于子博

摘要：隨著我國工業(yè)化的發(fā)展，金屬材料得到了廣泛的應(yīng)用。本文分析了新型節(jié)能技術(shù)在金屬材料熱處理中的應(yīng)用，以及該技術(shù)的現(xiàn)狀和未來的發(fā)展趨勢，并對當(dāng)前技術(shù)中存在的問題進(jìn)行了深入研究。結(jié)合這項(xiàng)研究，最終提出了一系列有效的節(jié)能新技術(shù)應(yīng)用策略。希望通過本文的分析和研究，可以實(shí)現(xiàn)全面改善該技術(shù)存在的問題并大規(guī)模推廣使用該技術(shù)的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：金屬材料;熱處理;節(jié)能新技術(shù);研究

1.金屬材料熱處理節(jié)能技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

1.1真空熱處理技術(shù)

真空熱處理技術(shù)是指在真空環(huán)境中對金屬材料成分進(jìn)行熱處理的過程，以實(shí)現(xiàn)對低壓滲碳金屬材料的表面處理，并對表面進(jìn)行處理后可以進(jìn)行高壓氣體淬火。這種處理技術(shù)僅在金屬熱處理技術(shù)的發(fā)展非常成熟時才適用?？梢杂行Ы档湍芎?，提高能源利用率，真正達(dá)到節(jié)能的目的。因此，在當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展條件下，暫時無法真正實(shí)現(xiàn)該技術(shù)。盡管不能完全實(shí)現(xiàn)真空狀態(tài)，但不高于10Pa的環(huán)境也可以為熱處理節(jié)能技術(shù)提供良好的環(huán)境，并達(dá)到更加理想的效果。在低于10Pa的環(huán)境中，可以使用表面處理，這不會對金屬性能產(chǎn)生重大影響，但可以防止金屬變形，表面氣孔和其他影響金屬性能的現(xiàn)象。調(diào)查表明，該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中具有重大影響。

1.2化學(xué)熱處理技術(shù)的應(yīng)用

化學(xué)熱處理技術(shù)主要就是經(jīng)過化學(xué)技術(shù)處理金屬表面，降低金屬材料的厚度，以達(dá)到減少加熱時間的目的，節(jié)約能源消耗。經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)表明，金屬材料表面的滲碳層降低20%，就會節(jié)省電能20%，節(jié)省煤炭資源或石油資源的40%。除此以外，化學(xué)熱處理技術(shù)對金屬材料本身沒有什么影響，更不會造成金屬材料破壞，還能延長材料本身的使用壽命。比如在我國生產(chǎn)自行車鋼球中，采用薄層滲碳技術(shù)以后，不僅使生產(chǎn)效率提高到40%，而且節(jié)約電能30%，使用壽命也提高了3倍，這樣就實(shí)現(xiàn)了節(jié)能與環(huán)保的雙層效果。因此，化學(xué)熱處理技術(shù)有顯著的節(jié)能效果，對減輕環(huán)境污染有很大的幫助。

1.3激光熱處理技術(shù)

科技的飛速發(fā)展必然會引領(lǐng)各行各業(yè)的穩(wěn)步上升，激光技術(shù)也不例外，其在金屬材料熱處理領(lǐng)域中的應(yīng)用在不斷推廣。激光熱處理技術(shù)指的是，在激光自身具備高能量密度的基礎(chǔ)之上，使激光照射在金屬材料表面，使得金屬材料表面的能量高達(dá)100-100000kW/cm?。金屬之所以能達(dá)到這么高的能量離不開激光自身具備的高能量密度。并且激光具有較強(qiáng)的穿透力，能夠使金屬材料快速達(dá)到熔點(diǎn)，從而改變金屬材料表面的性能，降低激光溫度，又能使金屬材料表面形成奧氏體化，再次進(jìn)行自冷處理，能夠有效提升金屬材料表面硬度。這樣一來，利用激光熱處理技術(shù)就能夠快速實(shí)現(xiàn)升溫降溫過程，無需像往常一樣對金屬材料進(jìn)行淬火、預(yù)熱等工作，這樣就能很好的實(shí)現(xiàn)節(jié)能作用。該技術(shù)還能大大縮短后續(xù)機(jī)械加工工序，又在一定程度上實(shí)現(xiàn)了節(jié)能作用。因此激光熱處理技術(shù)是實(shí)現(xiàn)金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)的良好選擇。

