金屬材料熱處理技術(shù)的發(fā)展

楊波

摘 要： 金屬材料在實(shí)施熱處理工藝過(guò)程中需要考慮到的問(wèn)題非常之多，它還需要結(jié)合具體問(wèn)題展開(kāi)具體分析，確保金屬熱處理工藝環(huán)節(jié)效率提升，并能夠解決諸多問(wèn)題，全面推動(dòng)熱處理技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用效能發(fā)揮，更好服務(wù)于我國(guó)工業(yè)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)程。鑒于此，文章重點(diǎn)針對(duì)金屬材料熱處理技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了分析，以供借鑒。

關(guān)鍵詞： 金屬材料;熱處理技術(shù);發(fā)展

【中圖分類(lèi)號(hào)】TG156 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【文章編號(hào)】1674-3733（2020）07-0219-01

1 導(dǎo)言

雖然金屬作為工業(yè)生產(chǎn)中最為重要的原材料，但它多以單質(zhì)形式存在，需要經(jīng)過(guò)深度加工處理才能切實(shí)滿足工業(yè)生產(chǎn)需求，熱處理技術(shù)就能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，改變金屬材料的基本性質(zhì)。具體來(lái)講，金屬熱處理加熱過(guò)程中所改變的是金屬的基本外形與內(nèi)部結(jié)構(gòu)，通過(guò)加工也能提升金屬整體性能，所以在金屬熱加工過(guò)程中深度分析其熱處理技術(shù)與金屬材料之間的互動(dòng)關(guān)系是非常有必要的。

2 金屬材料分類(lèi)

2.1 多孔金屬

多孔金屬是比較新型的金屬材料，具有抗腐蝕、抗高溫的特點(diǎn)，在很多領(lǐng)域普遍應(yīng)用。因?yàn)闈B透性比較強(qiáng)，多孔金屬成為過(guò)濾設(shè)備制作中的重要材料，其孔可以對(duì)固體粒子進(jìn)行捕捉，將氣、液體有效分離，實(shí)現(xiàn)良好的分離效果。由多孔金屬制成的過(guò)濾設(shè)備，具有凈化空氣的重要效果，可以對(duì)污水進(jìn)行有效處理，達(dá)到過(guò)濾泥砂的效果。多孔金屬材料可制作種類(lèi)繁多的電池，其材質(zhì)比較強(qiáng)，具有很強(qiáng)的替換性，能降低能量的損耗，增加其密度。多孔金屬能夠?qū)鸺齼?nèi)的冷卻液進(jìn)行有效控制，延遲信號(hào)。在熱設(shè)備、熱交換中，多孔金屬應(yīng)用比較廣泛，具有降溫散熱的效果，可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的應(yīng)用效果。

2.2 納米金屬

納米金屬是由特殊材料組成的，具有很好的力學(xué)性能，在很多領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。納米復(fù)合金屬的質(zhì)地比較硬，具有良好的防磨效果，可以應(yīng)用在防護(hù)涂層制備中，具有很強(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。鋁基納米金屬使用周期比較長(zhǎng)，在實(shí)施加工處理后，很多非晶態(tài)金屬可以轉(zhuǎn)化為晶體，比如應(yīng)用質(zhì)地比較硬的材料。電沉積納米金屬主要是由柱狀晶組成，在內(nèi)部直徑增長(zhǎng)過(guò)程中，應(yīng)用放溶質(zhì)可以讓其更加牢固。

3 金屬材料熱處理的過(guò)程

根據(jù)金屬材料熱處理過(guò)程中溫度的變化，熱處理過(guò)程一般包括加熱、保溫、冷卻三個(gè)階段。有時(shí)可能只有加熱和冷卻兩個(gè)過(guò)程，但這些過(guò)程都是互相銜接，不能間斷的。加熱是熱處理工藝中的基本要素和前提。以前熱處理在加熱的時(shí)候多采用木炭或者煤炭來(lái)升高溫度，隨著時(shí)代的進(jìn)步和新能源的開(kāi)發(fā)，液體及氣體燃料也廣泛應(yīng)用到了熱處理過(guò)程中。現(xiàn)在電力技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用給金屬材料熱處理帶來(lái)了前所未有的便利之處，用電力技術(shù)進(jìn)行加熱便于工作人員操作控制加熱的溫度與時(shí)間，這對(duì)于保障熱處理質(zhì)量具有劃時(shí)代的意義。然而，在熱處理過(guò)程中金屬材料與工件暴露在空氣中往往會(huì)發(fā)生氧化、脫碳現(xiàn)象，這對(duì)控制加熱環(huán)境提出新的要求的同時(shí)，也可以用涂料和包裝方法進(jìn)行保護(hù)加熱。保溫就是在熱處理過(guò)程中要按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，在溫度得到有效保障與可控制的前提下，讓加熱后的金屬材料繼續(xù)維持特定的溫度，最終促使金屬材料內(nèi)外部結(jié)構(gòu)完整的完成預(yù)期變化，使金屬材料的使用性能得以穩(wěn)定和提高。

