金属材料热处理节能新技术及应用

金属材料热处理节能新技术及应用

现代的制造技术非常重视制造与环境的和谐统一，制造业的可持续发展要和制造技术、环境科学、人文科学有机融合。先进制造技术才能有效保证产品的竞争能力的，先进的热处理技术是保证机械产品的质量水平的关键。现在我国的热处理的钢铁材料占钢材总量的四成，热处理产生的污染高而且能量耗费大，是机械制造业用电大户。因此，我国的热处理行业的节能潜力有很大的上升空间，增加研究开发金属材料的热处理节能的新技术的力度，对于减少我国能源耗费，保护我国生态环境，促进我国制造业和机械业的热处理的健康、持续发展有很强烈的现实意义。

二、我国金属材料热处理节能新技术和应用

我国热处理能源利用的现实情况是能量耗费巨大，效率不高且能源浪费和污染极为严重。造成能量耗费高的主因是机械设备的运转效率较低、机械设备装炉量不满、机械设备低利用效率、供加热的机械设备相对落后，无功效消耗的能源多等。当前我国的热处理节能新技术及应用主要要通过革新工艺、改进设备实现。

1、化学热处理的薄层渗入技术。化学热处理的薄层渗入技术打破人们认为的，各类化学元素渗入金属表层的深度和性能成正比的错误认识。实践和理论分析，渗层过深不但降低零件韧性且不利于增强产品的综合性能，无端增加成本和污染。为此中国的机械业和制造业使用化学

薄层渗入的相关工艺技术，降低渗碳层三成，节约电能也达到三成多。

2、超硬的工具零件涂层技术。这个化学技术通过离子对加工的金属工件做轰击，提高工件的的应用期限。高新设备对热处理采用全程电脑监控，缩短了时间，提高了质量，有利于优质、高效、节能生产。

3、处理振动时效的技术。振动时效的处理工艺是为了消除金属制件的残余内应力，使金属工件的尺寸不容易变化，防止金属工件受热变形。传统工艺多是加热时效，主要是通过热处理炉的长时间的低温加工，费用大且时间长，很大程度加大了电能耗费。而使用振动时效的工艺的机械能节省电量。二者相比，节约能量四成的同时金属韧性五成

4、热处理的CAD技术。热处理的CAD技术应用计算机的模拟技术，模拟生产环境研究、设计热处理的工艺。在开发智能热处理喷淋控制，喷雾冷却，正确选择淬火剂和淬火的方法等方面，热处理智能的CAD技术可以减少能耗，节约电能，是高新技术在热处理中应用的重要表现。

5、热处理真空技术。真空的热处理技术有一个特别明显的优点就是使用了无氧处理的中介媒质，所以在真空渗碳的零件不会有内氧化的现象发生。由于真空的热处理工艺设备可以提高渗碳的温度，进而使生产周期有效缩短。热处理工艺可有效降低所用气体排放量和消耗量，真空热处理工艺不用安装点燃器、火帘和用于的排气装置，不工作时可以停止运转，明显缩短降温时间和加热时间，充分发挥了设备的效率。

现在国外这门技术是朝着以下方向有序地发展：在真空以后，把惰性气体反向充进炉内，科学之处是，炉膛的搅拌风扇会自然产生风后对

流传热，这样的传热方式使加热更平衡；设计气流活动时事先采用计算机模拟实际情况，使热处理的气淬均匀分布；推广真空气淬技术，强加压使气体的交换能力更强、更高，有效提升冷淬室、喷嘴的冷却速度；研究使用更新型真空气淬炉和高压气淬技术，推进负压渗碳和等离子渗碳的技术更新。

6、热处理的激光工艺。使用高功率的激光束照射金属零件的表面，使金属的表面发生改性的合金变硬，这些改性处理在使用其他的方法无法达到金属零件表面变化。

激光超强的穿透能力使加热金属到熔点温度时，待到金属面发生奥氏体化后要立刻自冷淬火，激光淬火的金属部位能够得到最大的压应力，这样经过激光处理过的金属面的疲劳性能可迅速提升。激光热处理工艺使金属零件表面处理的受热和变冷都在很短的时间内完成，，因此金属零件面的成分、耐磨硬度都达到了最佳组合；激光淬火可以控制淬火的范围，可以采用选择性淬火和多光斑尺寸处理一些局部硬化；由于激光的远距离传送性能，可以多个工作台共同使用一台激光器，通过计算机实现激光的热处理工艺的自动化管理。

结语

我国的金属材料节能的热处理产业朝着灵活、低能耗、轻排放、环保的方向发展，金属材料的节能热处理技术要想进一步提升，还需要和防止污染、减少能量排放相结合，才能更好地实现我国金属材料热处理新技术的健康发展。