绿色热处理简述

绿色热处理简述

滕纪云

中机第一设计研究院有限公司

摘要：在工业生产中针对金属材料的热处理是非常重要的一道工序，但是以往的热处理技术存在着能源浪费与环境污染等问题，目前热处理技术也逐渐向着绿色节能环保的方向发展，并且已经取得了一定成效。因此，针对金属材料的热处理技术现状及绿色节能新技术的应用进行研究，为促进工业生产的节能发展提供参考。

关键词：热处理；金属材料；节能；技术

热处理技术是最普遍的金属材料加工技术，其技术的主要载体为热能，在操作过程中需要耗费大量资源。在节能环保理念指导下，金属材料处理节能新技术的开发具有重要的现实意义，能够促进我国资源与能源可持续发展。与其耗费的能源相比，绿色热处理技术的开发与应用具有十分广阔的空间，需要加强对绿色节能技术的研究。

1金属材料热处理现状分析

金属热处理技术是制造行业中的核心技术之一，在应用范围以及应用规模上，都比较巨大。在热处理过程中，大量的能源、资源浪费以及环境污染成为制造行业中重点关注问题。我国金属热处理技术还不够完善，金属产能与技术发展之间的比例存在不协调，在热处理的设备上也不够精良，严重地制约了我国金属处理工艺的进步。

我国金属材料热处理方式主要分为两种，一是普通热处理方式，此方式在应用过程中主要可以改善金属内部结构，在不改变其成分的基础上，改变其物理形态，其在技术上主要分为正火技术、淬火技术、回火技术、退火技术，其在应用过程中需要耗费大量热能。二是表面热处理方式，在表面热处理过程中，需要对金属进行加热、冷却，在双重作用下改变金属材料的力学性能。在技术上主要分为淬火技术、化学热处理技术。虽然两种技术不需要精良的设备，在操作上也比较简单，但对能源的需求量过于庞大，甚至会严重影响周围环境以及空气质量。在节能理念下，我国很多金属材料热处理厂受到资金等因素的限制，无法完全应用节能新技术对金属材料进行热处理。经过调查结果分析，我国热处理厂没有应用节能技术的厂家达百分之七十左右，其在金属热处理中产品返修率在百分之二十以上，以上几点是我国金属材料热处理技术的应用现状[1]。

2金属材料热处理节能技术应用分析

2.1化学热处理技术应用

传统金属材料热处理技术会造成严重的污染，化学热处理技术在材料处理中的应用可以起到良好的节能效果。该技术主要利用化学方法，改变金属材料的涂层厚度，可以缩短热处理时间，提高热处理效率。经过研究表明，该技术在应用过程中，若可以降低表面渗碳层厚度三成，可以节省百分之三十以上的电能消耗，节省煤炭、石油等资源消耗一半以上。例如，在钢球生产过程中，应用化学热处理技术使热能资源消耗率降低了五成，并且有效地延长了钢球的使用寿命，不仅节省了大量的资源，还提高了工厂的收益。化学热处理技术具有很强的应用优势，其在操作上也比较简单。

2.2真空热处理技术应用

真空热处理技术在机械制造中得到了广泛的应用，是受到专家极大推崇的热处理技术，该技术主要应用在金属材料处理过程之中。在此技术中，需要保障空间内的无氧特质，使金属在处理过程中不会导致材料出现氧化情况。此技术可以提高热处理空间内的温度，缩短金属材料热处理周期，可以有效降低热处理过程中散发的污染气体。在此技术中，应用人员要时刻注意真空空间的燃烧温度，保障材料热处理的有效性。此技术中减少了废气排放设备的应用，并极大程度地降低了电能的消耗。随着技术的完善，高压处理技术会成为主要发展方向[2]。

