機(jī)械金屬材料熱處理加工中的實(shí)踐探索研究

李吉

摘要：在對機(jī)械金屬材料進(jìn)行有效熱加工處理過程中，會使材料的性能和穩(wěn)定性有一定程度的提高，這個(gè)直接熱加工的過程也會直接影響機(jī)械性能的優(yōu)劣度，針對此種情況，進(jìn)行機(jī)械金屬材料的熱處理探索尤為重要。在機(jī)械金屬材料在熱加工過程中遇到的問題，比如機(jī)械金屬材料開裂、斷裂、熔失、變形等問題，影響機(jī)械的使用質(zhì)量和使用壽命。在此基礎(chǔ)上，針對出現(xiàn)問題提出解決方案和方法，總結(jié)分析關(guān)鍵技術(shù)條件和相關(guān)工藝。因此，本文章通過探索在幾項(xiàng)金屬材料熱處理加工中的使性能下降的直接因素，并通過總結(jié)分析得出科學(xué)、實(shí)用、有操作性的實(shí)際解決方法，提出具體解決方案和具體措施，供大家參考。

Abstract： In the process of effective heat treatment of mechanical metal materials， the performance and stability of materials will be improved to a certain extent. This direct hot working process will also directly affect the quality of mechanical properties. In view of this situation， it is particularly important to explore the heat treatment of mechanical metal materials. The problems encountered in the hot working process of mechanical metal materials， such as mechanical metal cracking， fracture， melting loss， deformation and other issues， affect the service quality and service life of machinery. On this basis， solutions and methods are proposed for the problems， and the key technical conditions and related processes are summarized and analyzed. Therefore， this article through the exploration in the junction metal material heat treatment processing causes the performance to decline the direct factor， and through the summary analysis obtains the scientific， practical， has the practical solution， proposed the concrete solution and the concrete measure， for everybody's reference.

關(guān)鍵詞：機(jī)械金屬材料;熱加工處理;實(shí)踐探索

Key words： mechanical metal materials;heat treatment;practical exploration

中圖分類號：TG156;TH16? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）05-0086-02

0? 引言

機(jī)械金屬材料的加工一直是工業(yè)機(jī)械生產(chǎn)過程中需要解決的問題。尤其是機(jī)械金屬材料的熱加工處理技術(shù)更是難點(diǎn)。機(jī)械金屬材料的熱加工工藝會直接影響和提高機(jī)械的相關(guān)性能，通過熱加工處理能夠使機(jī)械金屬材料中網(wǎng)狀碳化物等雜質(zhì)的含量降低和減少，使內(nèi)應(yīng)力的缺陷消除，很好地提升金屬材料的強(qiáng)度和韌性，此外在機(jī)械工程生產(chǎn)中根據(jù)不同的實(shí)際狀況，可以對材料處理再進(jìn)行塑形打造，很大程度上提高機(jī)械金屬的使用壽命，所以在相關(guān)機(jī)械深加工環(huán)節(jié)中被廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)在工業(yè)制造控制熱處理加工領(lǐng)域通過使用多種溫度控制元器件，主要包括三種關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用，比如數(shù)字信號處理器和大量程的熱電偶傳感單元，還有相關(guān)多任務(wù)并行處理的能力。

1? 機(jī)械金屬材料熱加工處理實(shí)踐中遇到的問題

機(jī)械金屬材料在進(jìn)行熱加工處理的過程中，因?yàn)榻饘俨牧媳旧聿馁|(zhì)性能性質(zhì)，因?yàn)槭艿降耐獠康牧蛘咄庠诃h(huán)境變化，尤其是溫度的高低導(dǎo)致冷熱不均情況時(shí)，可能會存在斷裂變形的狀況。通過機(jī)械金屬材料的熱處理，溫度的提高會影響金屬的狀態(tài)性質(zhì)發(fā)生變化，從而直接影響金屬內(nèi)在結(jié)構(gòu)變化，尤其是增加提高溫度熱加工的情況時(shí)，機(jī)械金屬的外部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，發(fā)生最終的變形塑型。在這個(gè)過程中會因?yàn)椴煌臒峒庸に俣群痛螖?shù)而影響機(jī)械金屬材料的外在變化，也就是說，隨著熱加工次數(shù)的增加而導(dǎo)致金屬材料的外在狀態(tài)發(fā)生改變。通常情況下，在金屬材料內(nèi)應(yīng)力變化中包括熱應(yīng)力和組織應(yīng)力變形。通過對機(jī)械金屬材料處理過程中，分別進(jìn)行相的熱效應(yīng)處理和冷效應(yīng)處理，經(jīng)過這樣的處理過程，最終的結(jié)果就是熱應(yīng)力變形。往往在這個(gè)金屬材料的處理過程中，通過對加工形式和不同金屬材料的添加減少，機(jī)械金屬材料會在內(nèi)在性能和外在形狀方面產(chǎn)生影響變化。通過實(shí)踐可以使我們得知，機(jī)械金屬材料使用性能有所提升，這個(gè)提升的過程雖然復(fù)雜麻煩，不管是金屬的不同種類，還是不同的加工處理方式和加工次數(shù)，都是直接影響最終機(jī)械金屬材料的使用壽命。所以通過收集不同數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，積極申報(bào)相關(guān)科研課題和完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)，從而使機(jī)械金屬材料的研究水平有質(zhì)的飛躍，當(dāng)然在現(xiàn)實(shí)情況中還存在一定的工藝和技術(shù)的壁壘，要想突破瓶頸，還需要對機(jī)械金屬材料的熱處理加工過程中積極積累經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，通過經(jīng)驗(yàn)和工匠精神的發(fā)揮，精益求精避免機(jī)械金屬材料發(fā)生外在變形和內(nèi)在性能降低。

