展的幾個重點(diǎn)[J].金屬熱處理，2017，42（4）：1-5.

[2]張?zhí)斓拢祢E，唐麗娜，等.30CrMnSiNi2A高強(qiáng)鋼的淬火畸變預(yù)測與工藝優(yōu)化[J].金屬熱處理，2017，42（2）：200-206.

[3]馮小波，劉小麗.金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)及應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2016（14）：30.