金屬材料熱處理工藝與技術(shù)分析

崔 波

（建龍北滿特殊鋼有限責(zé)任公司研發(fā)部，黑龍江 齊齊哈爾 161041）

1 金屬材料性能與熱處理技術(shù)的關(guān)系

兩者關(guān)系主要體現(xiàn)在三點：①在對材料實施切割施工時，需要按照材料特性，對切割工具進(jìn)行選擇，并要在切割過程中，密切觀察金屬材料光澤度以及變形情況，事先做好預(yù)處理工作，以為后續(xù)切割施工奠定良好基礎(chǔ)；②實施熱處理時，技術(shù)人員需要按照金屬材料自身耐久性情況，對熱處理應(yīng)力大小進(jìn)行確定，以防剩余應(yīng)力對金屬材料形成不良影響；③如果材料經(jīng)歷高溫處理后，需要經(jīng)過冷卻處理，此時材料所承受應(yīng)力會達(dá)到最大，容易出現(xiàn)斷裂問題，所以應(yīng)用熱處理技術(shù)過程中，需對溫度進(jìn)行科學(xué)把控，要對處理溫度進(jìn)行合理調(diào)整，以對材料抗疲勞性能進(jìn)行提高。

2 常用材料熱處理工藝

（1）化學(xué)處理薄層滲透工藝。在運用該項工藝對金屬材料進(jìn)行處理時，會通過化學(xué)熱處理手段，對材料實施薄層滲透處理，以達(dá)到提高金屬材料堅韌性的目標(biāo)[1]。對該項處理工藝進(jìn)行使用，能夠有效提高金屬材料使用率，降低材料浪費問題，進(jìn)而實現(xiàn)對產(chǎn)品生產(chǎn)成本的有效控制。同時該項工藝還具有低污染的優(yōu)勢，能夠?qū)⒐に噷嵤χ苓叚h(huán)境的影響控制在最低。

（2）激光熱處理工藝。激光處理技術(shù)有著較強(qiáng)的穿透性特征，多用于表面堅硬材料處理。運用激光處理技術(shù)，不僅能夠達(dá)到良好的熱處理加工效果，同時還能有效提高金屬表面硬度，整體處理工作開展效率較為理想。為保證激光應(yīng)用準(zhǔn)確程度，在對工藝進(jìn)行使用時，需要通過對計算機(jī)以及相關(guān)設(shè)備的運用，對激光使用進(jìn)行控制。而激光熱處理技術(shù)，也在計算機(jī)的帶動下，逐漸向自動化方向進(jìn)行著發(fā)展。

（3）振動時效處理工藝。該項工藝會通過對振動原理的運用，對金屬材料展開熱處理。經(jīng)過處理之后，金屬材料穩(wěn)定性會得到顯著提高，材料變形情況也可以得到有效控制[2]。同時，因為振動處理需要借助計算機(jī)設(shè)備才可以完成，在計算機(jī)的控制與監(jiān)督之下，振動處理可達(dá)到自動化控制狀態(tài)，能夠有效提高金屬制品生產(chǎn)效率，提升產(chǎn)品生產(chǎn)水平，進(jìn)而達(dá)到降低企業(yè)生產(chǎn)成本，實現(xiàn)綠色化施工的效果。

（4）熱處理CAD工藝。CAD是一種較為先進(jìn)的材料熱處理技術(shù)，其會通過對計算機(jī)技術(shù)的合理運用，完成對熱處理過程的模擬，進(jìn)而再利用智能處理手段，高質(zhì)量完成材料熱處理的工藝。在具體對CAD技術(shù)進(jìn)行使用過程中，技術(shù)人員首先會運用計算機(jī)設(shè)備，對CAD技術(shù)進(jìn)行模擬；其次會按照模擬結(jié)果，對熱處理測量展開科學(xué)調(diào)整與處理方案制定，做好各環(huán)節(jié)調(diào)整與改進(jìn)工作；最后會按照最終調(diào)整方案，逐步展開相應(yīng)處理[3]。

