引言

虽然金属作为工业生产中最为重要的原材料，但它多以单质形式存在，需要经过深度加工处理才能切实满足工业生产需求，热处理技术就能实现这一目标，改变金属材料的基本性质。具体来讲，金属热处理加热过程中所改变的是金属的基本外形与内部结构，通过加工也能提升金属整体性能，所以在金属热加工过程中深度分析其热处理技术与金属材料之间的互动关系是非常有必要的。

一、金属材料的相关概述

1.多孔金属材料

金属材料的类型有很多，其中多孔金属材料是使用最为广泛的，同时它也是受欢迎程度最高的，主要是因为多孔金属材料具有较好的渗透性，在生产加工中要是使用多孔金属材料，不仅可以随意调整孔径，还能打破金属口径的束缚性，进而更好的满足各种金属口径需求。除此之外，多孔金属材料还具有较强的防腐性、耐温性及耐强性，这些特征决定了多孔金属材料的良好性能，尤其是在散热制造和电磁设备制造中，多孔金属材料在这两方面得到了较好的应用效果。

2.纳米金属材料

纳米金属材料是一种新型的金属材料，并且纳米金属还属于一种催化剂，它会保证金属材料的整体性能不会发生改变，让金属材料的物理性能更具完整性。另外纳米金属的抗防御能力较强，因此纳米金属的有着较高的应用价值。目前，纳米金属材料是铝基纳米材料中最具有代表性的材料。

二、金属材料热处理过程中存在的问题

1.能源消耗大，利用效率低

与发达国家相比，我国工业生产领域中的金属材料热处理能源消耗量仍然占据着较大比重，据统计表明，进入二十一世纪后，国外一些发达国家，在金属热处理过程中的电力能源消耗已经控制在350kw·h/t以下，而我国的电力能源消耗则在600kw·h/t上下浮动，由此可见，金属材料热处理中大量的能源消耗情况已成为一个不争的事实。因此，电力能源的高消耗给自然生态环境造成了严重污染。

2.技术创新型人才匮乏、专业操作人员欠缺

我国的金属材料市场较大，生产厂家也较多，但是专业的技术操作人员却不够。我国的一些学校虽然已经设置了金属材料热处理的课程，但是设置的时间较短，还不能真正的应用到实践生产中，并且在这些开设的课程中，对于金属材料热处理的教学深度不够，也致使创新型人才不能够被培养出来。人才的培养不能满足发展越来越快的金属制造行业，人才匮乏反过来又会影响到金属行业的发展，所以在这个恶性循环中，人才已经成为关键。金属材料制造厂商顾及眼前的利益，也不会对技术人员进行培训，还是使用传统的处理热处理工艺，导致企业能源损耗较大。一些厂商对于创新型技术人才并不重视，认为只要能够操作设备就行，这也会使金属材料热处理的相关人才培养难以进行。

3.工艺落后，设备陈旧

目前，我国的工业生产行业，尤其是机械加工企业，在金属热处理过程中使用的机械设备过到陈旧，导致在设备运行时，故障频出，节能指标较差，与国家环保部门制订的行业标准相差甚远。部分企业为了节省设备采购资金，在选择设备类型时，往往更倾向于即将被市场淘汰的老旧品牌及型号的设备，造成设备返修率、返厂率较高，尤其是设备在频繁检修过程中，需要消耗的电力能源总量已远远超过预期正常值范围，能源浪费现象较为常见。

三、金属材料热处理节能新技术的实际运用效果

1.振动时效热处理工艺技术应用

振动时效热处理工艺技术应用主要结合机械振动过程或超声波振动过程来降低甚至消除存在于均匀工件中的内部残余应力，所以它还被称之为震动消除应力法。该工艺技术中主要利用到了常规振动原理，可对金属材料进行深加工热处理，例如在针对振动时效处理方面，它能够大幅度提高金属材料的整体稳定性，同时有效控制材料的基本变形情况。目前的振动时效处理方法可被广泛应用于针对金属材料加工设备的有效控制与监督过程中，满足所有的状态自动化控制要求，为金属材料生产效率与产品品质的提升提供有效参考，同时降低企业生产成本，非常易于绿色制造过程优化调整。

2.激光热处理技术的应用

激光具有较强的能量，并且穿透力极强，在这两个特点下，就可以将激光应用到金属材料的热处理中。通过使用高能量的激光对金属材料的性能做出快速改变，增强了金属材料的各种属性（如刚度、耐磨度等）。如果要想是某金属材料有极小的变形程度，就可以使用激光热处理技术。汽车零件（发动机、轮毂等）需要高强度、高硬度、高耐磨，等属性，利用激光对金属材料进行处理过后，就可以运用到汽车上了。激光热处理技术在进行操作时，只需要一台电脑就能实现，并且可以选距离控制，在节省了人力资源的同时，也达到了节能的目标。

3.金属材料热处理中的化学热处理技术

金属材料热处理中的化学热处理技术，主要利用的是一种化学薄层渗透技术，通过化学薄层渗透技术改变金属材料中金属性质。这种化学热处理工艺可以有效的提高金属材料的强硬度，同时还能让金属材料表面发生变化的同时，不会对材料产生任何损失，可以省去加工费，提供经济利润。除此之外，金属材料化学热处理还具有投资使用成本不高的优势，并且在使用过程中，还能降低对环境的污染，主要是因为化学薄层渗透技术只是渗透在金属的表面，不会直接进入到金属内层结构中，因此金属材料化学热处理技术是一种较为实用且性价比较高的金属热处理工艺。

4.化学热处理薄层渗入技术的应用

利用化学元素的薄层渗入法能够不仅能够起到节能效果，而且也能够提高金属材料的表面硬度、耐磨性、疲劳强度以及抗回火软化能力。较为常用的化学元素是气态氮，由于渗氮温度较低，金属材料发生畸变的几率较小，渗氮后，金属零件的表面硬度能够达到HV850～HV1200。但是，值得注意的是，并不是气态氮渗入薄层的深度越深，节能效果就越好，反而结果恰恰相反。主要是由于气态氮的渗入深度在逐步加深过程中，需要大量的加热时间，在这段时间内，将产生大量的能源消耗，因此，必须科学精准控制好气态氮的渗透深度。经过大量的现场实验证明，当气态氮的含量在金属材料表层减少30%以后，能够有效节约33%的电力能源。同时，也降低了煤油、甲醇等能源的使用率，达到了节能降耗的目的，对自然环境的污染指数也大帐降低。可见，化学元素薄层渗入技术的应用频率越来越高。

结束语：金属材料热处理节能新技术将成为工业生产领域未来发展进程中的主要应用趋势，多种类型的节能新技术不仅降低了能量损耗，减少了环境污染，而且提高了生产作业效率与金属产品质量，为诸多工业生产企业创造了丰厚的经济效益与社会效益，实现了企业健康可持续发展的美好愿景。

参考文献：

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