金属材料热处理技术及其发展

金属材料热处理技术及其发展

王玉明

身份证号码：37132119821128471X

摘要：在工业中，热处理是必不可少的，它会极大地影响材料的性能，这种工艺可以使金属的性能得到最大限度的发挥，还可以提高产品的质量，降低能耗，延长机器的使用寿命，提高经济效益。采用热处理工艺实现节能减排，促进工业可持续发展，满足现代环保要求。

关键词：金属材料；热处理；能量守恒；新技术

引言

金属材料热处理工艺的不断发展对中国机械工业的发展起着重要的推动作用。中国是世界上最大的钢铁大国，其热处理技术对国民经济的发展起到了重要的推动作用。中国材料科学的发展相对落后，新技术的应用还很薄弱，这从热处理工艺中可以看出。节能减排，实现可持续发展，不仅是国家的一项重大政策，而且关系到我国制造业的兴衰。

1金属材料的主要性能

对于一种金属材料的高硬度，往往是指其自身的抗冲击性或质量相对较好，这也是直接决定金属材料种类的一个重要因素。所以当金属材料的化学硬度比较高的时候，也会有比较好的抗冲击性。近年来，信息技术的不断发展，整个社会已经进入了信息化时代，所以各行各业都开始进入信息化，在金属材料的热处理过程中，不仅可以提高行业的整体生产效率，而且在质量水平上也有一定的监督作用。在这一过程中，需要各大金属材料及时利用信息技术，利用信息技术的集成化和智能化特点，对整个产业进行升级，进而向智能自动化方向发展金属生产企业，从而增加金属材料自身的阻力，使其能够很好地融入现代社会。符合市场发展需要和规划。首先，金属材料在使用之后，往往会发生断裂，这也是金属材料的一个重要特点。中国的金属材料热处理技术高校和研究所具有良好的学习和研究氛围，有齐全的相关设施，为导师、学生和研究人员提供了良好的环境，这为金属材料热处理技术研究的成功提供了环境基础。热处理材料的影响也是造成专利保护问题的一大原因，近年来，中国的专利保护逐渐受到重视，相关的研究人员可以开始开展而不必太过担心，全身心地投入到热处理材料技术的研究中。

2热处理技术的现状分析

金属材料的热处理技术主要是对一些固体金属或合金进行加热、冷却、保温等工艺处理，以提高其内部稳定性，从而达到一定的性能指标。就国内热处理工艺而言，可以从四个方面进行分析。首先，国内钢铁行业有自己的工厂，但它们不是独立的热处理厂，而是附属厂，无论是在管理上，还是在技术上，都没有得到足够的重视，再加上缺乏资金支持，导致热处理设备落后。其次，热处理工艺具有较高的温度要求，一些金属行业由于缺乏先进的热处理设备，导致热处理温度不能满足要求，需要消耗大量的能源，而且热处理的效率也很低。然后以热处理后的成品为目标，大部分成品的质量无法保证，因此需要进行修复。而有些产品，即使是合格的产品，也因为缺乏渗碳技术，导致产品的使用寿命明显下降，难以达到要求。第三，国内对热处理技术的研究较多，目前国内的基础技术已基本成熟，但还缺乏一些新技术。

3我国金属材料热处理技术的应用

3.1化学热处理的薄层渗透技术

随着热处理工艺的不断发展，提高了材料的性能。目前，薄层渗析技术在国内已得到了广泛的应用。这种工艺突破了传统的化学成分渗透到金属表面不会对其性能产生任何影响的传统热处理观念。传统的热处理工艺存在着长时间的高温、高能耗、环境污染等问题。针对上述问题，采用化学热处理技术进行薄层渗析是一种节能、节能的有效途径，在同等工况下，通过降低渗碳层，可以节约33%的能耗。我们是世界上最大的自行车国家，每年的钢材产量都是世界第一。采用薄层渗碳技术，既能大幅度地提高工作效率，又可使耗电降低30%。

