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摘 要:我国在金属材料的热处理研究工作中,发展的时间较短,并且对该技术的应用并不具备丰富的认知,但是随着这一技术在各个领域中的应用更加广泛,本文有必要对金属材料的热处理技术进行更加深入的研究,将这一技术进行不断的革新是新形势下工作发展的需要。随着我国发展进程的越来越快,金属材料的热处理行业也可以看作是一门崭新的行业,在对金属进行处理的方式上具有重大的发展意义,希望通过本文的论述可以为这一行业的可持续发展提供宝贵的贡献。
关键词:金属材料;热处理;节能措施
我国在当前的社会发展中主要以建设节约型社会为主要的发展目标,这是从我国的实际国情出发所制定的目标。在过去金属材料的加工方面,普遍存在对环境资源消耗大,影响深等现象,因此继续对这一问题进行改进,进而出现了金属材料热加工技术,这一技术的出现与传统的方式相比,无论是在对能源的消耗上,还是在对环境的影响上,都具有了明显的改观,因此,这一技术的发展对于我国建设节约型社会具有重要的促进意义,在今后的发展进程中,节能减排的工作仍然是我国发展建设的重点任务。
1 金属材料热处理节能生产现状及问题
机械制造行业是我国发展建设中的主要行业,这一行业所带来的经济效益对于国民经济的发展与建设来说具有极大的价值,积极的推动了国民经济的增长,但是就未来的发展目标而言,当前的井喷式发展已经完全超出了环境所能承受的范围,如果不顾环境的影响而不断的建设热处理厂,最终所带来的后果将会是对能源的消耗呈现负增长的势态。这也是目前我国金属处理行业的现状,在不断涌现的热处理厂中,整体的耗能量达到我国总耗能量的四分之一,这仅仅是一个行业中的状况,并且金属处理的过程并不是简单的,而是需要经过长期的处理才能完成的工序,虽然我国的热处理厂十分丰富,但是产量却无法达到理想的状态,与西方国家相比,相差甚远。造成这一现象的主要原因就是在处理的过程中并没有应用到相关的节能技术,因而造成处理效率不高,虽然消耗了大量的能源,但是却没有达到理想的效果,为此,本文有必要对具体的原因进行进一步的的分析。
首先,造成问题出现的主要原因就是能源的利用率不高,虽然我国在这方面投入了大量的资金,但是却没有达到理想的效果,与发达国家相比,我国在这方面的工作开展较晚,在20世纪的70年代,欧洲等国就对这一节能技术产生了极为浓厚的兴趣,不仅大力发展节能技术的应用,降低热能的消耗,还将技术广泛推广到了其他的行业中,相比较之下,我国的能源利用率要远远低于欧洲的这些国家,直到我国进入21世纪以后,才出现了改观,但是仍然与西方国家具有较大的水平差异。
其次,要想实现处理效率的提升,其中相关的处理设备是主要的工具,可以起到事半功倍的效果,但我国所应用的设备却长时间得不到有效的更换,设备陈旧是主要的原因所在,更重要的是,在工艺技术方面,仍然处于初步发展的阶段,并不具备显著的提升,在这种情况下,能源的利用率偏低已经成为无法忽视的现象,国家虽然在这方面已经投入了相应的资金,但是要想得到发展并不是一个短期的过程,而是需要经过长期的培养才能实现的,如果不能更换先进的设备,而是采用被淘汰的设备,那么其影响可想而知,并不能达到理想的效果,不仅浪费了的能源,还会与发达国家的距离越拉越远。
除此之外,专门人才的缺失也是影响因素之一,不同行业中都具有不同的人才,人才的培养主要就是为了实现该行业发展的目标,但是热处理行业专业人才的缺失则在一定程度上影响了节能技术无法得到有效的应用,并且当前私人热处理的工厂越来越多,这些工厂中所采用的技术工人并没有经过专业的培训就参加到工作中,更谈不上专业性了,久而久之,该行业的整体结构就会被打破,并且严重影响了行业中的秩序。在这样的发展趋势下,就会形成一个恶性的循环系统,他越是人才缺失,节能技术就越无法得到有效的应用,随着时代的发展,最终就无法实现预先制定的目标。
2 金属材料热处理节能新技术的应用
2.1 化学热处理技术
所谓化学热处理技术,简单来说就是经过化学处理来降低金属材料表面涂层厚度,一方面避免过厚涂层对金属材料性能的影响;另一方面,降低材料涂层厚度,加热时间就会大大缩短,自然能耗就会减少。大量实践证明,如果金属材料表面渗碳层减少30%,就可节省用电30%以上,进一步就能节省煤或石油等燃料50%以上,节能效果十分明显。同时,由于化学热处理对金属材料本身性质破坏较轻,则由该材料制成的构建寿命也将大大增加,对环境污染也较轻,可谓一举多得。
