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神华国华孟津发电有限责任公司
摘要；随着我国经济的发展和技术的进步，我国热处理技术水平已经有了较大的提高。然而，与国外先进热处理技术相比，我国金属材料热处理技术仍存在一些不足，本文就金属材料热处理节能生产现状及问题，提出金属材料热处理节能新技术的应用
关键词：金属材料；热处理；节能新技术
前言
随着现代社会发展与技术进步，各种产业不断发展。金属材料作为工业材料中的重要组成部分，占据着十分重要的作用。其中关于金属材料的热处理技术更是直接决定了机械产品的质量优劣。金属材料加工一直是工业生产当中的重点，金属材料进行热处理，是金属材料在加工的过程当中最“困难”的环节之一，其困难过程并不在本身的处理工艺上，而是在如何做到节能减排上，现有的金属材料热处理工艺不但高耗损、低产出、能源利用率低；金属热处理设备陈旧、工艺技术落后；产品达标率低，需要多次处理，而且还存在着缺乏专业热处理人才，缺乏专业技术指导的现状，所以正是针对这一点，笔者通过分析现有的金属热处理工艺问题，从而浅析一下节能新技术的开发。
1 金属材料热处理节能生产现状及问题
1.1 高耗损，低产出，能源利用率低
早在 20 世纪 70 年代，日本、欧洲等一些发达国家和地区在金属热处理能耗上已降到 350 kW·h/t 以下，而同时期我国却是人家的3-4倍。进入 21 世纪以来，才逐渐下降到 600 kW·h/t左右。
1.2 金属热处理设备陈旧，工艺技术落后
在一些比较大型的国有金属热处理厂，由于技术限制，节能措施不到位，导致能源利用率偏低。而对于一些小型私人企业，不仅设备陈旧，技术落后，资金也很难到位，常使用一些淘汰设备，质量无法得到保证，对环境污染也十分严重，更谈不上节能。
1.3 产品达标率低，常多次处理
由于各个金属热处理厂设备陈旧，技术落后，这就导致产品达标率很低，一些产品返修率甚至高达 20%，有的要经过多次处理才能够达标。这样重复处理无疑是对能源的极大浪费，更别说实现节能。
1.4 专业热处理技术
人才缺乏早在 20 世纪 90 年代，该问题就已十分突出，截止目前还未得到有效解决。而随着社会进一步发展，专业热处理技术人员青黄不接，很多高校又纷纷取消该专业。笔者认为再过几年该问题将会更加突出。因为随着国有企业热处理技术人才老化，一些新兴私人热处理企业的开办都将直接导致该专业技术人才需求的增加。虽然市场上存在很多与热处理专业相接近的专业，但本质上来说还是存有一定差别，很难培养出高素质、高水平的热处理专业人才。再加之人才大量涌向沿海城市，内陆一些金属热处理厂很难招到合适人才。
2 金属材料热处理节能新技术的应用
2.1热处理真空技术。真空的热处理技术有一个特别明显的优点就是使用了无氧处理的中介媒质，所以在真空渗碳的零件不会有内氧化的现象发生。由于真空的热处理工艺设备可以提高渗碳的温度，进而使生产周期有效缩短。热处理工艺可有效降低所用气体排放量和消耗量，真空热处理工艺不用安装点燃器、火帘和用于的排气装置，不工作时可以停止运转，明显缩短降温时间和加热时间，充分发挥了设备的效率。
2.2工具零件超硬涂层技术
工具零件超硬涂層技术就是通过离子轰击化学热处理，表面沉积硬化在模具和刀具上应用，经溅射处理2μmTiN后，大大提高使用寿命。由于高新设备可对热处理全程自动电脑监控，时间缩短，质量提高、加热源发生根本变化、而有利于高效、优质、节能、环保生产。
2.3振动时效处理技术
