金属材料热处理节能工艺优化研究

韩 樑

（青岛市技师学院，山东 青岛 266229）

金属材料的制造是金属行业发展的关键，而热处理技术则是金属材料制造的关键[1]。在金属制造行业中，热处理是一个不可缺少的部分。虽然热处理技术对金属制造而言是一门关键性的技术，但是其实际的运用过程中会消耗巨大的能源，同业也会对环境造成危害。因此，我们就有必要对该环节进行优化。通过研究热处理技能技术，不断的开发新的热处理工艺来降低能源的消耗，为金属企业带来更高的经济效益，同时也能降低对环境的污染。

1 热处理技术的现状分析

金属材料热处理技术针对的是一些固态化的金属和合金，通过对其实施一系列的加热、冷却、保温等工序，使金属内部更加稳定，达到一定的性能要求。就我国对热处理技术的研究来看，我们可以从四个角度来分析。首先，我国金属行业虽然都拥有属于自己的热处理车间，但是其本身并不属于独立的一个热处理企业，而热处理车间却成为了金属企业的附属车间，无论是管理模式，还是重视程度都是不够的，并且由于缺少资金支持，使得热处理设备也较为落后，跟不上时代的发展。其次，在热处理过程对温度的要求是较为严格的，一些金属行业因为缺少了先进的热处理设备，促使热处理的温度难以达到标准要求，不仅会消耗大量的能源，同时热处理效率也低下，而报废品的数量也是比较多的。再次针对的是经热处理加工后得到的成品件，大多数的成品件的质量都是得不到保障的，因此我们要对其进行检修。一些成品件虽然被判定为合格品，但是由于缺乏渗碳工艺，使得其使用的寿命大大的降低了，难以达到标准。最后是我国对于热处理技术方面的研究，虽然我国的基础工艺已经完善了，但是对于新工艺的研究却是较为缺乏的。

2 金属材料热处理节能技术的实践应用

（1）激光热处理技术应用。在金属材料热处理技术的实践过程中，我们可以来利用激光热处理技术，实现传统热处理技术的节能转换。而激光热处理技术的原理则是通过高密度的激光，展现出金属材料硬化的特点。激光本身具有极强的穿透力，在实际运用激光热处理技术时，很容易实现激光照射点材料达到相变温度以上，形成奥氏体，又很快被周围低温组织冷却形成马氏体，如此一来不会影响金属材料表面的形状变化，基本无需修复再加工或校直。

（2）真空热处理技术应用。随着时代的进步和社会的发展，各行各业都实现了创新变革，金属行业热处理技术也是如此，而金属材料热处理节能技术正是这一时代重要的产物[2]。金属材料热处理节能技术的出现不仅完善了金属材料表面的渗碳工序，同时在工序中还加入了高压气淬技术，增加了生产产品使用的时间，也能有效的降低能耗。然而，金属材料热处理节能技术在实际的使用过程中仍然存在的一些问题，真空环境的创造就是其中之一。至此就有了现在的真空热处理技术的出现，利用该项技术,被热处理零件控制温度更准确，弱化氧化现象，若进行渗层处理时能够提高渗层效率，可以降低热处理技术对金属表面和金属性能的影响。

（3）化学薄层渗透技术应用。化学薄层渗透技术在金属材料热处理节能技术中最大的作用就是改变了传统热处理的理念，并且已经得到了广泛的应用。化学薄层渗透技术拥有两个巨大的优势，首先是，同时也是最为重要的，化学薄层渗透技术能够大大的降低金属材料热处理过程中所消耗的能耗，并且不会对环境造成危害。其次，和其他的热处理技术而比，化学薄层渗透技术能够利用最小的能耗而达到最大的加工效率，调查发现在同样的标准之下，该项热处理技术一般能够节约30%的能耗。

（4）热处理CAE技术。随着信息技术迅速的发展，其在各行各业的渗透作用也体现了出来，并且取得了良好的效果。金属材料热处理技术结合CAE技术实现了热处理工序的模拟化，利用计算机技术可以对热处理工序进行分析和研究。而热处理CAE技术在实际的运用中，最为明显的一个优势就是喷雾冷却，该冷却技术不同其他技术，能够对淬火等工艺起到良好的效果。现如今，信息技术在人们生活中的运用越来越广泛，而热处理CAE技术作为信息时代重要的产物，也被金属行业所运用，并且加快了金属材料热处理节能技术的发展。

3 热处理工艺节能减耗的方法研究

（1）加快热处理工艺反应时间。该方法主要是采用先进技术对热处理温度进行控制。对于加热部位，当热处理工艺反应时间越短，对金属表面其它位置加热的温度也就越低。而当局部位置热处理温度高于相变线以上，就会在金属材料的出现奥氏体的现象。加快热处理工艺反应时间能够有效的降低整个热处理工艺所消耗的能耗，并且也能提高所生产金属的性能，这是当前金属制造业热处理节能工艺中所常用的一种方法。

（2）减少热处理工艺过程中的能量消耗。为了实现热处理工艺的节能减耗，我们首先要做的就是减少热处理工艺中的能量消耗。就以金属材料的性能为例，我们一般都是通过降低热处理过程中的渗碳压力来提高金属材料的性能。实际的热处理过程中，我们很难创造一个真空的环境，要完全杜绝空气对热处理工序的影响几乎是不可能的。因此，我们只能利用现代化的高科技技术来尽可能的创造一个无限接近于真空环境的条件，就如上文所提到的真空热处理技术。利用真空热处理技术，我们可以尽可能的避免空气中杂质对金属材料的影响，如此不仅能够提高所生产金属产品的合格率，同时也能大大的降低热处理的能耗，从而实现热处理节能化的发展。

4 结论

总的来说，材料的发展对社会的发展起到了重要的作用，虽然现代化的社会出现了许多高分子材料和非金属材料，然而就我国目前的现状来看，只有加强了金属材料的节能化研究，才能促进材料行业进一步的发展。现代化的新型技术为实现金属材料热处理节能提供了可能性，我们应该加强在这方面的研究，在降低能耗的同时，降低其对环境的污染，这也能为金属行业带来更高的经济效益。