1、常用金屬材料及其熱處理一、金屬材料熱處理節能新技術的應用（一）加速化學熱處理過程的催滲方法第一，物理催滲法，利用改變溫度、氣壓，或利用特定的物理場 （等離子場、真空、高頻、電磁場等），加速滲劑的分解，活化工件表 面，提高吸附和吸收能力，加速滲入元素的擴散等。常用高溫化學熱 處理，高壓或負壓化學熱處理，高頻化學熱處理，采用彈性振蕩加速。 第二，化學催滲法，主要有鹵化物催滲法、提高滲劑活性的催滲方法。 在滲劑中加入一種或幾種化學試劑或物質，促進滲劑的分解，去除表 面鈍化膜，改善工件表面活化狀態，提高滲劑活性和增加活性原子的 濃度，從而提高滲入能力，改善滲層質量。（二）采用真空熱處理技術在技術和條件

2、成熟的情況下，如果將金屬材料構件熱處理工藝放 在真空中進行，不僅可以實現低壓滲碳等金屬材料表面處理工藝，而 且可以在表面處理工藝結束后直接進行高壓氣淬，這樣一來就可以大 大減少金屬材料熱處理工作時間，進一步就可降低能源消耗，實現節 能目的。從目前技術來說，絕對真空是無法做到的，金屬材料真空熱處理 技術一般在低于10Pa的環境中就可達到理想的效果。在該環境下， 金屬材料表面處理工藝對金屬性能影響也相對較小，同時，也避免了 材料變形、產生氣孔等問題，是比較理想的高清潔度、高柔性金屬材 料熱處理方法。該方法已在一些材料熱處理工藝中得到應用，并取得 了比較好的效果。（三）采用振動時效處理技術當金屬材料

3、進行熱處理后，由于工藝和環境條件制約，難免會在 金屬材料內部留下微小裂紋、熱殘余應力等缺陷，如果不進行正確處 理，輕則影響金屬材料在使用過程中的壽命，重則使該材料損傷乃至 不合格，需要重新進行加工處理，造成資源浪費，無法達到節能目的。 而振動時效處理技術就是針對這一問題，消除金屬材料在熱處理過程 中產生的熱殘余應力等缺陷，從而避免重復熱處理，實現節能。一般 情況下，振動時效處理技術可以直接節省電能20%左右，進而節省燃 料資源40%左右。（四）改善熱處理設備材料，提高能源循環利用目前，我國絕大多數熱處理廠使用的熱處理設備材料均是普通材 料，這樣的材料不僅導熱性能差，保溫隔熱性能更是無法保障。這

4、就 要消耗更多能量來維持金屬材料熱處理工序，必然導致了不必要能耗。 如果采用陶瓷纖維等隔熱和保溫性能良好的材料來代替普通材料，在 節能方面一定可以取得比較好的效果。同時，在廢熱處理上，傳統熱 處理工藝并沒有將其很好地利用，而是直接排放到外部環境。如果用 換熱管等裝置將其回收利用，用來對爐子進行預熱，那么將會大大提 高能源利用率，從而達到節能的目的。二、金屬材料先進化學熱處理技術及應用（一）金屬材料低溫快速滲碳或碳氮共滲技術低溫快速滲碳或碳氮共滲技術是適用于低溫快速滲碳或碳氮共 滲的節能新技術。該技術只需利用催滲劑進行適當的工藝調整即可。 低溫快速滲碳或碳氮共滲技術的核心是通過在滲碳氣氛中添加微

5、量 的催滲劑，使丙烷、丙酮、煤油等滲碳介質在氣氛中產生部分活性高 的正四價的碳離子，在奧氏體中擴散阻力小、擴散速度快。可減少變形，減少產品晶粒粗化傾向，使本質粗晶粒鋼滲碳直接 淬火后的馬氏體級別得到一定控制，顯著節約能量，合理利用價格便 宜的本質粗晶粒鋼，提高零件的強度和韌性，進一步延長設備及其耐 熱元件壽命。在同樣工藝溫度下，低溫快速滲碳或碳氮共滲技術可顯著減少工 件在高溫階段的保持時間，防止氧化和脫碳，節約電費，提高生產效 率，減少變形。低溫快速滲碳或碳氮共滲技術還可以提高滲碳或碳氮 共滲氣氛中碳的活性，減少炭黑，延長氧探頭壽命。（二）金屬材料表面金屬碳化物擴散覆層技術金屬碳化物擴散覆層技

6、術是在一定的處理溫度下將工件置于硼 砂熔鹽及其特種介質中，通過特種熔鹽中的金屬原子和工件中的碳、 氮原子產生化學反應，在工件表面擴散而形成一層幾微米至二十余微 米的鈦、鈮、銘、釩等金屬碳化物層。這在一定程度上能夠進一步提高金屬表面的抗磨效果，并全面提 高其機械性能，是非常有效的熱處理方式。目前在解決冷作模具磨損失效的應用其技術、質量、成本等綜合 優勢明顯。金屬碳化物擴散覆層適合于磨損失效、在常溫下工作的工 件。由于模具表面硬度大大提高，全面解決磨損、拉毛等現象，同等 工況下，使用壽命平均提高十倍以上。由于擴散覆層與基體冶金結合， 表現出最優異的抗剝離性，可反復處理，論工件形狀如何，都能形成 均勻的被覆層，處理過程中模具變形較小;被擴散覆層后的表面粗糙 度與處理前大致相同，若母材表面加工光滑，擴散覆層處理后可直接 使用。三、結語綜上所述，隨著我國工業生產