金属材料热处理工艺的应用与发展趋势

金属材料热处理工艺的应用与发展趋势

摘要：伴随着我国制造业的发展，机械加工发展越加趋于重要地位。而在重视环境和人文一体的我国，必须在保证生态情况下，减少耗能污染，引进先进的热处理新技术是必要的。

关键词：金属材料；热处理技术；应用发展

先进的热处理技术是我国制造金属业的重点整改项目之一。在社会提倡节约能源，低能易耗，保护环境的政策下，开发和应用新的金属材料热处理工艺是势在必行的。我国以前的制造业中，对热处理的能耗极高，并且用电量大，据研究统计，制造业用电量占机械总用电的30%。可想而知，庞大的用电量致使废气排放量大，对环境造成大幅的污染危害。而引进应用先进的热处理技术，缩短加热处理时间，降低周期，无疑是大大降低了用电能耗，不仅节约电能源、煤能源、石油能源，还减少了环境污染，促进的生态环境，大大提高了制造业和社会环境的统一、和谐和交融。此外，先进的热处理技术应用还可以给企业节约生产成本，缩短生产周期，减少人工浪费和返工手续，提高经济效益和保证产品的质量，从而保证产品的市场竞争力和耐用性。

1.热处理的薄层渗入技术

热处理薄层渗入技术打破了人们原有传统的固有思想---认为各化学元素渗透更深、加热时间更长会对金属制件材料的韧性和耐磨性更好。而经过一系列的实践研究表明并非如此，反而在对金属制件材料进行热处理时，减少金属制件材料表面涂层的厚度，即薄层厚度，反而能得到金属制件材料更好的韧性和综合性能。在热处理中还能缩短对金属制件材料的加热时间，减少用电量，降低排放污染，节约大量的能源消耗。根据实践证明：金属制件材料表面的渗碳层相较减小百分之三十，用电能源就会节约到百分之三十，对煤炭和甲醇资源而言，更能达到百分之五十的节约。而对金属材料的综合性能没有任何影响。我国自行车行业中对钢球的使用已经应用了热处理薄层渗入技术，并经实践证明有了显著的成效。既节约了成本，提高了生产力，还减少了废气排放和环境污染，促进了生态环保的发展。

2.热处理的超硬涂层技术

热处理超硬涂层技术是指在机械制造业中利用高新技术装置设备，摒除传统的人工盯进控制，实行电脑自动化运行监控技术，对超硬金属制件材料工具零件运用热处理的离子轰击法，使其在刀具、模具表面上沉积硬化后，再用2umTIN 的专业技术方法进行溅射处理，成品极快，产品质量过硬，产品的使用寿命也有显著提高。通过实践证明，新技术的应用不仅使产品质量提高，还节约时间成本，做到高效环保生产。

3.热处理的振动时效处理技术

振动时效处理技术是针对经过热处理后的金属制件上的裂纹、热残余应力进行修复。确保金属制件的原有尺寸稳定，保持金属制件材料的不变形和出现裂纹或细小裂口的问题。传统工艺的金属制件热处理是经过长时间的炉低温加热而成。因为加热时间过长，加热后的金属制件部分会出现裂纹、裂口和变形的问题，致使对产品的返工修复。使产品质量低下，投入成本提高，人工消耗大，消耗能源增大，排放污染也随之加大。根据研究，振动时效处理技术的应用能使金属制件材料加热时间缩短，金属制件材料较少出现裂纹、裂口、变形等问题。对企业而言，降低了成本和消耗。较传统工艺而言，减少了百分之四十的能源耗能，并且金属制件材料可提高百分之三十五的韧性度。不仅降低了生产成本，还保障了产品的质量，延长其使用周期。

4.热处理的CAD技术

热处理CAD技术是通过计算机对热处理的工艺编程运用，对金属制件材料进行模拟生产场景，并编排设计热处理的全程工艺。对过程中的喷淋、喷雾进行智能控制。选择正确的淬火剂和方法，加快金属制件材料热处理的渗碳速度，以节约电能，减少耗能和废气排量。在对金属制件材料热处理期间，可利用计算机采用三维温度场对热处理余热的回收并利用进行计算，达到能源消耗的减少使用。

5.热处理的真空热处理技术

真空热处理技术是以无氧处理为热处理介质。在不高于10pa的真空环境中对金属制件材料经过真空热加工，渗碳金属制件材料在真空压力中不会出现内氧化的现象。减少了金属制件材料的容易变形等问题。而真空热处理技术能使金属制件材料渗碳的温度瞬间大幅度升高，故而减短对其的加热时间，生产周期也随之缩短。能耗减少，废气排放也就减少了，环境污染得到大幅改善。另外，真空热处理技术不需要另行安装点火装置和排气设备，热处理工作暂时不运行时，真空热处理中会保存较早形成的气体，我们称之为反充惰性气体，它经过风扇对流形式，使其对金属制件材料的加热更加均匀分布。大大缩短了对金属制件材料加热时间，使设备充分发挥效率。

6.激光热处理技术

激光热处理技术是通过计算机编程工艺全过程，并进行远程控制，利用高密度的激光束对金属制件材料远距离进行热处理的工艺。使其金属制件材料表面达到100～10000kw/cm2的能量。使其迅速达到金属熔点的临界点，转而迅速奥体化转变温度冷却。激光热处理技术并不需要其他冷却技术，可自行自冷淬火。金属制件材料迅速的加热和极速的冷却，使其金属制件的硬度加强，组织密度升高，相对金属制件耐磨性也增高，产品质量得到提升和保证。由于激光热处理技术是利用激光光束进行表面热处理工艺，所以可以选择微型局部性热处理。例如管孔、窄而深的细沟、夹角，微型区域和刀具刃口等其他热处理不能涉及的区域。

7.结束语

我国的机械制造业发展方向为高效，节能，减排，环保。金属材料热处理工艺新技术的引进和应用是必要的。新技术的应用实现了我国制造机械业的发展方向，无疑是推动了机械业和制造业稳健发展。新的热处理技术降低了生产成本，使能源耗能减少，消除污染，提高产品质量，对行业的健康发展有积极作用。产业往着环保方向前进，实现了生态和谐的统一社会。

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