浅析金属材料热处理节能新技术及应用

发表时间:2021/3/8   来源:《基层建设》2020年第28期   作者:阮强
[导读] 摘要:如今,我国十分重视环境保护和治理,诸多行业为了推进自身在新时期持续发展,都开始将注意力放在节能技术研究开发上,而工业生产制造对于热处理需求较大,如果继续使用以往技术对金属材料展开热处理,就可能导致工业生产制造行业在新时期被淘汰。
        山东威达重工股份公司  山东省滕州市  277500
        摘要:如今,我国十分重视环境保护和治理,诸多行业为了推进自身在新时期持续发展,都开始将注意力放在节能技术研究开发上,而工业生产制造对于热处理需求较大,如果继续使用以往技术对金属材料展开热处理,就可能导致工业生产制造行业在新时期被淘汰。因此,在新时期工业生产制造行业需要将重点放在节能新技术研发与推广应用上,这样才能促使工业生产制造行业在新时期得到持续发展。
        关键词:金属材料;热处理;节能新技术;应用
        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新时期金属材料热处理节能新技术
        2.1在热处理中对CAD技术的应用
        随着计算机技术的飞速发展,并已应用到各行各业,金属材料热处理也不例外。在金属材料的热处理中,计算机辅助设计技术的应用已成为一种新的趋势,并发挥了巨大的作用。CAD技术是一种组合技术。通过计算机模拟热处理前的操作缺陷,分析改造后的实际操作。这不仅可以避免事故的发生,而且可以提高金属制品的质量,而且成功率高也代表着能耗的降低。CAD技术的仿真不会消耗太多的能量,不会产生浪费,许多优点使其成为大多数金属材料生产厂的重要仿真技术,而CAD技术的应用也确实带来了节能的效果。
        2.2 VSR技术的应用
        振动时效是金属材料生产中保护金属的一种技术。在金属材料加工过程中,残余应力容易导致材料变形或开裂,从而导致材料无法使用,而再进行热处理加工,不仅浪费大量时间,还会造成大量的能源消耗。应用VSR技术可以得到金属中的残余应力,保证金属的正常形状和质量。与传统的低温加热技术相比,VSR处理技术具有工艺效果好、处理时间短、成本不高的优点。VSR技术的应用也降低了能耗,使热处理后的产品具有更高的性能。
        2.3化学技术
        如今,化学节能新技术在工业生产制造行业应用较为广泛。所谓化学技术,指的是利用化学手段针对金属材料展开处理,大幅降低金属材料实际厚度,从而促使热处理时间有所减少,这样就无需在热处理加工环节浪费大量能源与电力,还能将热处理加工对于生态环境的实际污染降至最低程度。相关人士实践调查发现,在对金属材料展开热处理加工时,如果材料外表厚度能减少20%左右,不仅可以节约20%左右的电力,还可以节约40%左右的能源,将化学技术与其他技术相比,化学技术能为相关企业节省35%左右的电力与能源。而且通过化学技术针对金属材料展开热处理,并不会对材料自身造成任何影响与损坏,也不会导致金属材料性能有所降低,甚至可以增加金属材料应用年限,帮助企业节省大量资金成本。
        2.4真空技术
        所谓真空技术,主要是指在真空条件下针对金属材料展开热处理加工,金属材料在真空环境下进行热处理,就不会发生氧化情况,主要是因真空技术可以增加渗碳实际温度,从而有效降低金属材料生产时间。而且通过真空技术展开热处理加工,无需使用点火设备,这样热处理排放气体就会得到有效控制,在增加温度与降低温度时实际速度也会有所增加,促使热处理加工效率随之增长。

近几年在我国工业生产制造领域应用真空技术后,主要是将热处理加工设施中所有空气全部抽出,再加入He、Xe及Kr等气体,并在炉膛部位安设风扇,这样便可促使温度增长速度随之增加。但我国具备真空装置的热处理设施较少,由此可知,真空技术在工业领域发展空间十分理想,适当加大真空技术推广力度,可以在保证金属材料热处理加工质量的同时,为相关企业节省大量能源与资金。
        2.5激光热处理技术的应用
        激光具有很强的能量和穿透力。基于这两个特点,激光可以应用于金属材料的热处理。通过利用高能激光使金属材料的性能发生快速变化,增强金属材料的各种性能(如刚度、耐磨性等)。如果你想成为一种变形最小的金属材料,你可以使用激光热处理技术。汽车零部件(发动机、轮毂等)需要高强度、高硬度、高耐磨性等性能。用激光加工金属材料后,可应用于汽车上。激光热处理技术在运行中,只需要一台计算机就可以实现,并且可以选择距离控制,在节省人力资源的同时,也达到了节能的目的。
        3新时期金属材料热处理节能新技术落实途径
        3.1适当增加投资成本
        在工业领域,无论是热处理加工还是热处理技术开发与应用都需要一定成本,如果在这方面投资成本较低,易影响热处理节能新技术的研发与应用。因此,现代企业需要通过以下几点适当增加投资成本。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。
        3.2合理挑选有效技术
        针对金属材料展开热处理加工时,很多企业不会选择热处理技术,只是随意应用一种效果更加明显的热处理技术,但实际上不同的热处理技术具有不同的优势与特点,如果最终应用的热处理技术与材料性能不符,易出现各种问题。因此,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。
        3.3调整以往所用材料
        如今在我国大部分热处理加工制造厂中,基本都是使用正常材料进行加工,但这种材料自身性能较差,不具备隔热与导热等性能,在热处理加工时需要通过更多电力与能源开展热处理。但如果选用高性能材料进行热处理加工,便可节省更多加工时间,如陶瓷纤维等,能为企业节省更多加工成本。而且在热处理加工流程中,大部分企业没有安装回流设备,这样热处理产生气体不仅无法起到任何作用,还会对周围环境造成破坏与污染,因此可在其中安设回流装置,促使热处理产生气体流入燃烧炉中,这样热处理温度上升就无需耗费相应能源,以此实现金属材料热处理节能目标。
        结论
        传统的金属材料热处理设备和工艺已不能满足现代发展的需要,新设备和新技术的应用已势在必行。新技术也是未来金属制造业和工业的发展目标。新技术的应用不仅降低了能耗,而且减少了对生态环境的污染,提高了金属制品的质量,为企业的未来发展打下了良好的基础。
        参考文献:
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        [4]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.
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