金屬材料熱處理工藝及技術(shù)發(fā)展趨勢的思考

趙俐均

摘要：金屬材料的熱處理技術(shù)直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。本文先介紹金屬熱處理工藝，重點(diǎn)闡述了熱處理工藝和發(fā)展趨勢，其中工藝類型有：化學(xué)薄層滲透工藝、超硬涂層工藝、激光熱處理工藝等，旨在有關(guān)部門工作時(shí)可以為其提供理論參考。

關(guān)鍵詞：金屬材料 熱處理工藝 技術(shù)發(fā)展

前言

我國金屬材料的熱處理技術(shù)水平不高，熱處理的自動(dòng)化和智能化較弱，經(jīng)常出現(xiàn)金屬元件氧化和脫碳的情況，令其質(zhì)量不能達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。另外，此技術(shù)的落后，導(dǎo)致金屬使用壽命低。因此提升金屬材料的熱處理技術(shù)很重要不但可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量還能夠有效控制成本，促進(jìn)金屬制造業(yè)的長久發(fā)展。

一、金屬材料熱處理工藝介紹

熱處理是金屬材料在一系列手段下，改變自身性狀的過程，熱處理工藝包括加溫、保溫和降溫等處理方法?，F(xiàn)在人們生活中的很多環(huán)節(jié)都和熱處理有關(guān)，金屬材料經(jīng)過熱處理后，自身的硬度和延展性都得以增強(qiáng)，提高金屬材料制作零件的抗磨損性和抗腐蝕性，還能提升金屬材料的使用壽命，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了節(jié)約成本的目的。所以，現(xiàn)在的熱處理技術(shù)已經(jīng)被人們廣泛運(yùn)用，現(xiàn)代和傳統(tǒng)熱處理工藝不同的是，使用了更加先進(jìn)的技術(shù)，對金屬材料進(jìn)行處理，最大程度的提升了金屬材料的硬度，增強(qiáng)使用價(jià)值。

二、金屬材料熱處理工藝

（一）化學(xué)薄層滲透工藝

利用熱處理技術(shù)，將化學(xué)和物理成分較高的物質(zhì)渡在金屬材料表層進(jìn)而提高金屬的硬度和柔韌性，此方法指改變了金屬表面的形態(tài)，進(jìn)而減少金屬材料在加工使用過程中，產(chǎn)生的浪費(fèi)情況[1]。除此之外，在金屬表面鋪設(shè)一層化學(xué)薄層，減少加工的成本，避免金屬過度加工對生態(tài)帶來的影響。和以往化學(xué)處理形式相比，薄層滲透技術(shù)只在金屬表面造成影響，并沒有滲透到金屬內(nèi)部，處理技術(shù)簡單，并且產(chǎn)生的效果好，性價(jià)比較高，可以增強(qiáng)熱處理技術(shù)材料的使用效率。

（二）超硬涂層工藝

該工藝是指在金屬表面涂上一種特質(zhì)的涂層，是多種涂層技術(shù)的總稱，涂抹一層涂層后，令金屬硬度增加，提升其質(zhì)量。經(jīng)常作用于金屬表面的涂層有硼化金屬、碳化金屬、金剛石、氮化碳等。將其涂抹在金屬表面，通過離子鍍和蒸鍍等高科技，完成金屬表面的制備。超硬涂層工藝的使用方法比較便捷，并在金屬內(nèi)部產(chǎn)生的影響較少，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)在提升金屬表面硬度的目標(biāo)?，F(xiàn)在金屬熱處理涂層技術(shù)發(fā)展迅速，也研發(fā)出更加先進(jìn)的金屬表面涂層工作，減少輸出成本，增加金屬表面硬度，具有很高的運(yùn)用價(jià)值。

（三）激光熱處理工藝

該技術(shù)也叫激光淬火，通過激光照射金屬表面，令其快速升溫后閉合激光，在熱傳導(dǎo)的影響下，金屬可以快速降溫，并在表面產(chǎn)生一層薄薄的組織，和常規(guī)淬火方法比較，激光熱處理技術(shù)處理后的金屬表面，硬度更高。至今為止，激光熱處理技術(shù)已經(jīng)成為金屬材料的主要工藝之一。例如在工業(yè)生產(chǎn)中的鎖把猝火工藝的使用，就使用激光熱處理工藝。激光對金屬材料的處理，具有很強(qiáng)的穿透性特征，并且處理后的材料質(zhì)量更高，通過產(chǎn)生的外層令金屬硬度更高，優(yōu)化金屬結(jié)構(gòu)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在利用自動(dòng)化和智能化的激光處理技術(shù)，減少人工處理中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，利用信息技術(shù)，處理的效果更佳，提升工作效率，可以用于金屬產(chǎn)品的批量生產(chǎn)中。

