金屬材料熱處理工藝及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)探討

摘 要：伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，中國(guó)的金屬熱處理技術(shù)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，但是在當(dāng)前對(duì)于金屬材料熱處理的進(jìn)程中，也會(huì)有一些不能阻擋的弊端，這也是一種金屬資源的浪費(fèi)，對(duì)于環(huán)境的污染也是一個(gè)不可回避的問(wèn)題。這也成為了當(dāng)前行業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題，本文從金屬材料的性能以及相應(yīng)的工藝入手，分析了當(dāng)前金屬材料熱處理的工藝和技術(shù)。

關(guān)鍵詞：金屬材料;熱處理;工藝和技術(shù)

一、金屬材料的類(lèi)型及應(yīng)用范圍

金屬材料有多孔金屬材料以及納米金屬材料兩大類(lèi)。多孔金屬材料的應(yīng)用是目前而言最為廣泛的，占據(jù)了大量的市場(chǎng)份額，并且其強(qiáng)度夠高，耐溫性夠強(qiáng)，也有突出的抗腐蝕能力，并且金屬的孔的大小也是不能確定的。這是為了應(yīng)對(duì)現(xiàn)實(shí)情況的需求而進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而滿(mǎn)足一定的靈活性需求。多孔金屬的滲透性較好，這也是其成為過(guò)濾器制作材料的一項(xiàng)重要原因。當(dāng)前使用頻率較高的金屬過(guò)濾器就是多孔青銅和多孔不銹鋼。在熱交換原理的基礎(chǔ)上，多孔金屬是最為理想的材料。另外在我國(guó)的一些高端和重要的領(lǐng)域，多孔金屬材料的應(yīng)用場(chǎng)景較多。

納米金屬材料是以納米技術(shù)為基礎(chǔ)的一種新型材料，在性能上要強(qiáng)于傳統(tǒng)的金屬材料，也有較高的耐磨性，也不會(huì)因?yàn)槿粘５氖褂脦?lái)的摩擦而產(chǎn)生損耗，當(dāng)前金屬材料大多都是光滑表面， 通常在航空和機(jī)械領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛。

二、影響金屬材料熱處理變形的因素

（一）應(yīng)力狀態(tài)

在金屬材料熱處理過(guò)程中，通常會(huì)因?yàn)椴牧媳旧淼慕Y(jié)構(gòu)問(wèn)題，密度問(wèn)題以及外界因素等，導(dǎo)致金屬材料內(nèi)部冷熱不平衡，不均勻，通常，熱處理金屬材料的流程包括三階段，主要是，加熱、保溫以及冷卻，在金屬材料加熱和冷卻過(guò)程中，金屬材料內(nèi)部的結(jié)構(gòu)承受壓力也會(huì)在溫度的變化背景下，金屬材料變形的風(fēng)險(xiǎn)就更大。在大部分情況下，金屬材料熱處理的時(shí)候都會(huì)因?yàn)椴牧系膬?nèi)部受力分布不平衡而產(chǎn)生也難怪變形，也即內(nèi)應(yīng)力塑性變形，這種變形的概率較高。

（二）熱處理工藝

盡管金屬材料熱處理技術(shù)明面上并不復(fù)雜，但是具體實(shí)踐當(dāng)中，金屬材料熱處理的工藝在實(shí)質(zhì)上有很多工序，在熱處理技術(shù)操作的過(guò)程中，通常要結(jié)合相關(guān)材料來(lái)進(jìn)行相關(guān)的調(diào)整，因此在金屬材料的熱處理過(guò)程中，其實(shí)相對(duì)來(lái)說(shuō)較為復(fù)雜，在熱處理工藝和相關(guān)的技術(shù)上存在一定的不足之處，導(dǎo)致當(dāng)前熱處理的溫度精準(zhǔn)性不高，從而很容易導(dǎo)致金屬材料在內(nèi)部的構(gòu)造上不穩(wěn)定，最終會(huì)導(dǎo)致變性。

（三）機(jī)械加工手段

由于不同加工手段的影響，在細(xì)長(zhǎng)工件的加工過(guò)程中會(huì)受到不同程度的余力，通常也會(huì)導(dǎo)致淬火變形的概率變高。另外，通過(guò)繼續(xù)處理的方式來(lái)處理金屬材料的變形，這樣也會(huì)導(dǎo)致材料變形難以繼續(xù)維修和處理。

三、金屬材料熱處理工藝與技術(shù)

隨著國(guó)內(nèi)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越快，金屬材料的熱處理工藝和技術(shù)也取得了一定的突破，這些主要體現(xiàn)在熱處理技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)有的熱處理技術(shù)有較高的準(zhǔn)確性，也有較強(qiáng)的有效性，讓金屬材料產(chǎn)出的質(zhì)量越來(lái)越高，金屬材料進(jìn)行熱處理的過(guò)程中會(huì)有較大的能源損耗，這不僅會(huì)導(dǎo)致環(huán)境遭受污染，也影響企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的提升。熱處理工藝和技術(shù)在一定的程度上對(duì)現(xiàn)有問(wèn)題進(jìn)行了解決，有效降低了熱處理過(guò)程中的能源消耗，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境的保護(hù)以及經(jīng)濟(jì)效益的提升的預(yù)期目標(biāo)。

