金属材料热处理的节能技术探究获奖科研报告

金属材料热处理的节能技术探究获奖科研报告【摘

要】进入21世纪以来，我国科技水平发展迅速，金属制造业也有了很大突破。金属材料的热处理是金属制造过程的关键，金属材料热处理的节能技术是近年来金属制造业关注的重点。本文在分析金属材料热处理现状的基础上，对金属材料热处理的节能技术进行了概括，以期为金属材料热处理节能工作提供参考。

【关键词】金属材料;热处理;节能技术

引言

近些年来，随着我国制造业的不断发展，越来越多的人们逐渐对金属材料热处理节能工艺的优化进行了高度关注。金属材料作为制造业之中至关重要的组成部分，对于工业的生产以及人们的生活都有着十分重要的影响。但是，金属材料在应用的过程中也会带来一定的污染和危害。而金属材料热处理节能工艺的应用，能够有效的解决这些污染和危害。所以，对我国的金属材料热处理节能工艺进行深入的探究是十分必要的。

1新时期金属材料热处理发展现状

目前，我国工业生产制造行业发展速度较快，促使热处理行业与技术发展速度随之得到一定提升，如今我国在热处理方面的工厂数量高达上万家，工作人员数量高达数十万，由此可知近几年热处理拓展规模持续增长。但在这种趋势下出现了诸多问题，如浪费能源、污染环境、技术不完善、设备老旧等，这些问题不仅会限制热处理技术的继续推广，还会降低相关企业经济收益。而且如今在金属材料热处理加工中主要有2种技术，一为正常加工，主要是通过普通热处理来调整金属材料结构，但无法转变其中化学元素与整体性能;二为表面加工，主要是针对材料外表进行加热后冷却，可以改善金属材料性能，但这两种技术都十分简单，也无法对能源浪费与环境污染展开有效管控。因此，相关企业与有关部门开始注重研发金属材料热处理节能新技术。

2新时期金属材料热处理节能新技术

2.1振動时效处理技术

金属材料经热处理后，受工艺、环境的影响，由于残余热应力等的存在，金属材料表面经常会出现细小的裂纹，导致热处理产品达不到相应标准，造成能源的极大浪费。振动时效处理技术俗称“振动消除应力法”，当工件内部的残余内应力超过材料屈服限度时，通过采用不同频段下的控制系统调整激振器的转数，让其产生离心力，让待处理的金属材料器件发生谐振，让需要处理的工件部位发生交变运动，使材料发生细小的塑性变形，提升工件的稳定性，避免工件变形等问题出现。

2.2激光热处理技术应用

通过金属材料热处理节能工艺技术的不断发展，其也逐渐得到了较为广泛的应用，而激光热处理技术就是一种十分常见的金属材料热处理节能工艺技术的应用。在实际的金属材料热处理技术的应用过程中，相关的工作人员可以借助激光热处理技术进行节能转换。与此同时，激光热处理技术的工作原理就是通过高密度的激光来展现出金属材料硬化的特点。并且激光本身具有极强的穿透性，而在激光的照射过程中会使得金属材料的温度上升而形成奥氏体，然后又会被其周围低温组织冷却而形成马氏体，这样就不会影响金属材料的形状和性能。

2.3CAD技术

所谓CAD技术，主要是指利用计算机，针对各种节能技术展开模拟设计与开发。在喷雾冷却、淬火及智能控制喷淋等技术中CAD都占据关键位置，可以通过传递系数降低气体排放量，促使热处理加工实现绿色节能目的。在确定热处理加工结构与材料之后，便可通过三维技术展开精准计算，这样热处理加工时间就会减少，能源与电力消耗量会随之降低。而且通过CAD技术可以模拟热处理加工实际效果，这样便可帮助相关人员确定最佳材料与结构，并将热处理加工故障发生率降至最低。

2.4真空技术

所谓真空技术，主要是指在真空条件下针对金属材料展开热处理加工，金属材料在真空环境下进行热处理，就不会发生氧化情况，主要是因真空技术可以增加渗碳实际温度，从而有效降低金属材料生产时间。而且通过真空技术展开热处理加工，无需使用点火设备，这样热处理排放气体就会得到有效控制，在增加温度与降低温度时实际速度也会有所增加，促使热处理加工效率随之增长。近几年在我国工业生产制造领域应用真空技术后，主要是将热处理加工设施中所有空气全部抽出，再加入He、Xe及Kr等气体，并在炉膛部位安设风扇，这样便可促使温度增长速度随之增加。但我国具备真空装置的热处理设施较少，由此可知，真空技术在工业领域发展空间十分理想，适当加大真空技术推广力度，可以在保证金属材料热处理加工质量的同时，为相关企业节省大量能源与资金。

2.5化学薄层渗透技术应用

化学薄层渗透技术改变了传统的热处理技术的思想观念，在我国的多个领域之中得到了较为广泛的应用。因为化学薄层渗透技术在实际的应用过程中不仅可以极大的降低金属材料的能源损耗，还可以降低对周围环境的污染危害。除此之外，化学薄层渗透技术比起其他的热处理技术有着更加高效的热处理效率，以及最小的能源损耗，所以受到人们的高度关注。

3热处理工艺节能减耗的方法研究

3.1加快热处理工艺反应时间

在实际的金属材料热处理节能工艺技术的应用过程中，想要有效的降低能源的损耗和对周围环境的污染，那么首先就可以通过加快热处理节能工艺技术的反应时间。因为通过加快金属材料热处理节能工艺技术的反应时间，就可以降低实际的加热温度，金属材料热处理节能工艺技术的反应时间越短，那么实际的金属材料的加热温度就会越低。当实际的加热温度低于金属材料的熔点，那么此时就会使得金属材料的表面出现奥氏体化的现象。此时，相关的工作人员只需要将金属材料进行自冷处理，那么金属材料的表面就会出现硬化现象。总之，通过将金属材料热处理节能工艺技术的反应时间进行相应的加快，就可以确保金属材料逐渐达到最佳的性能，并且有效的降低金属材料热处理过程中的能源损耗。作为当前我国金属材料热处理节能工艺最为常用的一种方式，能够有效的缓解当前制造业产品生产合格率较低的问题。

3.2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。

结语

我国同先进工业国家相比，热处理行业