關(guān)于金屬熱處理變形原因及改善的技術(shù)措施

【摘要】工業(yè)化的發(fā)展有效的促進(jìn)了我國(guó)國(guó)家整體實(shí)力的提升，在當(dāng)今世界的發(fā)展過(guò)程中，工業(yè)實(shí)力的強(qiáng)弱影響著一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及整體實(shí)力。在我國(guó)各行業(yè)不斷更新技術(shù)措施，改革現(xiàn)有施工環(huán)境的過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)各種金屬的運(yùn)用以及加工都成為了部分工業(yè)不可避免要使用的一項(xiàng)措施。在金屬的使用加工過(guò)程中，對(duì)現(xiàn)有金屬進(jìn)行提煉處理，并對(duì)其進(jìn)行金屬熱處理加工，已經(jīng)成為了在使用的必備措施。在金屬使用的過(guò)程中，由于力學(xué)性質(zhì)的影響，金屬在使用過(guò)程中必然會(huì)出現(xiàn)變形，影響金屬部件的使用效率，降低其有效的使用壽命，所以在進(jìn)行金屬加工過(guò)程中要提高其質(zhì)量的鍛造，雖然在加工過(guò)程中依舊面臨各種因素的影響，會(huì)導(dǎo)致其變形的出現(xiàn)，但是只要能夠找到原因，改善技術(shù)措施，勢(shì)必能夠解決問(wèn)題的出現(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】金屬熱處理；形變；改善技術(shù)

前言

金屬在加工制造的過(guò)程中由于自身物理因素的影響，難免會(huì)出現(xiàn)一些變形的現(xiàn)象，隨著在工業(yè)領(lǐng)域人們對(duì)金屬部件的使用質(zhì)量要求的不斷提高，在進(jìn)行金屬零件使用加工的過(guò)程中，相關(guān)的制造單位會(huì)通過(guò)金屬熱處理的方式改善金屬的結(jié)構(gòu)，使其在應(yīng)用過(guò)程中達(dá)到新的剛度以及韌性，提高在使用過(guò)程中技術(shù)部件的質(zhì)量。在進(jìn)行金屬熱處理的過(guò)程中，由于金屬部件長(zhǎng)相各不相同的原因，在實(shí)際的進(jìn)行熱處理時(shí)，會(huì)出現(xiàn)金屬受熱不均、冷卻不均致使受力不均發(fā)生變現(xiàn)的現(xiàn)象，這種問(wèn)題的出現(xiàn)使得在金屬熱處理面技術(shù)臨了前所未有的困難，為了強(qiáng)化金屬部件制品的質(zhì)量，提高其使用的性能，在進(jìn)行技術(shù)熱處理的過(guò)程中我們要合理的分析出問(wèn)題出現(xiàn)的原因。通過(guò)科學(xué)有效的手段制定并改善技術(shù)措施的應(yīng)用。

1、金屬熱處理變形的原因

在工業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，金屬原件的使用涉及的范圍十分的廣闊。在我國(guó)制造業(yè)不斷興起的今天，各種金屬部件的加工使用已經(jīng)成為了一種勢(shì)不可擋的趨勢(shì)。在我國(guó)汽車(chē)、輪船、飛機(jī)、建筑、五金水暖、等相關(guān)單位不斷強(qiáng)化自身素質(zhì)以及產(chǎn)品質(zhì)量的今天，在進(jìn)行金屬部件的熱處理過(guò)程中，都提高了相應(yīng)的技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)相應(yīng)的金屬部件提出了嚴(yán)格的管控要求。相關(guān)金屬部件制造部門(mén)在進(jìn)行技術(shù)熱處理加工過(guò)程中，往往會(huì)出現(xiàn)金屬在熱處理過(guò)程中變形等現(xiàn)象。以下我就簡(jiǎn)析一下金屬熱處理變形的原因。

1.1內(nèi)應(yīng)力塑性變形

金屬熱處理過(guò)程中加熱冷卻的不均勻和相變的不等時(shí)性，都會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，在一定塑性條件的配合下，就會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力塑性變形。在加熱和冷卻過(guò)程中，零件的內(nèi)外層加熱和冷卻速度不同造成各處溫度不一致，致使熱脹冷縮的程度不同，這樣產(chǎn)生的應(yīng)力變形叫熱應(yīng)力塑性變形。在加熱和冷卻過(guò)程中，零件的內(nèi)部組織轉(zhuǎn)變而發(fā)生的時(shí)間不同，這樣產(chǎn)生的應(yīng)力變形叫組織應(yīng)力變形塑性變形。

1.2比容變形

在金屬熱處理過(guò)程中，各種相結(jié)構(gòu)的組織比容不同，在相變時(shí)發(fā)生的體積和尺寸變化為比容變形。比容變形一般只與奧氏體中碳和金元素的含量、游離相碳化物、鐵素體的多少、淬火前后組織比容變化差和殘余奧氏體的多少和鋼的淬透性等因素有關(guān)。