2.3激光热处理技术应用

激光热处理技术在近几年得到了广泛的应用，是新兴的金属材料热处理技术，其在应用过程中的核心关键为激光技术。在该技术应用过程中，操作设备会散发出高密度的能量，具有很高的热度，能够满足几乎所有金属类型的处理。此技术具有升温快、效率高、降温快等特点，在具体的操作中，无须淬火、预热等流程，后期也无须加工。激光技术主要受到技术限制，其在应用过程中不会产生污染物质，也无须大量的能源，但具有一定的危险性，需要操作人员具有丰富的专业知识。

2.4振动时效热处理技术

在节能理念指导下，需要在操作过程中注意残余应力处理，防止残余应力对金属参数造成的影响。振动时效热处理技术可以避免重复操作的状况发生，有效的节约热能。以小型金属加工制品为例，在残余应力的作用下，会导致其出现裂纹等情况，严重影响金属材料的正常使用，甚至会导致产品不合格。振动时效热处理技术可以对残余应力进行处理，避免二次能源消耗。经过分析得知，其在电能的消耗程度上减少了四成，在金属材质稳定性上，提高了三成以上，具有很强的应用价值。

2.5超硬涂层热处理技术

超硬涂层处理技术主要应用在小型零件的加工之中，可以在提高效率的同时，延长材料寿命，并具有很强的节能环保功能。该技术在应用过程中主要应用离子技术等，将材料的表面进行沉积，并对其硬化处理，最后以溅射的方式，实现对金属材料的处理。该技术不仅改变了传统工艺中的加热源，还可以保障机械设备的自动化生产，整体操作流程均可以在计算机设备的监控下实现。

2.6热处理CAD技术

热处理CAD技术作为现阶段金属热处理技术中的一种先进技术，其主要是借助于计算机技术先进行热处理工艺的模拟，然后再借助于智能处理的方式来实现金属材料的热处理。在对金属材料通过CAD技术来进行热处理时，其首先需要工作人员在计算机上面进行该热处理CAD技术的模拟还原，然后在此基础上结合相应的热处理过程来进行热处理测量的针对性制定，从而完善该金属材料的处理环节。在金属材料的热处理过程中通过CAD技术的合理应用，因此存在有模拟处理步骤，所以能够对该金属材料的热处理效果进行有效的预见，能够及时发现热处理过程中所存在的问题并加以改正，这样就可以有效避免一些金属材料热处理过程中出现的不必要问题，并使得该金属材料的性能得到一定程度的提升。

3热处理工艺技术展望

随着经济的发展，技术研发的频率和周期在不断地加快，金属材料的热处理工艺和技术也在不断地发生着更新和进步，所以在金属材料的热处理中，不断地有新技术投入使用。从现阶段的技术应用来看，可控气氛热处理工艺就是一种较为新型的金属材料热处理技术。采用可控气氛热处理可以做到钢件表面不脱碳不氧化且光亮。例如，许多中小型轴承零件、紧固件、五金工具、纺机零件、汽车零件和液压件等产品的热处理，控制气氛的使用率都比较高。此种技术利用能够控制和保护金属材料的气氛介质，实现了金属材料热处理过程中的平稳性和完备性的提升。目前，此种技术的应用范围在不断地扩大，但是因为此技术本身还存在着一些不足，因此对其的深化研究还在继续。简言之，金属材料的热处理工艺技术在社会实践的基础上会发生不断地更新，所以在金属材料热处理中要不断地进行经验总结，研发出更具优越性的金属材料热处理技术。

4结束语

总而言之，金属材料是我国工业生产与制造中最常见的材料之一，金属材料的热处理技术对其机械质量有重要影响。在大量的金属材料处理过程中，会消耗大量能源，节能新技术的开发具有重要的意义。随着技术的不断进步，在未来金属资源开发过程中，要不断深化节能环保理念在热处理中的应用，促进金属加工行业社会效益与经济效益统一。

参考文献

[1]张进，钟玉龙.当前金属材料热处理节能新技术的有效运用[J].冶金与材料，2018，38（02）：50，52.

[2]王国东.金属材料热处理变形原因及防止变形的技术措施[J].现代制造技术与装备，2018，（03）：105-106.

[3]王德华.金属材料热处理技术的探讨[J].中国金属通报，2016（12）：118-119.