引言
随着当前社会科技的不断进步与迅速发展,金属材料加工及热处理技术在不断地改进,也在不断的创新完善,加工及热处理新工艺类型也越来越多。这些新工艺的开发,挖掘出了金属材料的不同性能,激发了金属材料的潜能。在热处理新工艺实施中,离子束表面改性工艺代表性较强,这些工艺最大的特点在于能够将金属表面的化学成分改善,以此改造金属表面性能。以此在不改变本质、尺寸与体积的基础上,展现其目的性性能。这些工艺包含:强烈淬火技术、环已烯渗碳技术、微波渗碳技术等,这些新工艺在金属材料性能提升上有着显著的作用。热处理新工艺能够将金属材料产品的硬度、韧性提升,就耐高温与抗压方面有着重要的意义,其强烈淬火技术能够将金属材料的综合力学性能提升,环已烯渗碳技术可最大程度地将产品的畸变性减少,而微波渗碳技术能够降低金属材料的损伤,应用优势显著。
1金属材料热处理技术发展现状
1.1能源消耗大,利用率较低
随着社会的不断发展和各行业金属材料需求量的不断增大,我国的金属材料热处理企业数量也在不断地增多。据不完全调查表明,目前我国的金属材料热处理企业已高达两万以上。从某种角度上来说,这也意味着我国能源消耗的速度在不断地加快。金属材料属于不可再生资源,同时目前市场需求量呈不断增多的状态,所以随着时间的推移,金属材料的产量必然无法满足市场的实际需求,进而直接影响到各企业的正常发展。相较于其它国家而言,我国机械制造行业发展时间比较短,还存在很多丞待解决的问题。除此之外,我国其它行业对金属材料的了解不足,在实际生产工作中没有做到合理利用,会进一步导致能源消耗量的增加。
1.2专业人才匮乏
以人为本是我国经济发展过程中需要坚持的原则,工业生产过程中同样需要大量的人力资源,尤其是高端人才。就我国的金属材料热处理行业而言,新技术和新设备的应用变得越来越重要,因此该行业对高素质人才的需求更大。但我国现阶段在金属材料热处理上还是缺乏足够的人才,尤其是新技术的研发方面。这些客观问题的存在,不利于科学技术的稳定发展,还会造成不同程度的环境污染问题。企业的总体生产效益也会受到影响。从长远的角度而言,人才的缺乏,不利于上游企业的发展,长期以往,不利于我国工业经济的进步与发展。
2新时期金属材料热处理节能新技术
2.1激光热处理技术
激光热处理技术主要是利用高密度的激光对金属表面进行进一步的处理,从而实现了金属材料达到有关的要求。在实际应用过程中,一些金属材料需要达到一定的硬度,可能需要结合其他的金属材料实现表面合金化,从而使得其材料性能的改变。由于激光自身的穿透能力是比较强的,所以在对金属材料进行加热的过程中,但整体的温度低于整体的温度时,在金属表面就会产生一定的化学反应,这种化学反应的出现会促使金属表面迅速硬化。金属材料在通过激光技术的高速冷却和加热时,就会使得金属表面整体的硬度,密度都得到极大的提升,尤其是历经激光淬火之后的金属材料,它能够获得一定的应力,大大的提高了整体材料的疲劳性能。除此之外,激光淬火也可以对局部进行淬火处理,通过对其尺寸的控制,可以对热处理技术不能完成的孔洞,刀刃,刀具等进行局部的硬化,更好的达到有关的要求。激光还可以利用信息技术进行远距离的传送,可以很好的利用一台激光设施实现多个工作台的同时运作,利用电脑编程可以对激光热处理技术的控制和管理进行调整和优化,从而更好的实现了现代工业生产的自动化处理,提高了其工作效率。
2.2热处理CAD技术
热处理CAD技术是一种利用计算机进行辅助,通过智能化软件的应用,利用计算机辅助设计技术对金属材料在热处理下可能发生的性能等变化进行模拟,通过模拟可以提前发现热处理过程中可能出现的问题,并分析问题出现原因,通过改变模拟实验的参数对材料的热处理性能进行调控,对加工流程进行完善,并且利用相应的阻断技术改进金属材料的力学性能。在目前的应用情况下,利用计算机技术可以使得材料的性能向着更加可控的方向发展,有利于减少材料开发的周期,并且在热处理中的应用可以有效地对于微观结构进行预测,对于改善金属材料的宏观内应力和微观内应力有着较大的意义,这种利用计算机进行模拟计算的方法有效的提升了热处理的效率和质量。
2.3计算机仿真技术
该技术在金属材料加工工艺、加工技术方面的应用,属于金属材料加工内的重要内容。通过借助CAD软件能够进行智能管理,实施智能控制,在3D仿真技术支持下,能够模拟实现新技术、新工艺,CAD软件可复原处理金属材料,完善热加工技术。在电脑软件上能够研究、分析热加工步骤内的问题,确保实际加热工作热处理措施更加的科学与合理,见下图2。以热加工CAD模拟仿真技术作为支持,在金属热加工中,选择合适的金属材料,就可顺利开展工作,在热加工内能够优化材料,实现优化使用,展现热加工节能理念。除此之外,这类CAD软件技术,能够提前预见热处理效果、热处理过程,能够分析热处理中可能出现的问题,促使工作人员结合出现的问题,制定相应的解决措施,减少金属材料内可能出现的问题,避免对金属产品最终质量产生威胁。
2.4振动时效处理技术
振动时效处理技术作用就是消除金属材料的残余应力,实现材料的稳定性,防止材料出现变形。传统的时效技术通常会采用热处理炉设备,但是传统的技术所消耗的资金成本是比较高的,而且整体时间比较长,在对其进行长时间的加热时,不免会造成一些资源的浪费。通过对传统时效技术的认识,在现代的振动时效处理技术中,主要是利用多谐波共振原理,利用该原理可以制造出多型振动电脑控制设备。利用该时效设备可以极大的节约电力资源,振动时效处理技术与传统技术相比节约电能高达40%左右,而且也可以实现金属材料硬度的提升。
结语
金属材料作为目前生产生活中应用范围最广的材料,热处理工艺几乎伴随着金属材料的整个历史,人们逐渐摸索出适合各种使用场景的材料热处理方法,但是随着现代工艺要求和对于能源消耗的限制不断变得严格,新的热处理工艺应该逐渐引起人们的注意,在保证金属材料性能的前提下,尽可能的降低生产过程中对于能源的依赖,并且尽可能地提升生产效率。综上所述便是热处理的发展形势,我们目前要做的便是对其进行不断的完善。
参考文献
[1]薛勇.金属材料热处理工艺以及技术发展趋势探索[J].设备管理与维修,2020(06):75-76.
[2]姚洪利.浅谈金属材料热处理工艺与技术发展趋势探索[J].中国金属通报,2020(07):1-2.
[3]皮爱民.浅谈金属材料热处理工艺与技术发展趋势探索[J].中国金属通报,2020(02):2-3.
[4]徐坚,李世显.试析金属材料热处理工艺及技术发展趋势[J].冶金与材料,2019,39(06):65-66.