振动时效处理技术就是为消除金属制件残余应力，使其稳定尺寸、防止变形与开裂技术。传统的时效工艺一般采用热处理炉低温长时间加热时效，结果造成成本高、周期长，伴随着长时间的加热，不可避免的造成电耗增大。为此利用不同频率产生的多谐波共振原理制造的多型振动时效系列电脑控制设备，可以大大节约电能。振动时效处理技术与热处理炉相比可节能40%，金属韧性可提高35%。
2.4 热处理CAD技术
热处理CAD技术是应用计算机模拟技术，在模拟生产环境下研究和设计热处理工艺。在开发智能控制热处理喷淋、喷雾冷却技术、淬火剂和淬火方法的正确选择、用变传递系数方法加快渗碳过程减少废气排放量、热处理节能等方面，热处理智能CAD技术可发挥主要作用，是高新技术在绿色热处理中应用的重要方面。通过3D技术，从全方面的还原处理效果在实际过程当中的发挥作用，从而通过分析统计，找出适合的材料，适合的炉墙结构，从而减少热处理过程当中的故障，保障施工的稳定进行，极大程度的减少了人力、无力的消耗、做到了可预见性。
2.5 激光热处理技术
激光热处理技术是指通过高利率密度的激光束对金属表面进行处理的方法，主要通过进行硬化和合金化处理，改变金属表面的特性，从而改变其性能。通过激光热处理后的金属具有组织细密、硬度高、耐磨性等一系列优点，故产品性能较好，且特别适合于管控、深沟等局部区域的硬化，故在热处理工艺中具有重要作用。
2.6 其他热处理新技术
除了上述所提的金属材料热处理新技术之外，还有一些热处理技术如复合热处理技术，离子渗扩热处理技术和新理念热处理技术等。其中复合热处理技术包括渗氮+渗硫、碳氮共渗+渗硫、氮化+淬火、镀热扩散处理、超高频电脉冲局部微层淬火、电加热化学热处理等一系列技术，而离子渗扩热处理技术则含有铝挤压模离子氮化、金属压铸模离子氮化、铝材及铝合金离子氮化、粉末冶金零件离子氮化、钛及钛合金离子氮化、离子渗氮+离子渗硫、离子硫碳氮共渗、轧钢厂链板运输机滚动轴承离子渗硫、热带升降台伞齿轮离子渗硫、高速钢离子氮碳共渗+离子渗硫复合处理、镀铁+离子氮化等一系列技术，此外，新理念热处理技术包含有T10A冷冲模调质代替球化退火、大结构钢件正火取代调质工艺、高合金钢降低淬火温度提高工件的韧性、高温渗碳技术、低碳低合金高强钢汽车壳体构件复相热处理技术等。
综上所述，我们可以在现有的金属材料热处理技术当中找到其未来将要发展的方向，第一无论是对组织内部的改变还是对表面化的处理，可控制是其发展的第一要素，第二金属材料通过热处理成型容易，但是一旦进行深层次加工也就是所谓的“精艺工件”加工，就无法改变其材料本身所带来的具体特性，所以未来的发展方向已定要在可调节成品工件上下工夫，第三，尺寸以及完善的工艺程度是金属材料热处理的最主要追求，所以作为作为现代化的生产工艺来说，一方面要保障精准程度，另一方面要保障经济程度，第四上文所提到的可控气氛热处理只是现代金属材料热处理的工艺之一，其发展虽然普及但是却主要做用于钢件的热处理，局限性很大，所以在未来的金属材料热处理的发展过程当中，还应当针对具体材料对热处理工艺进行改进，争取将金属热处理工艺与技术普及到全方位的领域当中。
结束语
金属材料热处理节能的开发应用是近年来才被提上日程的，通过上文阐述我们一共总结出了化学热处理技术、工具零件超硬涂层技术、激光热处理技术、振动时效处理技术等多项新型的节能技术，但是在此笔者还需强调一点，那就是在进行热处理节能技术开发的同时，也应当考虑一下对于机械制造生产设备的利用，如此才能保障从生产到工艺全方面节能的效果。
参考文献：
[1]李其敏.金属材料热处理节能新技术探析[J].广东科技，2012（21）.
[2]冯小波，刘小丽.金属材料热处理节能新技术及应用[J].科技创新导报，2010（14）.