（四）熱處理CAD工藝

該工藝的英文全稱是Computer Aided Design，翻譯過來就是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，該技術(shù)利用計(jì)算機(jī)，進(jìn)行智能化模擬。在計(jì)算機(jī)中利用CAD對金屬材料熱處理工藝進(jìn)行建模，了解在熱處理過程中可能出現(xiàn)的問題，然后在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)的調(diào)整，作用于實(shí)際工作中。此方法可以優(yōu)化金屬熱處理的效果，并通過模擬 分析 研究這一形式，完成對金屬材料的熱處理工作，進(jìn)行全面、預(yù)防式的熱處理形式。另外，CAD技術(shù)對金屬材料處理時(shí)，還進(jìn)行了處理前后數(shù)據(jù)的比較，對金屬處理前后的參數(shù)變化進(jìn)行完善，保證熱處理的效果，并結(jié)合相應(yīng)的處理形式，促進(jìn)熱處理效果的展現(xiàn)。

（五）振動(dòng)處理工藝

該工藝也被叫做振動(dòng)時(shí)效處理，通過振動(dòng)，降低金屬內(nèi)應(yīng)力，將金屬內(nèi)部的應(yīng)力逐漸減少，進(jìn)而完成金屬材料強(qiáng)度提升的目標(biāo)，令其內(nèi)部微量變形。此方法可以增強(qiáng)金屬的穩(wěn)定性，降低內(nèi)部殘余應(yīng)力?，F(xiàn)在對金屬振動(dòng)的處理，一般通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行控制，對振動(dòng)的頻率和時(shí)間等進(jìn)行嚴(yán)格的掌控，最大限度的增強(qiáng)材料處理效果，減少振動(dòng)時(shí)間，繼而提升金屬材料的處理效率。近幾年該工藝進(jìn)步較快，很多生產(chǎn)企業(yè)都使用此方法進(jìn)行熱處理，最大響度的降低生產(chǎn)成本，減少對生態(tài)環(huán)境造成的影響，最終達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo)。

三、金屬材料熱處理技術(shù)發(fā)展趨勢

現(xiàn)在技術(shù)快速發(fā)展，金屬材料在使用過程中，都使用熱技術(shù)進(jìn)行一番處理，借此提升金屬質(zhì)量。近幾年我國工業(yè)生產(chǎn)中，金屬的種類有所擴(kuò)展，產(chǎn)生了各種先進(jìn)的金屬材料熱處理工藝，最大限度的促進(jìn)我國金屬制造業(yè)的發(fā)展。作者就現(xiàn)在金屬熱處理產(chǎn)生的有關(guān)論著和科學(xué)家研究成果得知，將來的金屬熱處理技術(shù)發(fā)展以可控氣氛技術(shù)為主，主要是利用控制氣體的形式，對金屬進(jìn)行加熱，令金屬和氣體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，在金屬表面形成～層保護(hù)膜，這層保護(hù)膜可以增強(qiáng)金屬延展性和硬度。一般情況下，使用氬氣和氮?dú)獾茸鳛榉磻?yīng)氣體，促使金屬表面的氧化，進(jìn)而提升金屬材料的硬度。實(shí)際工作中生產(chǎn)兩種或者兩種以上的氣體，進(jìn)行熱處理，完成金屬表面的保護(hù)[2]。將來對熱處理加深認(rèn)知后，作者相信，會(huì)出現(xiàn)更多的處理技術(shù)，其操作更加簡單、工作效率更加高，減少成本的輸出，可廣泛運(yùn)用于生產(chǎn)工作中。另外，我國電子行業(yè)和機(jī)器人的制造行業(yè)，經(jīng)常使用到金屬熱處理技術(shù)，但是因?yàn)榇祟I(lǐng)域我國起步較晚，技術(shù)相對不成熟，但是對著我國技術(shù)的進(jìn)步，自動(dòng)化技術(shù)的使用也愈加廣泛，并已經(jīng)成為金屬熱處理領(lǐng)域中的主要標(biāo)志，促進(jìn)技術(shù)的進(jìn)步，并將自動(dòng)化和專業(yè)化變?yōu)樾袠I(yè)發(fā)展的主要趨勢。

四、結(jié)論

綜上所述，金屬熱處理工藝，隨著我國技術(shù)的發(fā)展，至今已經(jīng)獲得很好的進(jìn)步，現(xiàn)在金屬材料經(jīng)過熱處理后，表面的硬度和延展性獲得很好的提升，并通過多種工藝的使用，減少生產(chǎn)成本。綜合的來說熱處理工藝有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義，減少金屬資源的浪費(fèi)，還降低生產(chǎn)過程中對生態(tài)環(huán)境帶來的污染，擴(kuò)展了金屬材料的使用范圍。

參考文獻(xiàn)

[1]彭天成，金屬材料熱處理變形的影響因素與控制策略[J]，冶金與材料，2018，38（01）：44+46。

[2]李立堯.金屬材料熱處理工藝與技術(shù)分析[J].工業(yè)設(shè)計(jì)，2017（08）：173174.