通過機(jī)械金屬材料的處理加工，往往會遇到的問題如下。機(jī)械金屬材料前期冷處理過程中有殘留奧氏體到馬氏體的過程轉(zhuǎn)化反應(yīng)，機(jī)械金屬材料的體積會導(dǎo)致相應(yīng)增加。在這時(shí)，低溫回火工藝和其時(shí)效就會發(fā)生作用，可能因內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致機(jī)械金屬材料產(chǎn)生外在斷裂變形，或者可能因馬氏體轉(zhuǎn)化反應(yīng)分解析出許多碳化物，最終影響金屬材料的體積降低。另外就是在熱處理淬火過程之前，因?yàn)樘蓟锏臄?shù)量、鍛造所致的金屬纖維方向、以及合金元素偏析等方式導(dǎo)致機(jī)械金屬材料的的相關(guān)變化。一般處理方式就是通過調(diào)質(zhì)處理的方式去改變或降低機(jī)械金屬材料變形量絕對值，通過金屬淬火工藝使機(jī)械金屬材料發(fā)生有秩序規(guī)律的可控變形，從而形成比較符合要求并滿意的最終處理結(jié)果。需要強(qiáng)調(diào)的是，化學(xué)熱處理方式對改善金屬材料表層性能有著決定性作用，因?yàn)榻饘偬幚韺拥暮穸葐栴}，會發(fā)生不同改變結(jié)果。所以處理方式就是在機(jī)械金屬熱處理加工基礎(chǔ)上還可以對金屬材料進(jìn)行磨削加工，一定程度上減少金屬材料所發(fā)生的不確定因素劣性形態(tài)發(fā)生改變，控制向正態(tài)良性變化發(fā)展。

2? 機(jī)械金屬材料熱處理加工工藝的優(yōu)勢

機(jī)械金屬材料各項(xiàng)性能的有效提升，熱處理加工方式起著重要的作用，經(jīng)過不同方式的淬火錘煉，機(jī)械金屬材料中的網(wǎng)狀碳化物等相關(guān)雜質(zhì)持續(xù)降低減少，優(yōu)化細(xì)化金屬材料中的金屬顆粒，相應(yīng)的金屬材料的內(nèi)應(yīng)力持續(xù)消除，強(qiáng)度基礎(chǔ)以及韌性水平得到很大的提升，更好地在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中促進(jìn)工業(yè)機(jī)械制造加工生產(chǎn)。另外機(jī)械金屬材料在熱處理加工過程中會導(dǎo)致金屬完美塑型，其金屬的原子結(jié)構(gòu)通過重力勢能原因，遭到破壞，機(jī)械金屬材料就更容易錘砸塑型。這樣就會在機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)過程中，針對不同的狀況在精密的機(jī)械零件深加工中得到不斷應(yīng)用并推廣。最后，機(jī)械金屬材料熱處理加工工藝能夠增加金屬材料的使用壽命，力學(xué)性能也會得到不斷提升，變形問題就會大大減少，避免出現(xiàn)金屬材料的變形斷裂現(xiàn)象。熱處理加工很好地處理金屬材料的加工和提升金屬材料的性能，由此得出，通過熱處理加工工藝最終使機(jī)械金屬材料延長機(jī)械使用壽命，減少工業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)成本，優(yōu)化各企業(yè)生產(chǎn)效能并增加經(jīng)濟(jì)效益，尤其是在疫情促發(fā)展期間，直接促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展建設(shè)。

3? 機(jī)械金屬材料熱處理加工過程中遇到問題和實(shí)踐探索

3.1 機(jī)械金屬材料不同種類上的實(shí)踐探索

在金屬材料不同工件的制造處理中，要根據(jù)熱處理加工效果進(jìn)行選擇。通常情況下，比較常用的機(jī)械金屬材料是微變形剛和高淬透性合金鋼以及碳鋼。在這些金屬材料中，高淬透性合金鋼材料一般應(yīng)用在大截面尺寸和形狀較為復(fù)雜的處理工藝中，微變形剛材料一般用于形狀復(fù)雜或者有較高輕度要求的機(jī)械金屬工件生產(chǎn)過程中。而合金鋼材料一般用于如Cr12MnV易淬裂以及變形的生產(chǎn)工件過程中。

