淺析金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)及應(yīng)用

孫光武 施曉 秦天林 濟南金曰公路工程有限公司

一、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，不可避免地就會出現(xiàn)化學污染物。化學熱處理薄層滲透技術(shù)剛好就可以對這個問題進行緩解，在節(jié)能的基礎(chǔ)上，大大提高對金屬材料加工的效率，真正實現(xiàn)企業(yè)統(tǒng)一追求的效率與效益兼得的目標，具有很強的現(xiàn)實意義。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。

二、金屬材料熱處理工藝現(xiàn)狀

（一）設(shè)備落后，工藝水平低

改革開放之后，我國工業(yè)化成就十分明顯，就制造行業(yè)而言，其在我國國民生產(chǎn)總值中的占比在逐步提升，基于此，能夠為金屬材料熱處理領(lǐng)域帶來機遇。但是當前我國多數(shù)工廠的金屬熱處理節(jié)能新技術(shù)水平和國際水平之間存在著一定的差距，一方面被科學技術(shù)與經(jīng)濟等方面所制約，另一方面被滯后的設(shè)施設(shè)備所影響。即使當前的金屬材料熱處理技術(shù)被廣泛的應(yīng)用，但是在實際生產(chǎn)的過程中，節(jié)能方面的技術(shù)并不到位，特別是對于某些小型的廠子或者是私人企業(yè)而言，其生產(chǎn)設(shè)施設(shè)備較為落后，其工藝水平比較低，造成金屬材料加工的過程中，熱處理時會出現(xiàn)很多的污染物，一方面無法對能源進行全面且有效地利用，另一方面也在很大程度上破壞生態(tài)環(huán)境。

（二）能源消耗高，利用率低

我國對金屬材料進行熱處理的企業(yè)非常多，具備十分龐大的工人數(shù)，此行業(yè)中的能源消耗在我國整體能源消耗中占比比較大，是工業(yè)領(lǐng)域能源消耗比較高的產(chǎn)業(yè)，要求金屬材料的熱處理朝著節(jié)能新型技術(shù)的方向不斷發(fā)展。在國外發(fā)達國家工業(yè)發(fā)展過程中，十分重視能源的利用效率，只有對能源進行全面有效地利用，才能夠防止能源浪費的情況出現(xiàn)。我國的能源消耗比較大，利用率比較低，導致能源的生產(chǎn)質(zhì)量與效率都不高。

（三）缺少專業(yè)技術(shù)人員

科學技術(shù)是主要生產(chǎn)力，優(yōu)秀人才是科學技術(shù)快速發(fā)展的源頭，對于任何行業(yè)來說都不能離開優(yōu)秀人才，在我國現(xiàn)階段的金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)應(yīng)用方面，缺少優(yōu)秀的專業(yè)人士，很難把科學技術(shù)轉(zhuǎn)變成生產(chǎn)力，從而導致環(huán)境污染與資源浪費的情況出現(xiàn)。我國工業(yè)企業(yè)的人才主要是年齡比較大的工人，他們雖然擁有十分豐富的經(jīng)驗，但是對新型技術(shù)的研究與發(fā)展很難把握，工業(yè)企業(yè)需要注入更多的新鮮血液，增強專業(yè)人才的引進，這是企業(yè)得以生存與發(fā)展的主要動力。因此，缺少專業(yè)人才是現(xiàn)階段金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)不斷發(fā)展遇到阻礙的因素之一，這也是急需解決的主要問題。

三、金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)的運用策略

（一）化學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，運用最為廣泛的便是化學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元素，便會對金屬性能產(chǎn)生嚴重的影響。由于化學熱處理薄層滲透技術(shù)在金屬材料處理上的運用，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，進而消耗了更多的電能，與此同時，也會產(chǎn)生化學污染物。化學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，實現(xiàn)了高效率與低成本的目標，具備比較高的價值。

（二）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，因為激光束具備比較強的穿透性、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。因為激光束具有比較強的穿透能力，可以讓金屬材料的表面快速到達熔點，金屬材料的表面便會出現(xiàn)改變，并且不斷進行硬化，在加熱的溫度比熔點低的時候，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度與硬度。在使用傳統(tǒng)工藝很難進行處理的金屬材料獨特的位置運用激光熱處理技術(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，使其達到自動化生產(chǎn)。

（三）真空熱處理技術(shù)

在對金屬材料進行熱處理節(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。

（四）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行穩(wěn)定，對金屬使用壽命與外形等進行鞏固，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)細紋等現(xiàn)象被返廠，導致資源出現(xiàn)嚴重浪費。此技術(shù)對金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)進行了再次優(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)進行了改善，節(jié)約了電能，具備比較好的加工性能。

（五）熱處理CAD技術(shù)

隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，計算機技術(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，被我國認證為綠色技術(shù)。

四、結(jié)語

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)約能源等方向進行改進，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。