金屬材料熱處理技術工藝研究

趙嬌嬌

（陜西工業(yè)職業(yè)技術學院，陜西 咸陽 712000）

現(xiàn)如今，我國金屬材料熱處理技術尚不成熟，自動化程度也不高，工件脫碳、氧化等問題發(fā)生的十分普遍，生產(chǎn)加工處的產(chǎn)品質量差。加強對金屬材料熱處理工藝技術的研究，提高熱處理技術水平，能夠保證加工生產(chǎn)的質量，達到保護環(huán)境、減少污染的效果。因此，相關技術人員應該認識到這項技術的重要性，加強對新技術的研發(fā)力度，節(jié)能降耗，提升金屬材料熱處理水平。

1 金屬材料概述

在社會發(fā)展的過程中，不管是哪個行業(yè)我們都可以看到各類型金屬材料的存在，金屬材料廣泛應用于人們生活的各個角度，占據(jù)非常重要的位置。金屬材料耐高溫、可塑性強、導電性好，因而受到了人們的青睞。

1.1 多孔類金屬材料

這類金屬材料的比重一般都很小，強度，廣泛應用于起落架、安全墊的原材料。并且，該種材料的通透性強，在孔隙結構中孔洞的存在，傳熱性好。

1.2 納米金屬材料

現(xiàn)如今，納米技術也逐漸發(fā)展了起來，各類納米金屬材料也隨之出現(xiàn)，并在各領域得到了有效應用。通常來說，不管是哪種物質，一旦上升到納米水平，其性質都會發(fā)生變化。從金屬材料角度分析，如果其結構達到了納米級別，其材料性質也會發(fā)生變化，目前鋁基納米復合材料因其強度高等優(yōu)勢得到了廣泛應用、

2 金屬材料熱處理變形的影響因素

2.1 應力狀態(tài)

在對金屬材料進行熱處理時，常常都會受到所購置材料自身結構、內(nèi)外部因素等的影響，造成金屬材料出現(xiàn)冷熱分布不均的現(xiàn)象。一般來說，金屬材料的熱處理主要包含加熱、保溫及冷卻三個部分。在加熱、冷卻時，其材料結構應力會隨著溫度的升高而變化，金屬材料變形概率也會增加。大多數(shù)情況下，對金屬材料進行熱處理時，常常都會因為材料內(nèi)部應力分布不均的問題，使金屬材料變形，也就是人們常說的塑性變形，而該種變形出現(xiàn)的概率也是很高的。

2.2 熱處理工藝

雖然，在對金屬材料進行熱處理時大致只分為三步，但是，在具體實踐應用中，對金屬材料進行熱處理涉及到很多的方面，如正火、回火等等，并且，在設計操作過程中，常常都需要根據(jù)材料的類型進行相應操作，所以，整個過程還是相對很復雜的。但由于我國目前對金屬材料進行人處理技術還不成熟，存在一些缺陷，在實際操作時，技術人員還很難精準的把握好溫度的變化等內(nèi)容，若是溫度控制不好、時間掌握不夠等都會損壞金屬材料的結構，從而使金屬材料出現(xiàn)變形。

2.3 工件機械加工的方法

在對工件進行加工時，每次的切削用量是不同的，在對細長類工件進行加工時，常常都會產(chǎn)生不同程度的殘余應力，從而會造成淬火變形，并且，如果繼續(xù)對金屬材料進行加工，會導致金屬材料的熱處理變形量、加工余量等存在很大的誤差，從而也會出現(xiàn)變形問題。

3 金屬材料熱處理技術工藝

3.1 化學薄層滲透技術

顧名思義，該種熱處理技術也就是把化學成分薄層滲透到金屬材料，改善金屬的特性，讓其變得更具柔軟性。該種滲透技術可以使金屬表面形態(tài)得以改變，讓金屬材料在生產(chǎn)加工時，不會出現(xiàn)浪費的問題。此外，使用該種熱處理技術可以減少成本投入，并能有效防止金屬材料在進行熱處理時對周圍環(huán)境造成損害。并且，同傳統(tǒng)的處理模式進行比較，該種技術更加方便，只需在金屬表面工作，不必滲透到金屬內(nèi)部，其處理受到也很簡單，效果好，性價比高，可以有效提高金屬材料熱處理質量和效率。