（5）真空熱處理技術(shù)。如果條件與技術(shù)足夠成熟，建議將金屬材料夠構(gòu)件放置在真空環(huán)境中實施熱處理。此種熱處理技術(shù)不僅能夠?qū)Φ蛪簼B碳材料表面實施有效處理，同時還可以直接進(jìn)行高壓氣淬施工，有效提高材料熱處理效率，實現(xiàn)對能源消耗的有效控制?，F(xiàn)階段，相關(guān)技術(shù)發(fā)展還存在一定不足，無法實現(xiàn)絕對真空狀態(tài)，所以通常會在小于10Pa的環(huán)境中實施真空熱處理[4]。在此環(huán)境中，材料表面處理技術(shù)并不會對金屬性能形成較大影響，且可以達(dá)到有效規(guī)避產(chǎn)生氣孔以及材料變形等問題的目標(biāo)，材料處理結(jié)果往往較為理想。

與國外發(fā)達(dá)國家相比，我國真空熱處理技術(shù)興起、應(yīng)用時間相對較短，處理技術(shù)以及處理設(shè)備還處于不斷完善與發(fā)展的階段，還需要長時間進(jìn)行研究與調(diào)整，進(jìn)而達(dá)到最優(yōu)化真空熱處理模式，以為金屬材料加工提供可靠技術(shù)支持。

3 技術(shù)發(fā)展前景預(yù)估

（1）科學(xué)技術(shù)的不斷提升，能夠有效帶動我國金屬材料熱處理技術(shù)的發(fā)展。所以今后國內(nèi)金屬材料熱處理技術(shù)種類以及處理工藝水平會得到切實提升，材料性能處理會更加理想。而計算機(jī)技術(shù)的加入與深度應(yīng)用，也會使處理技術(shù)更加自動化、智能化，能夠達(dá)到有效提升產(chǎn)品生產(chǎn)效率與生產(chǎn)質(zhì)量的目標(biāo)。

（2）在諸多熱處理技術(shù)之中，可控氣氛熱處理技術(shù)是一種較為成熟且應(yīng)用較廣的技術(shù)。在對該項技術(shù)進(jìn)行使用時，會通過對可控制氣體的合理運用，對材料熱處理過程形成合理控制與保護(hù)[5]。通過對該項技術(shù)的運用，能夠?qū)崿F(xiàn)對金屬材料表面的有效控制，可保證金屬材料表面性能可始終保持原來狀態(tài)。

（3）雖然可控氣氛熱處理技術(shù)應(yīng)用普及范圍較廣，但在長久應(yīng)用過程中，該項工藝所具有的問題也逐漸暴露了出來，整體工藝應(yīng)用還需要進(jìn)一步進(jìn)行完善與強(qiáng)化。所以有關(guān)部門應(yīng)以此為契機(jī)，不斷增強(qiáng)對各項熱處理工藝的研究與調(diào)整，以對國內(nèi)熱處理技術(shù)發(fā)展形成有效帶動，實現(xiàn)最優(yōu)化金屬材料處理模式，進(jìn)而為相關(guān)企業(yè)獲取到更多的經(jīng)濟(jì)收益。

（4）今后熱處理技術(shù)會朝節(jié)能化、綠色化方向進(jìn)行發(fā)展，所以技術(shù)研究也要有所傾斜，要以綠色化、節(jié)能化研究為主。有關(guān)部門應(yīng)加大對熱處理設(shè)備材料的改善力度，保證材料循環(huán)利用效率，以達(dá)到良好的技能減排效果。研究人員要加大對陶瓷纖維以及其他隔熱、保溫材料的研究力度，并利用其對普通材料進(jìn)行代替，以達(dá)到預(yù)期節(jié)能目標(biāo)。此外，研究人員還應(yīng)對超大尺寸精準(zhǔn)測量方式展開深度研究，確保測量技術(shù)能夠達(dá)到機(jī)械制造數(shù)字化等方面的需求，以對技術(shù)應(yīng)用實用性進(jìn)行有效提升，保證金屬材料加工質(zhì)量可以得到切實提高。

4 結(jié)語

鑒于熱處理技術(shù)所具有的重要作用與價值，有關(guān)部門應(yīng)加大對熱處理技術(shù)的研究力度。要在對熱處理技術(shù)和金屬材料性能間關(guān)系進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，通過對振動時效以及激光等熱處理技術(shù)的研究，確定各項技術(shù)具體內(nèi)涵、優(yōu)勢以及應(yīng)用方式，以為技術(shù)實際應(yīng)用奠定良好基礎(chǔ)。同時科研機(jī)構(gòu)以及相關(guān)部門也要進(jìn)一步加強(qiáng)對熱處理技術(shù)的研發(fā)與改進(jìn)力度，妥善處理好目前各種技術(shù)所暴露出的不足之處，從而達(dá)到有效提高國內(nèi)熱處理技術(shù)水平的目標(biāo)。