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新时期金属材料热处理节能新技术

周胜强

陕西渭河工模具有限公司,陕西宝鸡,722405

摘要: 现阶段,我国所使用的金属材料主要是钢铁材料,一般情况下,大多数金属制造企业使用热处理节能新技术。但是,我国金属材料的热处理节能新技术仍然存在着一系列的问题,例如,资源浪费、污染环境等,只有采取相应的解决对策,有效的解决这些问题,才能够推动我国金属材料热处理产业的健康可持续发展。为了降低金属材料热处理带来的不利影响,本文站在新时期角度下表明金属材料热处理现状,继而对激光、化学及真空等金属材料热处理节能技术展开分析,并提出落实节能新技术的有效途径,以供参考。
关键词: 金属材料;热处理;节能新技术
DOI:10.12721/ccn.2022.158078
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引 言:近年来,我国的环保形势日趋严峻,尤其是工业生产过程中产生的电力能源消耗量呈现出逐年递增态势,由此给自然生态环境造成的污染指数不断攀升。同时,大量的能源消耗也给工业生产企业带来了巨大的经济损失,针对这种情况,降低金属材料热处理过程中的能源消耗量,已成为诸多工业生产企业普遍关注的焦点问题。

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金属材料热处理节能新技术的应用

2.1在热处理中对CAD技术的应用

计算机技术发展迅速,并且已经应用到了各行各业中,金属材料热处理也不例外。在金属材料热处理中应用计算机中的CAD技术已经成为一种新的趋势,并且发挥了巨大的作用。CAD技术是一种结合性技术,它通过对计算机进行热处理前的模拟,分析出操作的缺陷,更改后再进行实际操作。这样不仅可以避免意外发生,更提高了金属产品的质量,而高成功率也代表着能耗的降低。CAD技术的模拟并不会消耗太多的能源,还没有废物产生,诸多的优点使其成为了大多数金属材料生产厂的重要模拟技术,而CAD技术的应用也确实带来了节能的效果。

2.2真空热处理技术的应用

真空热处理是一种在真空环境中进行的技术,在这样的环境中对金属材料进行热处理,就可以实现低压渗碳金属材料表面工艺,最后高温渗碳,使得金属材料所需要的生产周期大大缩减。这种技术对于热处理技术的要求十分高,并且真空状态无法实现,所以并不能大规模的应用。我国的金属材料热处理中应用真空技术比重非常小,只有百分之五左右,而一些发达国家占比已经达到了百分之二十。由此看来我国的真空热处理技术还是需要很长的发展时间。

2.3振动时效处理技术的应用

振动时效处理技术可以从宏观以及微观两个角度予以考虑,从宏观角度考虑是加快金属零件塑性变形的速度,以降低金属内部的残余应力,确保金属零件的加工精度,实践证明,这种加工工艺可以降低30%~80%的残余应力。如果利用传统的时效处理工艺,需要长时间的低温加热,才能改变金属零件的性状,但是持续加热需要消耗大量的电力能源,而且热处理效果也不尽人意。因此出于节能方面考虑,在应用振动时效处理技术时,可以采用不同频率产生的多谐波共振原理制造的多型振动时效电脑控制装置,来替代原有的热时效处理技术,这项振动时效处理新技术能够节约电力能源90%以上,同时,金属零件的抗变形能力提高30%以上,尺寸稳定性提高30%以上,疲劳寿命提高20%以上。振动时效处理技术通常情况下,低温加热时间只需要15min~45min,而且不受生产区域、金属物理特性的限制,这种先进的处理装置能够同时处理几千克到几百吨的金属材料,大大提升了生产效率,降低了环境污染指数。

2.4 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,

2.5 形变热处理技术

该技术不仅能够起到热处理功能,同时也能够实现形变功能,从而提高金属材料的韧性。该方法的主要特点是通过材料变形时的热能进行热处理,极大地降低传统能源的损耗量,达到节能减排的效果。形变热处理技术能够提高钢材在日常应用中的强度与韧性,以及室温短期工作的热强性能。实际应用形变热处理工艺时,不仅要结合材料的成分与性能要求,确定形变后的热处理工艺参数,更重要的是要根据母相形变后的组织结构及其对相变和相变产物的作用规律,确定形变的工艺参数,才能得到所期望的母相组织结构及转变后的组织,达到所需要的性能。

3新时期金属材料热处理节能新技术落实途径

一是相关企业与环境保护部门需要增加节能新技术推广力度与成本,通过广告、新闻、网络等渠道进行金属材料热处理节能新技术推广。二是需要增加金属材料热处理节能新技术研发成本,技术研发本就需要大量资金作为支持,如果相关企业在技术研发上过于吝啬,研发结果一定无法达到预期效果,因此相关企业与地方部门可以适当为技术研发提供相应支持。当技术研发得到大量资金投资后,无论是研发水平还是规模都会有所拓展,这样就能研发出更多金属材料热处理技术,为生态环境与能源消耗提供有效保障。开始进行热处理加工之前,需要根据材料性能与需求挑选相应技术,并在开始处理之前针对材料与技术契合度进行测试,这样便可提前确定产量性能与质量,还能有效降低因质量问题回厂加工的概率,从而切实达成节能与高效目的。

结 语

我国金属材料热处理技能技术得到了有效的应用,但是在实际应用过程中还存在一些不足之处,需要随着科学技术的发展不断对技术水平进行提升,高效节能的热处理技术是保证我国制造业发展的基础和前提,因此,热处理企业未来发展过程中应重视对热处理节能技术的应用,促进我国制造业产品品质的提升。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。

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