1.4熱處理CAE技術(shù)

隨著信息技術(shù)迅速的發(fā)展，其在各行各業(yè)的滲透作用也體現(xiàn)了出來，并且取得了良好的效果。金屬材料熱處理技術(shù)結(jié)合CAE技術(shù)實(shí)現(xiàn)了熱處理工序的模擬化，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)可以對熱處理工序進(jìn)行分析和研究。而熱處理CAE技術(shù)在實(shí)際的運(yùn)用中，最為明顯的一個優(yōu)勢就是噴霧冷卻，該冷卻技術(shù)不同其他技術(shù)，能夠?qū)Υ慊鸬裙に嚻鸬搅己玫男Ч，F(xiàn)如今，信息技術(shù)在人們生活中的運(yùn)用越來越廣泛，而熱處理CAE技術(shù)作為信息時代重要的產(chǎn)物，也被金屬行業(yè)所運(yùn)用，并且加快了金屬材料熱處理節(jié)能技術(shù)的發(fā)展。

1.5振動時效處理技術(shù)

金屬材料熱處理的效果不僅僅受到操作方式的影響，無論是真空熱處理、激光熱處理還是化學(xué)薄層滲透技術(shù)熱處理，在后期都可能因?yàn)榄h(huán)境的變化產(chǎn)生一定影響，例如金屬材料表面的裂紋和殘余熱應(yīng)力等，都有可能導(dǎo)致熱處理質(zhì)量降低甚至金屬材料的損壞。如果不能及時處理這些環(huán)境導(dǎo)致的問題，極有可能會出現(xiàn)金屬材料使用壽命縮短的現(xiàn)象，進(jìn)而影響工程質(zhì)量，再次進(jìn)行返修重新加工的過程中又會造成資源浪費(fèi)、能源浪費(fèi)，違背了節(jié)能技術(shù)的初衷，無法真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能功效。振動時效處理技術(shù)，就是在金屬材料進(jìn)行熱處理之后解決其可能出現(xiàn)的裂紋和殘余熱應(yīng)力問題，并且能有效防止類似問題再次發(fā)生，真正達(dá)到節(jié)能的目的?？梢哉f，任何節(jié)能熱處理技術(shù)的后期都離不開振動時效處理技術(shù)，它為其他技術(shù)的操作效果提供有力保障。有實(shí)踐證明，在進(jìn)行熱處理之后再進(jìn)行振動時效處理能夠節(jié)約20%的電能和40%的燃料資源。這是相當(dāng)可觀且值得欣慰的效果。

2熱處理工藝節(jié)能減耗的方法

2.1加快熱處理工藝反應(yīng)的時間

加快熱處理過程反應(yīng)的時間控制將降低加熱溫度。 一旦加熱溫度低于金屬材料的熔點(diǎn)，奧氏體化將發(fā)生在金屬材料的表面上此時，使金屬材料冷卻。這樣，可以成功地實(shí)現(xiàn)金屬材料的表面硬化。加快熱處理過程反應(yīng)的時間控制，可以優(yōu)化金屬材料的性能，有效解決當(dāng)前制造業(yè)生產(chǎn)合格率不足的問題。

2.2減少熱處理工藝過程中的能量損耗

為了減少熱處理過程中的能量損失，如果要最大程度地利用，必須滿足相關(guān)條件。通過減少熱處理過程中的低壓滲碳，可以提高金屬材料的性能。為了減少熱處理過程中的能量損失，該過程需要在真空或部分真空環(huán)境中進(jìn)行。如果在加工金屬材料時金屬材料不與空氣接觸，則金屬材料的表面可以在很大程度上硬化。

3.結(jié)語

綜上所述，中國工業(yè)企業(yè)要走可持續(xù)發(fā)展之路，就必須繼續(xù)堅(jiān)持節(jié)能的前提，提高金屬材料的熱處理技術(shù)水平，宣傳和推廣熱處理新的節(jié)能技術(shù)。金屬材料，并將此技術(shù)推廣到所有行業(yè)。企業(yè)只有大規(guī)模推廣這項(xiàng)技術(shù)，才能解決我國存在的能源浪費(fèi)問題，有效提高生產(chǎn)效率，增強(qiáng)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

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