2、金屬熱處理變形改善的技術(shù)措施

在進(jìn)行金屬加工熱處理的過(guò)程中，我們需要知道在處理過(guò)程中金屬出現(xiàn)變形的原因，之后才能夠有效的將問(wèn)題予以解決。在金屬熱處理施工的過(guò)程中，由于金屬部件在進(jìn)行加工時(shí)都具有自己的頂?shù)男螒B(tài)，在進(jìn)行熱處理加工的過(guò)程中，難免會(huì)受到各種因素的影響，在實(shí)際的金屬熱處理變形問(wèn)題出現(xiàn)的過(guò)程中，我們通過(guò)有效的分析得出了其變形的本質(zhì)原因，所以在進(jìn)行金屬熱處理的過(guò)程中，要想有效的對(duì)金屬變形問(wèn)題進(jìn)行改善，就必須通過(guò)正確的技術(shù)措施，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行處理，以下我就介紹金屬在熱處理過(guò)程中重要的技術(shù)改善措施。

2.1合理安排零件結(jié)構(gòu)

金屬熱處理后在冷卻過(guò)程中，總是薄的部分冷得快，厚的部分冷得慢。在滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)需要的情況下，應(yīng)盡量減少工件厚薄懸殊，零件截面力求均勻，以減少過(guò)渡區(qū)因應(yīng)力集中產(chǎn)生疇變和開(kāi)裂傾向；工件應(yīng)盡量保持結(jié)構(gòu)與材料成分和組織的對(duì)稱(chēng)性，以減少由于冷卻不均引起的畸變：工件應(yīng)盡量避免尖銳棱角、溝槽等，在工件的厚薄交界處、臺(tái)階處要有圓角過(guò)渡：盡量減少工件上的孔、槽筋結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng)：厚度不均勻零件采用預(yù)留加工量的方法。

2.2金屬熱處理溫度的控制

在進(jìn)行金屬熱處理的過(guò)程中，我們需要對(duì)金屬所受的溫度進(jìn)行有效的控制，在實(shí)際的操作過(guò)程中，由于金屬受到溫度的影響會(huì)發(fā)生形變，所以如果溫度控制的方式存在誤差就有可能造成處理溫度不均勻，影響金屬處理的效果。金屬熱處理與處理過(guò)程中的溫度密切相關(guān)，金屬部件在加工過(guò)程中會(huì)影響內(nèi)部結(jié)構(gòu)，致使其發(fā)生形變，所以通過(guò)在AC3線后的有效控制將減弱金屬熱處理變形效果的發(fā)生。

2.3運(yùn)用合理的冷卻方法

金屬淬火后冷卻過(guò)程對(duì)變形的影響也是很重要的一個(gè)變形原因。金屬熱處理冷卻速度越快，冷卻越不均勻，產(chǎn)生的應(yīng)力越大，模具的變形也越大?？梢栽谠诒ＷC模具硬度要求的前提下，盡量采用預(yù)冷；采用分級(jí)冷卻淬火能顯著減少金屬淬火時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，是減少一些形狀較復(fù)雜工件變形的有效方法；對(duì)一些特別復(fù)雜或精度要求較高的工件，利用等溫淬火能顯著減少變形。

2.4控制爐內(nèi)溫度的均勻性

在進(jìn)行金屬熱處理加工的過(guò)程中，由于金屬部件的鍛造工藝各不相同，鍛造所形成的結(jié)構(gòu)也各不相同，所以在進(jìn)行爐內(nèi)加熱的過(guò)程中由于金屬部件本身的結(jié)構(gòu)影響，在進(jìn)行受熱的過(guò)程中首先會(huì)出現(xiàn)受熱不均勻的現(xiàn)象。并且在進(jìn)行加工的過(guò)程中，爐內(nèi)熱量的爆發(fā)存在著不均勻的特性，在對(duì)金屬鍛造的過(guò)程中，由于爐內(nèi)各部位溫度發(fā)生了不同的變化，在部件加工時(shí)會(huì)在不同部位出現(xiàn)不同的受熱溫度，所以應(yīng)該在加工過(guò)程中首先使用預(yù)處理加熱技術(shù)，之后使用滲碳方式，提高爐內(nèi)溫度均勻性。

2.5進(jìn)行必要的預(yù)先金屬熱處理

最終金屬熱處理前的金相組織對(duì)最終金屬熱處理變形關(guān)系甚大，因此對(duì)形狀復(fù)雜、要求高、易產(chǎn)生變形的工件需要進(jìn)行必要的預(yù)先金屬熱處理，以消除網(wǎng)狀碳化物和粗大晶粒。正火硬度過(guò)高、混晶、大量索氏體或魏氏組織都會(huì)使內(nèi)孔變形增大，所以要用控溫正火或等溫退火來(lái)處理鍛件。金屬的正火、退火以及在進(jìn)行淬火之前的調(diào)質(zhì)，都會(huì)對(duì)金屬最終的變形量產(chǎn)生一定的影響，直接影響到的是金屬組織結(jié)構(gòu)上的變化。實(shí)踐證明，在正火時(shí)采用等溫淬火可有效地使金屬組織結(jié)構(gòu)趨于均勻，從而使其變形量減小。

結(jié)語(yǔ)

在金屬進(jìn)行熱處理加工的過(guò)程中，雖然由于加熱處理過(guò)程中會(huì)使金屬出現(xiàn)變形，但是通過(guò)分析我們找到了原因；在進(jìn)行金屬加熱處理的過(guò)程中，可以通過(guò)有效的技術(shù)措施解決金屬熱處理過(guò)程中出現(xiàn)的變形問(wèn)題，提高金屬部件的使用質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]張秀玉，邱光明.如何減小金屬熱處理變形.城市建設(shè)理論研究，2013年第38期