金属材料热处理节能工艺优化研究
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【摘 要】现阶段，我国所使用的金属材料主要是钢铁材料，一般情况下，大多数金属制造企业使用热处理节能新技术。但是，我国金属材料的热处理节能新技术仍然存在着一系列的问题，例如，资源浪费、污染环境等，只有采取相应的解决对策，有效的解决这些问题，才能够推动我国金属材料热处理产业的健康可持续发展。
【关键词】金属材料；热处理；节能工艺
1优化热处理设备减少能源损失
金属材料热处理节能工艺在运行的过程中，所需要的加工时间是比其他行业要更长一些的，所以同样时间下对设备消耗较大。在能源消耗的过程中，不可避免的就会出现化学污染物。化学热处理薄层渗透技术刚好就可以对这个问题进行缓解，在节能的基础上，大大提高对金属材料加工的效率，真正实现企业统一追求的效率与效益兼得的目标，具有很强的现实意义。优化热处理设备减少能源损失是金属材料热处理节能工艺优化最常用方式的一种。优化热处理设备减少能源损失，由于金属表面的涂层厚度已经降到了最低，所以金属加热时间也不再像以往一样，提高了时效性。但是优化热处理设备减少能源损失却更好的保障了金属材料的性能，对于环境的污染同时也是降到了最低，可以堪称是金属材料热处理节能工艺优化的成功的方法之一。
2金属材料热处理工艺现状
2.1设备落后，工艺水平低
改革开放之后，我国工业化成就十分明显，就制造行业而言，其在我国国民生产总值中的占比在逐步提升，基于此，能够为金属材料热处理领域带来机遇。但是当前我国多数工厂的金属热处理节能新技术水平和国际水平之间存在着一定的差距，一方面被科学技术与经济等方面所制约，另一方面被滞后的设施设备所影响。即使当前的金属材料热处理技术被广泛的应用，但是在实际生产的过程中，节能方面的技术并不到位，特别是对于某些小型的厂子或者是私人企业而言，其生产设施设备较为落后，其工艺水平比较低，造成金属材料加工的过程中，热处理时会出现很多的污染物，一方面无法对能源进行全面且有效地利用，另一方面也在很大程度上破坏的生态环境。
2.2能源消耗高，利用率低
我国对金属材料进行热处理的企业非常多，具备十分庞大的工人数，此行业中的能源消耗在我国整体能源消耗中占比比较大，是工业领域能源消耗比较高的产业，要求金属材料的热处理朝着节能新型技术的方向不断发展。在国外发达国家工业发展过程中，十分重视能源的利用效率，只有对能源进行全面有效地利用，才能够防止能源浪费的情况出现。我国的能源消耗比较大，利用率比较低，导致能源的生产质量与效率都不高。
2.3缺少专业技术人员
科学技术是主要生产力，优秀人才是科学技术快速发展的源头，对于任何行业来说都不能离开优秀人才，在我国现阶段的金属材料热处理节能新技术应用方面，缺少优秀的专业人士，很难把科学技术黄钻变成生产力，从而导致环境污染与资源浪费的情况出现。我国工业企业的人才主要是年龄比较大的工人，他们虽然拥有十分丰富的经验，但是对新型技术的研究与发展很难把握，工业企业需要注入更多的新鲜血液，增强专业人才的引进，这是企业得以生存与发展的主要动力。因此，缺少专业人才是现阶段金属材料热处理节能新技术不断发展遇到阻碍的因素之一，这也是急需解决的主要问题。
3金属材料热处理节能新技术的运用策略
3.1化学热处理薄层渗透技术
现阶段，在金属材料热处理节能工艺中，运用最为广泛的便是化学热处理薄层渗透技术，其可以对金属材料的基础性能进行保障，在传统的金属材料热处理工艺中，金属材料的表面如果存有一定的化学元素，便会对金属性能产生严重的影响。由于化学热处理薄层渗透技术在金属材料处理上的运用，突破了传统的思维方式，在技术方面得到了一定程度上的突破。在金属材料传统热处理工艺中，其时间比较长，进而消耗了更多的电能，与此同时，也会产生化学污染物。化学热处理薄层渗透技术可以缓解此问题，利于节能，可以有效提升金属材料热处理节能新技术的质量与效率，实现了高效率与低成本的目标，具备比较高的价值。
3.2激光热处理技术
激光热处理技术主要利用激光束在金属表面进行照射，对金属材料的表面展开硬化或者是合金化的处理，因为激光束具备比较强的穿透性、高密度以及高功率等特征，能够转变金属材料表面的性质，这样的办法是其他技术所没有办法完成的。因为激光束具備比较强的穿透能力，可以让金属材料的表面快速到达熔点，金属材料的表面便会出现改变，并且不断进行硬化，在加热的温度比熔点低的时候，金属材料表层便会形成奥氏体化，应该对其及时自冷淬火，这样可以有效提升金属材料表面的硬度，进而得到相应的金属性能。通过激光束得以变化之后的金属材料表面出现了比较大的改变，并且其性能较为优良，有效提升了金属材料表面的强度与硬度。在使用传统工艺很难进行处理的金属材料独特的位置运用激光热处理技术，可以有效解决这样的难题，例如，深沟、小区域等。随着计算机技术的不断发展，激光热处理技术能够经过电脑编程全面提升热处理的质量与效率，使其达到自动化生产。
3.3真空热处理技术
在对金属材料进行热处理节能新技术应用的过程中，就金属部件而言，经常出现的问题主要是氧化。企业在实际生产过程中会尤其注意此方面的问题，避免金属部件出现氧化导致其失去金融性能。针对这样的情况，应用真空热处理技术可以让金属材料在无氧介质中展开热处理，此技术能够节省生产设备，有效缩减生产时间与周期，提升金属材料生产的质量与效率。此技术最开始的时候被应用在填充气体方面，避免金属和氧气之间产生化学反应，其主要是对流的传热形式，让金属材料的热处理变得越加均匀。
3.4振动时效处理技术
振动时效处理技术主要是为了对金属加工零件进行稳定，对金属使用寿命与外形等进行巩固，避免金属材料在热处理过程中出现开裂与变形的情况，防止金属材料出现细纹等现象被返厂，导致资源出现严重浪费。此技术对金属材料热处理节能新技术进行了再次优化。在传统工艺中，使用低温加热的技术可以产生稳定作用，但是此技术会增加能源消耗的情况，并且具备比较高的成本，需要更多的时间。振动时效处理技术对传统技术进行了改善，节约了电能，具备比较好的加工性能。
3.5热处理CAD技术
随着科学技术的快速发展，计算机技术得以不断发展，对热处理技术的提升产生着十分重要的影响，热处理CAD技术是一种重要的处理办法，系统研究与分析热处理，加强节能处理，让其迈入到可持续发展的道路中。热处理CAD技术具备喷雾与喷淋等功能，具备淬火工艺，被我国认证为绿色技术。
结论
在激烈的国际竞争形势下，世界各国都围绕提高产品质量、降低成本、节约能源等方向进行改进，在金属材料和热处理发展上也取得了不少成果。随着设备功能、控制手段、工艺技术的进一步完善和丰富，经过研究和分析在这一领域的水平也将会有更大的发展。
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（作者单位：中国第一重型机械股份公司）
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