4 金屬材料熱處理技術(shù)的發(fā)展

4.1 振動(dòng)時(shí)效熱處理工藝技術(shù)應(yīng)用

振動(dòng)時(shí)效熱處理工藝技術(shù)應(yīng)用主要結(jié)合機(jī)械振動(dòng)過(guò)程或超聲波振動(dòng)過(guò)程來(lái)降低甚至消除存在于均勻工件中的內(nèi)部殘余應(yīng)力，所以它還被稱(chēng)之為震動(dòng)消除應(yīng)力法。該工藝技術(shù)中主要利用到了常規(guī)振動(dòng)原理，可對(duì)金屬材料進(jìn)行深加工熱處理，例如在針對(duì)振動(dòng)時(shí)效處理方面，它能夠大幅度提高金屬材料的整體穩(wěn)定性，同時(shí)有效控制材料的基本變形情況。目前的振動(dòng)時(shí)效處理方法可被廣泛應(yīng)用于針對(duì)金屬材料加工設(shè)備的有效控制與監(jiān)督過(guò)程中，滿足所有的狀態(tài)自動(dòng)化控制要求，為金屬材料生產(chǎn)效率與產(chǎn)品品質(zhì)的提升提供有效參考，同時(shí)降低企業(yè)生產(chǎn)成本，非常易于綠色制造過(guò)程優(yōu)化調(diào)整。

4.2 涂層處理工藝

涂層處理工藝是對(duì)多項(xiàng)涂層技術(shù)加以組合應(yīng)用，在所處理金屬材料表面結(jié)構(gòu)上制備一層具有極高硬度的涂層。從工藝原理角度來(lái)看，涂層處理工藝與化學(xué)滲透工藝較為相似，無(wú)需對(duì)金屬材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)材料性能的有效改善。而應(yīng)用較為常見(jiàn)的涂層物質(zhì)成分由碳化金屬、氧化金屬、納米晶、氮化碳、氮化金屬等共同加以構(gòu)成，結(jié)合金屬材料實(shí)際熱處理需求，搭配適當(dāng)超硬涂層物質(zhì)，將其涂抹在金屬材料表面結(jié)構(gòu)之上，隨后應(yīng)用濺射、離子鍍等處理技術(shù)將所涂抹超硬物質(zhì)與金屬材料表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行熔合。涂層處理工藝的主要應(yīng)用優(yōu)勢(shì)與價(jià)值在于可針對(duì)性提高金屬材料的硬度系數(shù)、具有高度發(fā)展空間（隨著相關(guān)技術(shù)的不斷優(yōu)化完善，涂層處理效果仍存在一定優(yōu)化空間）、自動(dòng)化程度高（作業(yè)人員可借助自動(dòng)化控制技術(shù)與系統(tǒng)開(kāi)展金屬材料自動(dòng)熱處理作業(yè)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬處理情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)），也是當(dāng)前應(yīng)用較為常見(jiàn)的一項(xiàng)金屬材料熱處理工藝。

4.3 熱處理CAD技術(shù)

該技術(shù)是較為新型的金屬材料熱處理技術(shù)，在實(shí)施過(guò)程中主要是借助計(jì)算機(jī)信息的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)事先對(duì)熱處理工藝進(jìn)行模擬，并采用智能化和科學(xué)化的熱處理方式對(duì)金屬材料進(jìn)行處理。熱處理CAD技術(shù)在處理金屬材料的過(guò)程中，需要?dú)v經(jīng)以下幾個(gè)步驟：一是工作人員在計(jì)算機(jī)終端對(duì)熱處理CAD技術(shù)的處理過(guò)程進(jìn)行模擬;二是在準(zhǔn)備工作實(shí)施完畢后采取針對(duì)性的熱處理技術(shù)對(duì)金屬材料進(jìn)行處理，并對(duì)金屬材料的處理環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)整和完善。CAD技術(shù)在熱處理過(guò)程中的有效應(yīng)用，由于其能夠?qū)崽幚磉^(guò)程進(jìn)行計(jì)算和模擬，因此對(duì)其處理結(jié)果也有一定的預(yù)見(jiàn)性，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)金屬材料在熱處理過(guò)程可能存在的問(wèn)題并采取有效的針對(duì)性措施，能夠盡可能降低或許消除金屬材料在熱處理過(guò)程存在的問(wèn)題，降低能耗，有效提升金屬材料的性能。

5 結(jié)束語(yǔ)

總之，就我國(guó)的目前發(fā)展現(xiàn)狀而言，只有加強(qiáng)金屬材料的熱處理研究，才可以實(shí)現(xiàn)材料行業(yè)的更好發(fā)展?，F(xiàn)代化新型技術(shù)為金屬材料熱處理提供了全新可能，因此要強(qiáng)化這方面的研究，將能源消耗降到最低，減輕對(duì)環(huán)境的污染，提升金屬行業(yè)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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