金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)探討范文

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近些年來，人們環(huán)保意識日漸增強，加大了對能源消耗及環(huán)境保護的關(guān)注力度，且國家加強對工業(yè)領(lǐng)域的監(jiān)督及管理，避免以犧牲環(huán)境及能源獲得經(jīng)濟效益。但是在工業(yè)發(fā)展過程中，對于金屬材料的熱處理，是金屬材料加工的重要技術(shù)，占據(jù)整個金屬材料加工的40%，對我國生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了極大威脅，且耗能過高。對該項技術(shù)節(jié)能處理的研究迫在眉睫，在推進熱處理行業(yè)持續(xù)發(fā)展等方面具有積極意義。

1現(xiàn)階段，金屬材料熱處理生產(chǎn)現(xiàn)狀分析

所謂熱處理，是指將金屬工件放置在特定介質(zhì)當(dāng)中，進行加熱、保溫及冷卻等處理，通過改變金屬表面及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，達到控制其性能的一種新型工藝和方法。自改革開放以來，我國機械制造行業(yè)發(fā)展取得了顯著成效，在國民生產(chǎn)總值中的占比也呈現(xiàn)上升趨勢，與此同時，為熱處理行業(yè)帶來了前所未有的發(fā)展機遇。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，現(xiàn)階段，我國各類金屬熱處理企業(yè)數(shù)量高達20000多家，工人數(shù)量有450000多，其耗能占據(jù)全國總耗能的30%，是工業(yè)耗能中最高的產(chǎn)業(yè)。可見，加強對金屬材料熱處理生產(chǎn)的關(guān)注十分必要。相比較國外發(fā)達國家來看，在同等耗能下，國外產(chǎn)品生產(chǎn)量卻是我國的六倍之多。雖然我國總量大，但是在利用率方面卻與之相差甚遠。產(chǎn)生差距的主要原因在于我國技術(shù)水平低，缺少專業(yè)的技術(shù)人才，難以將科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。經(jīng)過深入調(diào)查和研究，不難發(fā)現(xiàn)我國金屬材料熱處理過程中，設(shè)備利用率僅為30%，效果并不樂觀，在此基礎(chǔ)上的熱處理，浪費情況更是十分驚人。不但如此，熱處理設(shè)備過于落后也成為耗能高的重要原因之一。因此缺少先進的、節(jié)能化熱處理生產(chǎn)技術(shù)，將在一定程度上阻礙熱處理行業(yè)進一步發(fā)展，有效突破這一短板迫在眉睫。

2金屬材料熱處理節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)階段，隨著技術(shù)逐漸在熱處理中的滲透，形成了多種節(jié)能技術(shù)，并在具體應(yīng)用中取得了顯著成效，減少能耗的同時，實現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境的保護，具體如下：

2.1激光熱處理的應(yīng)用所謂激光熱處理技術(shù)，是指利用高功率密度的激光，促使金屬材料達到硬化目標(biāo)。即便是合金金屬材料，借助激光，也能夠?qū)ζ浔砻娓男赃M行相應(yīng)處理，促使材料原有性能發(fā)生變化。激光具有強穿透力等優(yōu)勢，在金屬加熱過程中，當(dāng)加熱的溫度低于熔點時，金屬材料的表面將會產(chǎn)生奧氏體化，及時進行急速自冷淬火，能夠迅速提高金屬表面相變硬度。當(dāng)金屬材料受到激光照射后，其密度、硬度等均會得到一定提升，激光淬火能夠促使金屬材料的殘余壓應(yīng)力達到4000之多，進而增強材料耐疲勞性能。此外，激光淬火技術(shù)還能夠根據(jù)需要進行局部淬火處理，并兼顧遠距離信息的傳輸，通過電腦編程等技術(shù)提高熱處理效率，實現(xiàn)工業(yè)自動化生產(chǎn)目標(biāo)。

