金属材料热处理节能新技术分析

2021-11-24

商品与质量 2021年11期

中国矿业大学徐海学院机电与材料工程系江苏徐州 221008

对金属材料而言，其在人们的生产生活中扮演重要的角色，但对其进行热处理的过程中，不仅效率相对较低，而且会产生大量的环境污染问题，因此，需要对金属材料热处理节能技术进行详细研究。本文从以下方面对其进行阐述。此次研究对丰富金属材料热处理节能技术方面知识具有理论性意义[1]。

1 金属材料热处理技术的现状

1.1 工艺滞后且设备破旧

对我国金属材料热处理技术而言，虽然在不断的发展和进步，但与世界先进水平之间仍然存在较大的差距。从我国金属热处理设备的角度来看，其相对破旧且使用年限相对较长，当其在对金属材料进行热处理的时候，不仅故障的发生概率相对较大，而且能源会被大量消耗，甚至还会出现严重污染等现象。除此之外，当设备出现故障时，需要消耗大量的成本来进行维修，使得企业的成本以及效益达不到预期效果。

1.2 能耗高且利用率低

对工业能源消耗来讲，金属材料热处理中消耗的能源占据总消耗的绝大部分，由于能源被大量的消耗，使得能源欠缺的现象加剧，为了符合时代发展的需求，金属材料热处理也向节能方向进行转变。另外，由于热处理工厂中所使用的技术缺乏统一性，使得能源消耗较高但是利用率较低的现象屡见不鲜。

1.3 生产废料多且污染环境

当金属材料经过热处理之后，会导致大量的废料产生，如废水、废渣等。同时，处理设备在运行的过程中，会使大分贝噪声产生，从而对生态环境产生一定的污染。并且，当废料的排放不符合标准时，其对环境会产生严重的污染。除此之外，当金属材料加工厂与居民区相邻时，其会对人们的健康产生危害，使人们出现疾病的概率大幅度提高[2]。

2 金属材料热处理节能新技术简述

2.1 化学热处理技术

对化学热处理技术而言，其为热处理节能新技术的一种，其原理主要是使金属材料表面涂层厚度得到有效的降低，在化学薄层热处理技术的基础上，使金属加热的时间得到大幅度的缩短，使得电能得到有效的节约。与此同时，当金属涂层的厚度降低时，金属材料的性能得到有效的保障。除此之外，当通过化学热处理技术的时候，金属的性能不会被影响或破坏，这样使其产生的环境污染相对较小，因此，该技术成为重点研究和使用的一种。

2.2 真空热处理技术

对真空热处理技术来讲，其只对一部分材料比较适宜，并且需要符合相应的条件之后，才能够进行使用。通过真空热处理技术之后，可以使低压渗碳得以实现，从而使金属的性能得到有效的提升。与国外先进技术相比，我国的技术具有一定的滞后性，使得真空热处理技术依旧在发展的过程之中。从真空热处理技术的角度来讲，其需要在特定的环境中进行，即真空或接近真空，在真空环境中对金属材料进行处理，使其与空气之间无法直接接触，并且在低压渗碳的基础上，使热处理完成的同时，高压气淬也得以实现。由于完全真空无法有效达到，将真空度控制在相应范围之内，越接近真空的时候，对金属材料产生的影响越小，这样可以使金属材料变形以及产生污染等现象得到有效改善，进而为工业的健康发展提供基础保障[3]。

2.3 激光热处理技术

对激光热处理技术来讲，其对金属表面进行照射的时候，需要对高能量的激光进行有效应用。由于科技的不断快速发展，使得该技术也得到不断的进步，并且在更多的场合中进行应用。激光热处理与其他技术相比，其独特的属性为无须冷却，并且无须对淬火点进行找寻。由此可知，激光热处理技术对科技具有非常高的要求，但该技术得到应用之后，不仅可以使加工工序得到有效简化，使时间得到有效节约，而且可以使污染问题得到有效的改善，该技术是未来发展的趋势。

2.4 振动时效处理技术

在对金属材料进行加工时，不仅金属表面会出现较多的细小裂纹，而且残余应力也会存在于金属内部，利用传统方式来对其进行加热，不仅会浪费大量的时间，而且会消耗大量的能源。在振动时效处理技术的基础上，可以导出金属内部的残余应力，使金属正常化形态和质量得到保障。同时，振动时效处理技术的技术效果更为显著，使处理时间会明显缩短，并且无需较高的支出成本，甚至能够使能源消耗得到显著的降低。

2.5 CAD 模拟热处理技术

在对金属材料进行热加工处理时，需要消耗大量的能源，但同时也会对环境产生严重的污染。CAD 模拟热处理技术主要对计算机进行应用，在计算机的基础上来对热处理进行模拟，并合理化的设计热处理工艺以及过程。同时，对热处理中产生的能耗进行分析，并不断的进行改善，当其效果显著时，在进行生产或使用，这样可以使热处理过程中的能耗得到有效的降低。除此之外，在该技术的基础上，能够使处理效果得到有效的还原，这样可以使其作用得到充分的凸显。同时，通过合理化的分析，可以使材料以及炉强结构更加的合理化，这样可以使故障的发生概率得到有效的降低，从而使维修成本得到有效的降低[4]。