淺談熱處理在機(jī)械制造過程中的作用

黃七岐

廣西玉林達(dá)業(yè)機(jī)械配件有限公司 廣西玉林 537000

1 機(jī)械制造中的熱處理

在機(jī)械制造中，熱處理對零件的形狀、尺寸、表面質(zhì)量不會產(chǎn)生直接改變，主要就是對金屬內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)改善，保證零件的內(nèi)在效能和使用性能良好。因此，其是保證零件使用性能的重要方法，也是改善零件切削加工性能的主要手段?？梢?，熱處理和鑄造、鍛壓、焊接、切削加工等工藝方法一樣，都是機(jī)械制造中必要的生產(chǎn)工藝過程，在機(jī)械制造過程中選對、用好熱處理工藝，充分發(fā)揮熱處理的作用，對機(jī)械制造全過程有重要的指導(dǎo)意義。

2 熱處理在機(jī)械制造過程中的作用

2.1 熱處理在機(jī)械制造工藝的作用

在機(jī)械制造過程中，熱處理工可以根據(jù)工序位置和制造目的的不同，把熱處理工藝分成預(yù)先熱處理和最終熱處理。預(yù)先熱處理包括在機(jī)械制造工藝當(dāng)中的退火、正火、調(diào)質(zhì)、時效處理等一系列步驟，預(yù)先熱處理的操作工藝順序一般都在零件的毛坯生產(chǎn)工作完成后，在零件的毛坯切削加工工作開始之前。

主要是為了改善零件的毛坯生產(chǎn)中的內(nèi)應(yīng)力，改良零件的毛坯生產(chǎn)的缺陷，例如，均勻化退火可以消除鑄造偏析，去應(yīng)力退火可以消除鍛造后應(yīng)力、去氫退火可以消除大件氫等，調(diào)整零件的毛坯生產(chǎn)的硬度，為零件的毛坯下一步切削加工做準(zhǔn)備工作，例如，完全退火降低中碳鋼硬度、正火提高低碳鋼硬度，便于機(jī)械加工等[1]。

實際機(jī)械制造工藝過程中，相關(guān)技術(shù)人員一般采用等溫正火取代正火，原因是正火時珠光體轉(zhuǎn)變是在某個確定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，顯微組織和其金屬材料的硬度很難做到精準(zhǔn)控制，尤其是對于需要性能要求高且大批量生產(chǎn)的軸承、齒輪等零件，等溫正火預(yù)處理對控制和提高零件質(zhì)量是有很關(guān)鍵的作用的。

熱處理是為了讓金屬材料達(dá)到所需要的最終的服役條件，包括金屬材料需要的最適合的韌性、硬度、強(qiáng)度等一系列性能。最終熱處理一般為表面熱處理、淬火、回火、氮化、滲碳等。最終熱處理的工序位置一般都是比較靠后的，從名字上我們就可以知道，只是在最后零件精加工前。最終熱處理無論是退火、正火、淬火還是回火，都是為了滿足對于機(jī)械制造過程當(dāng)中的零件的需求。

2.2 熱處理對零件毛坯質(zhì)量的作用

一些機(jī)械制造中需要的零件由于其型面復(fù)雜、溝槽多，力學(xué)性能要求高，所以采用可控氣氛工藝方式進(jìn)行成品熱處理。在日常的機(jī)械制造過程中，焊接、鍛壓、鑄造等坯成型方法都十分常見，然而，由于焊接、鍛壓、鑄造等坯成型方法都會對零件毛坯質(zhì)量存在一些不好的影響，然而，在焊接、鍛壓、鑄造等坯成型方法使用的過程中又不能夠避免這些不好影響的發(fā)生，就導(dǎo)致了通過焊接、鍛壓、鑄造等坯成型方法加工出來的零件都存在一定程度上的缺陷，降低了生產(chǎn)加工出來的零件的質(zhì)量水平。熱處理方法就可以很好地改善這一問題，退火、正火都是消除零件缺陷最有效、最常用的方法。通過對零件的熱處理加工消除零件自身的缺陷，改善零件內(nèi)部或者表面的組織結(jié)構(gòu)和性能狀態(tài)，是零件的后續(xù)機(jī)械制造工序的完善先決條件[2]。

2.3 熱處理在零件切削加工性能的作用

實際日常的機(jī)械制造過程中，薄壁鋁合金管殼類的零件，在機(jī)加工過程中和加工后變形的問題總是遇見，如果不能解決這一問題，薄壁鋁合金管殼類的零件就會面對成品率低的現(xiàn)狀，結(jié)合現(xiàn)狀，機(jī)械制造相關(guān)工作人員將熱處理工藝運(yùn)用進(jìn)薄壁鋁合金管殼類的零件的生產(chǎn)加工中，有效地改善了這一問題的出現(xiàn)。

熱處理在零件切削加工性能上起到了解決零件加工過程中存在的變形問題，促進(jìn)完成了零件加工過程中尺寸規(guī)格統(tǒng)一的要求，保證了在機(jī)械制造過程中對零件的精度要求。

金屬材料在零件切削加工過程中的衡量指標(biāo)主要有切削力的大小、切屑形狀與排出、切削熱的高低、加工表面質(zhì)量等。而金屬材料自身的切削加工性能是由金屬性材料自身的力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)成分、內(nèi)部組織等決定的。當(dāng)機(jī)械制作準(zhǔn)備工作開始的時候，選取的零件的材料就已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，所以影響零件切削加工性能主要是由零件的金屬材料自身的力學(xué)性能、內(nèi)部組織共同決定，熱處理在機(jī)械制造過程中是唯一的可以同時改變金屬材料自身的力學(xué)性能、內(nèi)部組織的方法，所以在日常零件切削加工的過程中就被很好地運(yùn)用進(jìn)了機(jī)械制造工藝中[3]。

2.4 熱處理在零件表面處理的作用

在實際機(jī)械制造過程中，鋼的淬火以及回火工藝難以滿足相關(guān)部件的生產(chǎn)要求，所以如何采取更有效的熱處理方法提高部件的性能及強(qiáng)度成為相關(guān)工作人員面臨的重大問題。對于部分需要高硬度以及很高的耐磨性的零件，目前為止，操作工藝就是用熱處理的方式對于相關(guān)零件加工，主要是針對零件的表面來進(jìn)行熱處理，對零件的如此加工，改變了零件的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了零件自身的強(qiáng)度，提升了零件的耐磨性，使得零件可以更好地面對各種壓力的抵抗力，保證機(jī)械的正常生產(chǎn)運(yùn)作。

3 結(jié)語

熱處理是一種常用的機(jī)械制造工藝，熱處理工藝操作實踐方法有數(shù)百種之多，是一套成熟的、系統(tǒng)的、完整的工藝方法，在機(jī)械制造的過程中，熱處理操作過程和工藝規(guī)范要求的制定是十分關(guān)鍵的。我們只有全面掌握機(jī)械制造過程中的熱處理原理，結(jié)合機(jī)械制造過程中不同金屬材料對不同熱處理加工方式的需求不同，學(xué)會并且正確熟練地運(yùn)用熱處理工藝，才有助于機(jī)械制造工作人員對掌握機(jī)械制造的全過程的把握，才能充分發(fā)揮金屬材料在機(jī)械制造過程中的內(nèi)在潛力，才能在機(jī)械制造過程中設(shè)計并且制造出外型美觀、實用性強(qiáng)、使用壽命長、成本較低、性價比高的機(jī)械產(chǎn)品。