2.2真空熱處理的應(yīng)用真空熱處理技術(shù)是熱處理工藝發(fā)展成熟的產(chǎn)物，是指在真空環(huán)境下，對金屬材料進行熱處理，在處理完成后再進行高壓氣淬處理的過程。在應(yīng)用中，該項技術(shù)的突出優(yōu)勢表現(xiàn)在能源利用率高。就當(dāng)前科技發(fā)展水平來看，雖然無法達到完全真空狀態(tài)，但是只要壓強在10Pa以下，該項技術(shù)仍然能夠發(fā)揮積極效果。與此同時，基于此種環(huán)境，金屬材料表面處理技術(shù)還不會對金屬自身性能構(gòu)成消極影響，且保持材料具有較為理想的清潔度。目前，該項技術(shù)在熱處理企業(yè)生產(chǎn)過程中得到了廣泛推廣。

2.3化學(xué)薄層滲透技術(shù)的應(yīng)用作為應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)，化學(xué)薄層熱處理滲入技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)了技術(shù)上的突破，打破了人們傳統(tǒng)觀念。由于多數(shù)熱處理技術(shù)耗時較長、且耗能過大，會對環(huán)境產(chǎn)生一定污染。而該項技術(shù)的實施能夠在同樣的條件下，節(jié)省30%以上的電能。如針對自行車生產(chǎn)領(lǐng)域而言，隨著需求的增加，鋼球用量也隨之增多，而利用該項技術(shù)，能夠提高鋼球生產(chǎn)率，且減少對甲醇等資源的消耗，在幫助企業(yè)實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化目標(biāo)等方面發(fā)揮著積極作用。

2.4熱處理CAD技術(shù)的應(yīng)用實踐中，該項技術(shù)主要是將計算機模擬技術(shù)作為主要手段，對熱處理的工作流程進行研究和系統(tǒng)化設(shè)計。相對而言，熱處理屬于工業(yè)領(lǐng)域中資源消費密集型產(chǎn)業(yè)，對其進行節(jié)能處理是實現(xiàn)其可持續(xù)發(fā)展的重中之重。而CAD技術(shù)具有噴淋、噴霧冷卻等功能，對于淬火等工藝的實施具有積極意義。目前，該項技術(shù)已經(jīng)被業(yè)界公認為綠色、節(jié)能技術(shù)，得到了社會的認可。

2.5振動時效處理技術(shù)的應(yīng)用受到工作環(huán)境等諸多因素的影響，對金屬材料熱處理后，材料表面會出現(xiàn)細小的裂紋、熱殘余應(yīng)力等情況，無法滿足客戶要求，需要返工重新制作，而這一過程，勢必會再次增加耗能，與節(jié)能初衷相悖。為了提高金屬材料加工質(zhì)量，可以采取振動時效處理技術(shù)，實現(xiàn)對經(jīng)過熱處理加工的材料進行再次優(yōu)化和完善，避免裂紋或者熱殘余應(yīng)力不良現(xiàn)象的出現(xiàn)。另外該項技術(shù)在應(yīng)用中，相比較傳統(tǒng)技術(shù)能夠節(jié)省40%左右的電能，并在一定程度上提高了金屬材料的韌性。

2.6形變熱處理技術(shù)的應(yīng)用該項技術(shù)的實施，主要是對溫度濕度、時間及外力三要素進行熱處理，兼顧材料形變與熱處理兩方面工作，促使工件能夠具有較強的韌性，延長其使用壽命。該項技術(shù)借助材料形變時產(chǎn)生熱能，達到節(jié)能目標(biāo)。特別是針對鋼材來說，通過該項技術(shù)的處理，能夠增強鋼材的強度。

3結(jié)論

根據(jù)上文所述，基于可持續(xù)發(fā)展理念下，積極推廣金屬材料熱處理節(jié)能技術(shù)，在提高生產(chǎn)效率、降低能源消耗等方面占據(jù)至關(guān)重要的位置。因此在熱處理企業(yè)發(fā)展過程中，要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)觀念，樹立節(jié)能、環(huán)保理念，結(jié)合企業(yè)實際情況，合理引入熱處理節(jié)能技術(shù)，減少企業(yè)能源消耗的同時，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。同時還應(yīng)加強對技術(shù)的研究力度，促使傳統(tǒng)技術(shù)與現(xiàn)代技術(shù)的有機整合，不斷提高技術(shù)水平，促使科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，從而推進熱處理行業(yè)走向無污染、可持續(xù)發(fā)展道路。

作者：酉芳敏 單位：常德煙草機械有限責(zé)任公司