當(dāng)前，金屬材料熱處理工藝和技術(shù)的種類(lèi)較多，以下是對(duì)熱處理工藝和技術(shù)的簡(jiǎn)要分析：

（一）化學(xué)處理

化學(xué)處理方法是金屬材料熱處理技術(shù)中常用的一種，具體而言是指采用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的人能對(duì)于金屬材料薄層進(jìn)行滲透，這種方法不僅提升了金屬材料的韌性，還有效提升了金屬材料的硬度。對(duì)于金屬材料的化學(xué)處理具有明顯優(yōu)于其他方法的優(yōu)勢(shì)，主要是指最大化地降低在熱處理過(guò)程中產(chǎn)生的材料浪費(fèi)，這不僅提升了金屬材料的利用效率，也符合當(dāng)前發(fā)展的實(shí)際需求。

（二）激光處理

采用激光技術(shù)對(duì)于金屬材料進(jìn)行熱處理的優(yōu)勢(shì)十分明顯，大部分的金屬材料表面的硬度較高，激光方法有其他方法所不具備的便利性和效益性。激光熱處理方法有較強(qiáng)的穿透性，應(yīng)用最多的場(chǎng)景就是對(duì)一些表面堅(jiān)硬的技術(shù)進(jìn)行處理，通常取得的效益也較好，采用激光技術(shù)對(duì)于金屬材料進(jìn)行熱處理不僅有較高的穿透性，也能在一定程度上提升金屬的硬度，無(wú)論采用哪種金屬材料，都能夠在一定程度上增強(qiáng)金屬表面的強(qiáng)度。

（三）超硬涂層技術(shù)

這嚴(yán)格意義上并不能算是技術(shù)的一種，而是多種涂層工藝的總稱(chēng)，本質(zhì)上就是利用多種技術(shù)處理方式在金屬表面上加上涂層，將一些化學(xué)物質(zhì)覆蓋在金屬材料的外表上，采用相應(yīng)的高新技術(shù)來(lái)制作涂層，這一技術(shù)的領(lǐng)先之處在于涂層的制作便捷，對(duì)于金屬材料內(nèi)部的影響也不大。所以在熱處理金屬材料的過(guò)程中，超硬涂層技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景也相對(duì)廣泛，也是目前金屬表面強(qiáng)度提升的主要方案。當(dāng)前金屬熱處理涂層技術(shù)的發(fā)展速度較快，通過(guò)采用較新的技術(shù)手段，能夠有較高的處理效率。

四、金屬材料熱處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的思想越來(lái)越開(kāi)放，對(duì)于技術(shù)的接受程度也有所提升。金屬材料熱處理相關(guān)技術(shù)也不例外，越來(lái)越多現(xiàn)代的技術(shù)的引入，不僅推動(dòng)了我國(guó)金屬制造行業(yè)的發(fā)展，也在理論角度促進(jìn)了學(xué)術(shù)方面的發(fā)展。

當(dāng)前，較為新穎的熱處理技術(shù)主要是可控氣氛技術(shù)，這一類(lèi)技術(shù)的本質(zhì)就是利用氣氛技術(shù)來(lái)處理和保護(hù)金屬材料，進(jìn)而提升金屬材料熱處理的質(zhì)量，當(dāng)前熱處理技術(shù)取得了較為長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展，在未來(lái)的發(fā)展中，基于氣氛技術(shù)的無(wú)氧化金屬材料熱處理將成為未來(lái)的主要發(fā)展方向。本文之所以認(rèn)為可控氣氛熱處理技術(shù)是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，主要的原因是，這一技術(shù)能夠?qū)饘俨牧系谋韺悠鸬奖Ｗo(hù)作用，在對(duì)于鋼材處理的過(guò)程中，也能夠隨意的調(diào)整金屬材料的大小，具體的實(shí)踐操作相對(duì)其他技術(shù)而言也比較簡(jiǎn)單，盡管可控氣氛技術(shù)的優(yōu)勢(shì)很多，也不可回避其弊端，需要相關(guān)研究和實(shí)踐人員不斷突破和優(yōu)化，讓其應(yīng)用場(chǎng)景更為廣泛。

總之，金屬材料的熱處理工藝將會(huì)在探索中不斷發(fā)展，在對(duì)于金屬材料熱處理的工序中，不可避免地會(huì)面臨一定的能量浪費(fèi)以及環(huán)境污染，在這一問(wèn)題當(dāng)中，未來(lái)技術(shù)發(fā)展需要提升工作質(zhì)量，也要重點(diǎn)關(guān)注環(huán)境的保護(hù)。

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作者簡(jiǎn)介：

董鑫（1999.01.14 ）男 ，滿(mǎn)，吉林松原，專(zhuān)業(yè) 金屬材料工程.

（長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)? 130000）