3.2热处理超硬涂层技术

机械加工行业需要大量的刀具，同时也要求高质量的性能。为了降低能耗，可将其应用于机械制造。其基本原理是利用离子轰击工艺，在刀具、模具等工艺条件下，使工件表面析出、凝固。实验结果表明，采用该工艺加工的产品使用寿命明显提高。特别是自动化生产过程，采用先进的自动化设备，实现了热处理过程的自动实时控制，从而大大缩短了生产周期，提高了产品质量。超硬涂层工艺的核心是有效控制热源的变化，从而实现高效生产和节能减排。

3.3热处理的振动时效处理技术

金属材料的热处理不仅仅取决于使用的方法，真空热处理、激光热处理、化学薄层渗透热处理等，都会随着环境的变化而变化。金属材料的表面裂纹和残余热应力会降低加工质量，甚至造成损伤。如果不及时解决，很容易降低金属材料的寿命，从而影响到工程的质量，而且在修复的时候，还会浪费资源和能源，这与节能技术的初衷背道而驰，并不能达到节能效果。振动时效技术，是通过对金属材料进行热处理后，对其产生的裂纹、残留热应力等问题进行处理，可以有效地避免此类问题的再次发生，从而达到节约能源的目的。因此，在今后的热处理工艺中，采用振动时效工艺是保证其他工艺运行效果的重要保证。实践表明，经过热处理后的振动时效可以节省20%的电力，节省40%的燃油。这是一个相当不错的结果。

3.4热处理的CAD技术

一般而言，热处理产业属于资源密集型产业，CAD技术在热处理节能方面得到了广泛的应用。热处理CAD技术是以计算机仿真技术为基础，对热处理工艺进行研究与设计。CAD技术的应用主要集中在喷漆和冷却工艺上，它有助于加速碳的渗入，降低污染，从而使其获得了广泛的应用。利用计算机辅助设计技术对热处理工艺进行了优化，实现了能耗的最大化和废热的回收利用。

3.5真空热处理技术的应用

其中，热加工技术、真空热处理技术是一种新的节能技术，具有广阔的应用前景。真空热处理工艺的关键在于利用无氧环境对试样进行处理，使熔体中的惰性气体在真空中不断地撞击，从而达到真空热处理的目的。采用真空热处理工艺，可使样品不产生氧化，提高了热处理温度，缩短了热处理时间，节约了能源。采用真空热处理技术，既可以达到最大程度地节约能源，又不需对样品进行连续加热，又能使已有的设备得到充分地利用。根据金属材料的热处理工艺发展趋势，提出了采用真空热处理工艺的新方法。

3.6激光热处理技术

普遍来讲，热处理行业一直都是高能耗、高污染的代名词。除了超硬涂层技术、振动时效处理技术、热处理CAD技术和真空热处理技术外，采用节能技术激光热处理技术也是热处理节能一个很重要的手段。激光热处理技术的原理是采用高功率密度的激光束直接照射金属表面对其进行处理。通过这种方式可以有效地改变金属表面的物理和化学性能，采用激光照射处理可以达到理想的性能，这是普通表面淬火热处理技术所难以达到的。激光热处理技术利用了激光的穿透力强的特点，使得较短时间内能够将金属表面加热到熔化状态，同时在金属奥氏体化后能够急速淬火，这样经过处理的金属材料表面会迅速硬化。采用激光热处理技术容易获得组织细密、硬度高、耐磨性好的产品。随着计算机技术和自动化技术在材料热处理中的广泛应用，激光热处理技术节能效果更加地显著。

结语

总之，在钢铁工业中采用新的节能技术，使工业的可持续发展，必须根据实际情况，对其进行改进，并根据具体的生产需求，有针对性地进行处理，提高工人的专业素质和节能意识。从而有利于有效地减少能源消耗、环境污染、节约能源、提高经济效益和社会效益。

参考文献

[1]郑玲.金属材料热处理节能新技术的运用研究[J].机电信息，2013（6）：89-89.

[2]苗高蕾.浅谈金属材料热处理节能新技术的运用[J].化工管理，2013，2（24）：135-135.