2.2 采用真空热处理技术
在技术和条件成熟的情况下,如果将金属材料构件热处理工艺放在真空中进行,不仅可以实现低压渗碳等金属材料表面处理工艺,而且可以在表面处理工艺结束后直接进行高压气淬,这样一来就可大大减少金属材料热处理工作时间,进一步就可降低能源消耗,实现节能目的。以目前技术来说,绝对真空是无法做到的,金属材料真空热处理技术一般在低于10Pa的环境中就可达到理想的效果。在该环境下,金属材料表面处理工艺对金属性能影响也相对较小,同时也避免了材料变形、产生气孔等问题,是比较理想的高清洁度、高柔性金属材料热处理方法。该方法已在一些材料热处理工艺中得到应用,并取得了比较好的效果。在国外有20%左右热处理设备采用真空设备,而我国目前为止真空热处理设备在整个热处理设备中所占比重还不到5%,可见该技术在我国有着非常大的发展空间和潜力。我国金属材料真空热处理技术的发展到推广,还有很长的路要走。但展望未来,金属材料热处理工艺、真空热处理技术必须进一步推广应用,这样无论对产品性能还是节约能耗都将是一次重大突破。
2.3 采用激光热处理技术
随着科技进步,激光技术得到了前所未有的发展,而将其运用在金属材料热处理工艺则是最近今年比较新兴的技术。激光热处理是利用激光本身所含有的高能量密度,当照射在金属材料表面时,可以使金属表面所含能量在100~100000kW/cm2。如此高的能量密度,足以满足金属材料热处理所需。同时,激光热处理还具有升降温快、不需要对材料进行淬火预热等特点,这使它在金属材料热处理节能工艺中也被很好地应用。经过激光热处理的金属材料也省去了后续机械加工工序,节能效果更加显著。
结束语
实现金属材料热处理行业节能目标是当下我国机械制造加工行业亟需解决的问题。本文总结了金属材料热处理工艺中各种新兴工艺,旨在为金属材料热处理行业节能目标探索改进方案。
参考文献
[1]廖波,肖福仁.热处理节能与环保技术进展[J].金属热处理,2009(1):1~6.
[2]黄春峰.金属热处理节能技术及其研究进展[J].航空制造技术,2008(5):77~80.
[3]江利,闫非,汪剑.我国热处理能源结构分析[J].热处理,2008,23(6):32~37.
关键词:金属材料;热处理;节能措施
我国在当前的社会发展中主要以建设节约型社会为主要的发展目标,这是从我国的实际国情出发所制定的目标。在过去金属材料的加工方面,普遍存在对环境资源消耗大,影响深等现象,因此继续对这一问题进行改进,进而出现了金属材料热加工技术,这一技术的出现与传统的方式相比,无论是在对能源的消耗上,还是在对环境的影响上,都具有了明显的改观,因此,这一技术的发展对于我国建设节约型社会具有重要的促进意义,在今后的发展进程中,节能减排的工作仍然是我国发展建设的重点任务。
1 金属材料热处理节能生产现状及问题
机械制造行业是我国发展建设中的主要行业,这一行业所带来的经济效益对于国民经济的发展与建设来说具有极大的价值,积极的推动了国民经济的增长,但是就未来的发展目标而言,当前的井喷式发展已经完全超出了环境所能承受的范围,如果不顾环境的影响而不断的建设热处理厂,最终所带来的后果将会是对能源的消耗呈现负增长的势态。这也是目前我国金属处理行业的现状,在不断涌现的热处理厂中,整体的耗能量达到我国总耗能量的四分之一,这仅仅是一个行业中的状况,并且金属处理的过程并不是简单的,而是需要经过长期的处理才能完成的工序,虽然我国的热处理厂十分丰富,但是产量却无法达到理想的状态,与西方国家相比,相差甚远。造成这一现象的主要原因就是在处理的过程中并没有应用到相关的节能技术,因而造成处理效率不高,虽然消耗了大量的能源,但是却没有达到理想的效果,为此,本文有必要对具体的原因进行进一步的的分析。
首先,造成问题出现的主要原因就是能源的利用率不高,虽然我国在这方面投入了大量的资金,但是却没有达到理想的效果,与发达国家相比,我国在这方面的工作开展较晚,在20世纪的70年代,欧洲等国就对这一节能技术产生了极为浓厚的兴趣,不仅大力发展节能技术的应用,降低热能的消耗,还将技术广泛推广到了其他的行业中,相比较之下,我国的能源利用率要远远低于欧洲的这些国家,直到我国进入21世纪以后,才出现了改观,但是仍然与西方国家具有较大的水平差异。