摘要；随着我国经济的发展和技术的进步，我国热处理技术水平已经有了较大的提高。然而，与国外先进热处理技术相比，我国金属材料热处理技术仍存在一些不足，本文就金属材料热处理节能生产现状及问题，提出金属材料热处理节能新技术的应用
关键词：金属材料；热处理；节能新技术
前言
随着现代社会发展与技术进步，各种产业不断发展。金属材料作为工业材料中的重要组成部分，占据着十分重要的作用。其中关于金属材料的热处理技术更是直接决定了机械产品的质量优劣。金属材料加工一直是工业生产当中的重点，金属材料进行热处理，是金属材料在加工的过程当中最“困难”的环节之一，其困难过程并不在本身的处理工艺上，而是在如何做到节能减排上，现有的金属材料热处理工艺不但高耗损、低产出、能源利用率低；金属热处理设备陈旧、工艺技术落后；产品达标率低，需要多次处理，而且还存在着缺乏专业热处理人才，缺乏专业技术指导的现状，所以正是针对这一点，笔者通过分析现有的金属热处理工艺问题，从而浅析一下节能新技术的开发。
1 金属材料热处理节能生产现状及问题
1.1 高耗损，低产出，能源利用率低
早在 20 世纪 70 年代，日本、欧洲等一些发达国家和地区在金属热处理能耗上已降到 350 kW·h/t 以下，而同时期我国却是人家的3-4倍。进入 21 世纪以来，才逐渐下降到 600 kW·h/t左右。
1.2 金属热处理设备陈旧，工艺技术落后
在一些比较大型的国有金属热处理厂，由于技术限制，节能措施不到位，导致能源利用率偏低。而对于一些小型私人企业，不仅设备陈旧，技术落后，资金也很难到位，常使用一些淘汰设备，质量无法得到保证，对环境污染也十分严重，更谈不上节能。
1.3 产品达标率低，常多次处理
由于各个金属热处理厂设备陈旧，技术落后，这就导致产品达标率很低，一些产品返修率甚至高达 20%，有的要经过多次处理才能够达标。这样重复处理无疑是对能源的极大浪费，更别说实现节能。
1.4 专业热处理技术
人才缺乏早在 20 世纪 90 年代，该问题就已十分突出，截止目前还未得到有效解决。而随着社会进一步发展，专业热处理技术人员青黄不接，很多高校又纷纷取消该专业。笔者认为再过几年该问题将会更加突出。因为随着国有企业热处理技术人才老化，一些新兴私人热处理企业的开办都将直接导致该专业技术人才需求的增加。虽然市场上存在很多与热处理专业相接近的专业，但本质上来说还是存有一定差别，很难培养出高素质、高水平的热处理专业人才。再加之人才大量涌向沿海城市，内陆一些金属热处理厂很难招到合适人才。
2 金属材料热处理节能新技术的应用
2.1热处理真空技术。真空的热处理技术有一个特别明显的优点就是使用了无氧处理的中介媒质，所以在真空渗碳的零件不会有内氧化的现象发生。由于真空的热处理工艺设备可以提高渗碳的温度，进而使生产周期有效缩短。热处理工艺可有效降低所用气体排放量和消耗量，真空热处理工艺不用安装点燃器、火帘和用于的排气装置，不工作时可以停止运转，明显缩短降温时间和加热时间，充分发挥了设备的效率。
2.2工具零件超硬涂层技术
工具零件超硬涂層技术就是通过离子轰击化学热处理，表面沉积硬化在模具和刀具上应用，经溅射处理2μmTiN后，大大提高使用寿命。由于高新设备可对热处理全程自动电脑监控，时间缩短，质量提高、加热源发生根本变化、而有利于高效、优质、节能、环保生产。
2.3振动时效处理技术