3.2 激光熱處理技術

該種處理技術我們也可以稱作激光淬火，主要是借助激光束讓其照射到金屬表面，如果金屬表面溫度升高了，就可以將激光束關閉，通過熱傳導，金屬會自然進行冷卻，并在金屬表層產(chǎn)生一層很薄的組織。同傳統(tǒng)的模式比較，用該種方法處理過的金屬表面更加堅硬，是目前金屬材料熱處理運用最多的一項技術。激光投射在金屬材料表面，穿透性強，所以，利用激光來對金屬材料進行熱處理，效果好。激光有利于金屬表層產(chǎn)生堅硬的外層，增強金屬材料強度，對金屬已有結構進行改善。目前，一般都是使用計算機系統(tǒng)對激光進行控制，從而達到熱處理效果，而該種模式下的處理技術工藝都是用計算機來控制，可以自動進行激光熱處理，工作效率更高，可以實現(xiàn)大批量產(chǎn)品的生產(chǎn)加工。

3.3 真空熱處理技術

該種熱處理技術現(xiàn)在也應用的比較多，其主要是利用真空環(huán)境來處理金屬材料。從技術層面看，該種技術最突出的特征就是效率高，所以，能夠節(jié)省時間、成本。此外，使用該種技術還可以對產(chǎn)品生產(chǎn)加工中出現(xiàn)的有毒氣體加以控制，環(huán)保優(yōu)勢明顯。

3.4 超硬涂層技術

該種技術實際屬于一種混合技術，其主要是利用多項技術在金屬材料表層制備涂層，這種涂層硬度一般都很高，若是對這種涂層加以利用，就可以提高金屬材料表面硬度。通常情況下，該種涂層所使用的物質包含氮化金屬、碳化金屬等等多種類型。將這些物質涂在金屬表層，通過蒸鍍、沉積等手段進行涂層的制備。該種技術操作起來比較方便，不會對金屬材料內(nèi)部結構造成多大影響，所以，在金屬材料熱加工處理中得到了有效應用。隨著科技的不斷發(fā)展進步，該種涂層技術也在不斷地發(fā)展之中，采用最科學、先進的方式對金屬材料進行熱處理加工，能夠調金屬材料表明硬度，其應用效果顯著。

3.5 振動時效處理技術

在金屬材料熱處理時，不可避免的會因為材料自身質量等問題在表面會產(chǎn)生一些裂紋，若是不及時加以處理，會縮短金屬材料的使用壽命，如果裂縫比較嚴重的情況下，還是應該二次加工。而使用該種時效處理技術可以有效解決這一問題。通過各頻率的振動對金屬材料進行熱處理，并能夠對熱處理過程中出現(xiàn)的問題加以控制，金屬加熱的時間段，能耗也很低，提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益。

4 金屬材料熱處理技術發(fā)展趨勢

在現(xiàn)在這樣一個科技迅猛發(fā)展的時代下，各種金屬材料熱處理技術都得到了顯著的提升，特別是近些年各類先進金屬材料熱處理技術的出現(xiàn)，推動了我國金屬制造業(yè)的健康發(fā)展。通過對目前我國金屬熱處理有關文獻資料的研究分析，我認為在未來的發(fā)展過程中，金屬材料熱處理技術還可以朝可控氣氛技術方向發(fā)展。這里所說的可控氣氛技術，也就是通過對氣體模式的控制來達到熱處理的效果。在熱處理過程中，金屬、氣體間會發(fā)生化學反應，在金屬的表面會產(chǎn)生保護層，這層保護層的硬度、韌性等都與所使用氣體、金屬材料的質量有著緊密的聯(lián)系。一般情況下，都使用氫氣等為可控氣氛，使金屬表面與氣體快速地發(fā)生化學反應，讓金屬表面被氧化或者是碳化，從而提高材料的硬度。在實際加工生產(chǎn)中一般都會使用2種及以上的氣體作為可控氣氛，對金屬材料進行熱處理。在在未來的發(fā)展過程中，相關技術人員還要對金屬熱處理技術進行深入的研究分析，不斷地開發(fā)更先進、環(huán)保、高效的熱處理技術。

5 結語

總之，隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，金屬材料熱處理技術工藝也隨之發(fā)展起來，現(xiàn)如今，金屬材料在熱處理后，它們的硬度、強度等各項性能都會增強。在實踐操作中，根據(jù)金屬材料的特性，選擇不同的熱處理技術，可以提高金屬材料熱加工處理的質量和效率，節(jié)能環(huán)保，提高生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟效益。所以，加強對熱處理技術的研究有著很重要的現(xiàn)實意義，在未來的發(fā)展過程中，相關人員要認識該項技術的重要性，不斷地進行技術更新，擴大金屬材料的使用范圍，推動有金屬生產(chǎn)加工企業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。