3.2 對機(jī)械金屬材料加熱溫度的實(shí)踐探索

在對機(jī)械金屬材料的熱處理過程中，要依據(jù)金屬材料的不同淬透性，針對相對低的淬火溫度，從而加強(qiáng)金屬材料的相關(guān)性能效果提升。對于高彈合金鋼材料制造的機(jī)械構(gòu)器件，根據(jù)不同情況，淬火溫度也要相應(yīng)提高，奧氏體量在降低的同時(shí)很好地加強(qiáng)金屬材料的性能。

3.3 機(jī)械金屬材料冷卻方式的實(shí)踐探索

在對機(jī)械合金金屬材料的熱處理加工過程中，淬火冷卻是一項(xiàng)必不可少的工藝，從而加強(qiáng)其構(gòu)件質(zhì)量和性能。淬火工藝上需要根據(jù)不同溫度處理不同的狀態(tài)方式，熱處理加工過程中的淬火攪拌形式以及和攪拌的速度，能導(dǎo)致機(jī)械金屬材料或多或少、或好或壞的變形。對于機(jī)械金屬材料，它的冷卻速度會比較迅速，整體材料卻冷卻速度不平均均勻，所以，會出現(xiàn)不同的內(nèi)應(yīng)力，也就影響機(jī)械金屬材料的鍛煉變形。

3.4 對機(jī)械金屬材料鍛造和預(yù)熱處理的實(shí)踐探索

在機(jī)械金屬合金材料淬火的時(shí)候，處理要得當(dāng)，就會有規(guī)律得減少金屬材料的變形情況。比如高碳金屬材料的制造構(gòu)件，熱處理加工中，金屬材料淬火以及鍛造工藝是否合理格外重要，網(wǎng)狀碳化物相應(yīng)減少保證金屬材料的使用效能。對于標(biāo)準(zhǔn)較高的構(gòu)件加工，應(yīng)力退火、正火以及調(diào)試處理環(huán)節(jié)必不可少，開裂和變形現(xiàn)象也會大大減少。此外不同介質(zhì)的水或油進(jìn)行冷卻也會產(chǎn)生不同的作用效果。

4? 機(jī)械金屬材料熱處理過程中需要遵守的原則

4.1 遵守科學(xué)實(shí)用性的原則

機(jī)械金屬材料在熱處理加工過程環(huán)境中降低出現(xiàn)斷裂變形等因素，這個(gè)環(huán)節(jié)離不開科學(xué)的熱處理方式。在平常的實(shí)踐探索中，科研工作者和相應(yīng)操作人員要堅(jiān)持用科學(xué)的精神，不怕苦不怕困難學(xué)習(xí)老一代前輩的優(yōu)良作風(fēng)和精神，在科學(xué)的理念指引下，不斷求索實(shí)踐出真知，設(shè)備和技術(shù)不完善的情況下，探索出新的創(chuàng)新方式和辦法，大大降低機(jī)械金屬材料的變形等不利因素。

4.2 遵循可持續(xù)性的原則

機(jī)械金屬材料要保持可持續(xù)發(fā)展的原則，保證金屬材料的有利循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。保證好能源的不浪費(fèi)發(fā)展，不破壞環(huán)境為主體。綠水青山就是金山銀山。所以，在對機(jī)械金屬材料熱處理加工過程中，要根據(jù)環(huán)保科學(xué)性，根據(jù)性能和最佳狀態(tài)來完成，節(jié)約材料有效利用不浪費(fèi)。在節(jié)約的前提下還要做好機(jī)械金屬材料熱加工處理后的質(zhì)量保證。更好地發(fā)揮好機(jī)械效能和質(zhì)量，保證好物質(zhì)生活提高和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行發(fā)展。

5? 結(jié)束語

機(jī)械金屬材料熱處理加工工藝過程中，包括冷處理工藝、時(shí)效、原始組織以及應(yīng)力狀態(tài)等相關(guān)內(nèi)容的因素作用導(dǎo)致，機(jī)械金屬材料開裂、斷裂、熔失、變形等問題，影響機(jī)械的使用質(zhì)量和使用壽命。為了更好避免此類問題出現(xiàn)，就需要在熱加工處理工藝上有科學(xué)的指引操作，淬火處理工藝進(jìn)一步科學(xué)的完善，冷卻方法方式上也要有科學(xué)合理的選擇，機(jī)械金屬材料熱處理工作也會有促進(jìn)有規(guī)律有秩序開展進(jìn)行。

所以說，在對機(jī)械金屬材料器件實(shí)施熱處理過程中，質(zhì)量監(jiān)控要放在重中之重，從而最大限度降低廢品率，避免有變形、開裂現(xiàn)象出現(xiàn)。此外，對于熱處理工藝的研究人員和教師也需要不斷提升自身的綜合能力、知識素養(yǎng)，不斷實(shí)踐探索研究創(chuàng)新，對機(jī)械金屬材料熱力學(xué)性能進(jìn)行全面總結(jié)研究分析，進(jìn)而采取有效的措施避免熱處理過程中的不利因素出現(xiàn)，以保證機(jī)械金屬材料構(gòu)件的質(zhì)量獲得完美的提高。

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