振动时效处理技术就是为消除金属制件残余应力，使其稳定尺寸、防止变形与开裂技术。传统的时效工艺一般采用热处理炉低温长时间加热时效，结果造成成本高、周期长，伴随着长时间的加热，不可避免的造成电耗增大。为此利用不同频率产生的多谐波共振原理制造的多型振动时效系列电脑控制设备，可以大大节约电能。振动时效处理技术与热处理炉相比可节能40%，金属韧性可提高35%。
2.4 热处理CAD技术
热处理CAD技术是应用计算机模拟技术，在模拟生产环境下研究和设计热处理工艺。在开发智能控制热处理喷淋、喷雾冷却技术、淬火剂和淬火方法的正确选择、用变传递系数方法加快渗碳过程减少废气排放量、热处理节能等方面，热处理智能CAD技术可发挥主要作用，是高新技术在绿色热处理中应用的重要方面。通过3D技术，从全方面的还原处理效果在实际过程当中的发挥作用，从而通过分析统计，找出适合的材料，适合的炉墙结构，从而减少热处理过程当中的故障，保障施工的稳定进行，极大程度的减少了人力、无力的消耗、做到了可预见性。
2.5 激光热处理技术
激光热处理技术是指通过高利率密度的激光束对金属表面进行处理的方法，主要通过进行硬化和合金化处理，改变金属表面的特性，从而改变其性能。通过激光热处理后的金属具有组织细密、硬度高、耐磨性等一系列优点，故产品性能较好，且特别适合于管控、深沟等局部区域的硬化，故在热处理工艺中具有重要作用。
2.6 其他热处理新技术
除了上述所提的金属材料热处理新技术之外，还有一些热处理技术如复合热处理技术，离子渗扩热处理技术和新理念热处理技术等。其中复合热处理技术包括渗氮+渗硫、碳氮共渗+渗硫、氮化+淬火、镀热扩散处理、超高频电脉冲局部微层淬火、电加热化学热处理等一系列技术，而离子渗扩热处理技术则含有铝挤压模离子氮化、金属压铸模离子氮化、铝材及铝合金离子氮化、粉末冶金零件离子氮化、钛及钛合金离子氮化、离子渗氮+离子渗硫、离子硫碳氮共渗、轧钢厂链板运输机滚动轴承离子渗硫、热带升降台伞齿轮离子渗硫、高速钢离子氮碳共渗+离子渗硫复合处理、镀铁+离子氮化等一系列技术，此外，新理念热处理技术包含有T10A冷冲模调质代替球化退火、大结构钢件正火取代调质工艺、高合金钢降低淬火温度提高工件的韧性、高温渗碳技术、低碳低合金高强钢汽车壳体构件复相热处理技术等。
综上所述，我们可以在现有的金属材料热处理技术当中找到其未来将要发展的方向，第一无论是对组织内部的改变还是对表面化的处理，可控制是其发展的第一要素，第二金属材料通过热处理成型容易，但是一旦进行深层次加工也就是所谓的“精艺工件”加工，就无法改变其材料本身所带来的具体特性，所以未来的发展方向已定要在可调节成品工件上下工夫，第三，尺寸以及完善的工艺程度是金属材料热处理的最主要追求，所以作为作为现代化的生产工艺来说，一方面要保障精准程度，另一方面要保障经济程度，第四上文所提到的可控气氛热处理只是现代金属材料热处理的工艺之一，其发展虽然普及但是却主要做用于钢件的热处理，局限性很大，所以在未来的金属材料热处理的发展过程当中，还应当针对具体材料对热处理工艺进行改进，争取将金属热处理工艺与技术普及到全方位的领域当中。
结束语
金属材料热处理节能的开发应用是近年来才被提上日程的，通过上文阐述我们一共总结出了化学热处理技术、工具零件超硬涂层技术、激光热处理技术、振动时效处理技术等多项新型的节能技术，但是在此笔者还需强调一点，那就是在进行热处理节能技术开发的同时，也应当考虑一下对于机械制造生产设备的利用，如此才能保障从生产到工艺全方面节能的效果。
参考文献：
[1]李其敏.金属材料热处理节能新技术探析[J].广东科技，2012（21）.
[2]冯小波，刘小丽.金属材料热处理节能新技术及应用[J].科技创新导报，2010（14）.