其次,要想实现处理效率的提升,其中相关的处理设备是主要的工具,可以起到事半功倍的效果,但我国所应用的设备却长时间得不到有效的更换,设备陈旧是主要的原因所在,更重要的是,在工艺技术方面,仍然处于初步发展的阶段,并不具备显著的提升,在这种情况下,能源的利用率偏低已经成为无法忽视的现象,国家虽然在这方面已经投入了相应的资金,但是要想得到发展并不是一个短期的过程,而是需要经过长期的培养才能实现的,如果不能更换先进的设备,而是采用被淘汰的设备,那么其影响可想而知,并不能达到理想的效果,不仅浪费了的能源,还会与发达国家的距离越拉越远。
除此之外,专门人才的缺失也是影响因素之一,不同行业中都具有不同的人才,人才的培养主要就是为了实现该行业发展的目标,但是热处理行业专业人才的缺失则在一定程度上影响了节能技术无法得到有效的应用,并且当前私人热处理的工厂越来越多,这些工厂中所采用的技术工人并没有经过专业的培训就参加到工作中,更谈不上专业性了,久而久之,该行业的整体结构就会被打破,并且严重影响了行业中的秩序。在这样的发展趋势下,就会形成一个恶性的循环系统,他越是人才缺失,节能技术就越无法得到有效的应用,随着时代的发展,最终就无法实现预先制定的目标。
2 金属材料热处理节能新技术的应用
2.1 化学热处理技术
所谓化学热处理技术,简单来说就是经过化学处理来降低金属材料表面涂层厚度,一方面避免过厚涂层对金属材料性能的影响;另一方面,降低材料涂层厚度,加热时间就会大大缩短,自然能耗就会减少。大量实践证明,如果金属材料表面渗碳层减少30%,就可节省用电30%以上,进一步就能节省煤或石油等燃料50%以上,节能效果十分明显。同时,由于化学热处理对金属材料本身性质破坏较轻,则由该材料制成的构建寿命也将大大增加,对环境污染也较轻,可谓一举多得。
2.2 采用真空热处理技术
在技术和条件成熟的情况下,如果将金属材料构件热处理工艺放在真空中进行,不仅可以实现低压渗碳等金属材料表面处理工艺,而且可以在表面处理工艺结束后直接进行高压气淬,这样一来就可大大减少金属材料热处理工作时间,进一步就可降低能源消耗,实现节能目的。以目前技术来说,绝对真空是无法做到的,金属材料真空热处理技术一般在低于10Pa的环境中就可达到理想的效果。在该环境下,金属材料表面处理工艺对金属性能影响也相对较小,同时也避免了材料变形、产生气孔等问题,是比较理想的高清洁度、高柔性金属材料热处理方法。该方法已在一些材料热处理工艺中得到应用,并取得了比较好的效果。在国外有20%左右热处理设备采用真空设备,而我国目前为止真空热处理设备在整个热处理设备中所占比重还不到5%,可见该技术在我国有着非常大的发展空间和潜力。我国金属材料真空热处理技术的发展到推广,还有很长的路要走。但展望未来,金属材料热处理工艺、真空热处理技术必须进一步推广应用,这样无论对产品性能还是节约能耗都将是一次重大突破。
2.3 采用激光热处理技术
随着科技进步,激光技术得到了前所未有的发展,而将其运用在金属材料热处理工艺则是最近今年比较新兴的技术。激光热处理是利用激光本身所含有的高能量密度,当照射在金属材料表面时,可以使金属表面所含能量在100~100000kW/cm2。如此高的能量密度,足以满足金属材料热处理所需。同时,激光热处理还具有升降温快、不需要对材料进行淬火预热等特点,这使它在金属材料热处理节能工艺中也被很好地应用。经过激光热处理的金属材料也省去了后续机械加工工序,节能效果更加显著。
结束语
实现金属材料热处理行业节能目标是当下我国机械制造加工行业亟需解决的问题。本文总结了金属材料热处理工艺中各种新兴工艺,旨在为金属材料热处理行业节能目标探索改进方案。
参考文献
[1]廖波,肖福仁.热处理节能与环保技术进展[J].金属热处理,2009(1):1~6.
[2]黄春峰.金属热处理节能技术及其研究进展[J].航空制造技术,2008(5):77~80.
[3]江利,闫非,汪剑.我国热处理能源结构分析[J].热处理,2008,23(6):32~37.