探究金屬材料熱處理工藝與技術(shù)

探究金屬材料熱處理工藝與技術(shù)摘要：金屬材料熱處理工藝隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而進(jìn)步，現(xiàn)階段金屬材料在經(jīng)過熱處理之后，其硬度、延展度及柔韌度得以增強(qiáng)，采用不同方式的熱處理技術(shù)，能夠保證金屬材料質(zhì)量，并降低生產(chǎn)企業(yè)加工成本。因此，研究熱處理技術(shù)具有較高的現(xiàn)實(shí)意義，不僅降低了金屬材料的浪費(fèi)，同時(shí)也避免了金屬材料生產(chǎn)過程中對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染，有效擴(kuò)大了金屬材料的應(yīng)用范圍。關(guān)鍵詞：金屬材料；熱處理工藝；技術(shù)分析1金屬材料的分類金屬材料在現(xiàn)代各行各業(yè)中發(fā)揮著重要作用。其具有耐熱、耐寒等特點(diǎn)，而且隨著多孔金屬材料和納米金屬材料的不斷應(yīng)用，研究領(lǐng)域正在不斷增大。多孔金屬材料：多孔金屬材料集高溫和高強(qiáng)度等諸多優(yōu)點(diǎn)于一身的功能性材料。從起落架到安全墊都可以看到多孔金屬材料的身影。多孔金屬材料是優(yōu)良的傳熱介質(zhì).不斷具有較好的通透性和很高的特?zé)嵝怨?，而且孔隙結(jié)構(gòu)中彌敞分布著大量的有方向性的或隨機(jī)的孔洞，這種孔隙結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良的隔熱性能。同時(shí)也因?yàn)閴毫蹬c結(jié)構(gòu)的積弗補(bǔ)了層流對(duì)流換熱的低傳熱系數(shù)。多孔金屬結(jié)構(gòu)是U前任何其它加工方法所不能得到的，而且正朝著材料導(dǎo)熱能力的方向發(fā)展。2金屬材料熱處理工藝技術(shù)化學(xué)薄層滲透技術(shù)化學(xué)熱處理的主要方式是將化學(xué)成分薄層滲透到金屬材料之上，從而改善金屬實(shí)際柔韌性和硬度，這種薄層滲透的方式能夠改變金屬表面形態(tài)，從而減低金屬材料在生產(chǎn)加工過程中出現(xiàn)浪費(fèi)。另外，采用化學(xué)薄層滲透的金屬物質(zhì)在加工過程中能夠降低生產(chǎn)成本，并避免金屬加工對(duì)環(huán)境造成的影響。同時(shí)，與傳統(tǒng)化學(xué)處理模式相比，薄層滲透僅作用于金屬表面，無需滲入到金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其處理方法較為簡單，所產(chǎn)生的效果較好，具有極高的性價(jià)比，能夠提升技術(shù)材料熱處理效率。激光熱處理技術(shù)激光熱處理也被稱之為激光淬火，是采用激光束照射金屬表面，當(dāng)金屬表面的溫度快速升高后關(guān)閉激光束，在熱傳導(dǎo)作用下，金屬迅速自然冷卻，在金屬表面形成一層較薄的組織，與常規(guī)淬火模式相比，這一方式所處理后的金屬表面碩度更高，成為當(dāng)前常見的金屬材料熱處理工藝之一。激光作用于金屬材料之上具有穿透性強(qiáng)的特征，因此，使用激光進(jìn)行金屬材料熱處理，其效果較好，激光能夠促進(jìn)金屬表面形成碩度較大的外層，從而提高金屬材料硬度，改善金屬現(xiàn)有結(jié)構(gòu)。同時(shí)，當(dāng)前多采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制激光進(jìn)行熱處理，這種模式下處理方法與處理技術(shù)均采用計(jì)算機(jī)予以控制，能夠進(jìn)行自動(dòng)化的激光熱處理，顯著提升其工作效率，從而進(jìn)行批量化生產(chǎn)。超硬涂層技術(shù)超碩涂層并不是一種技術(shù)，而是多種涂層技術(shù)的合稱，其本質(zhì)是采用多種技術(shù)在金屬表面制備涂層，該涂層硬度較高，從而實(shí)現(xiàn)金屬表面碩度的提升。一般用于超硬涂層的物質(zhì)包括氮化金屬、碳化金屬、硼化金屬及氧化金屬等金屬衍生物，也包括金剛石、氮化硼、氮化碳、納米結(jié)構(gòu)及納米晶等等。將上述物質(zhì)涂抹于金屬表面，采用蒸鍍、濺射、沉積、離子鍍等高科技形式完成涂層的制備。超硬涂層技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于方便快捷，對(duì)金屬材質(zhì)內(nèi)部的影響較小，因此，超硬涂層技術(shù)是金屬熱處理中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一，也是當(dāng)前提高金屬表面硬度的主要方式。U前金屬熱處理涂層技術(shù)不斷發(fā)展，采用更為先進(jìn)的方式進(jìn)行金屬材料涂層處理，可以更為簡單快捷的提升金屬材料表面硬度，具有極高的應(yīng)用效果。振動(dòng)處理技術(shù)振動(dòng)處理也稱振動(dòng)時(shí)效處理，是通過振動(dòng)來消除金屬內(nèi)應(yīng)力，使常規(guī)金屬參與內(nèi)應(yīng)力逐漸消失，從而實(shí)現(xiàn)材料達(dá)到屈服強(qiáng)度的LI標(biāo)，最終導(dǎo)致金屬材料出現(xiàn)微量變形情況。通過上述方式能夠提升金屬材料的穩(wěn)定性，并逐步降低金屬材料內(nèi)部殘余內(nèi)應(yīng)力。當(dāng)前實(shí)施振動(dòng)處理金屬材料一般通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行控制，使金屬在振動(dòng)中各項(xiàng)參數(shù)得以有效控制，在極大程度上提升了材料處理效果，降低材料處理時(shí)間，進(jìn)而提升金屬材料振動(dòng)處理效率。因此，這項(xiàng)技術(shù)近年來發(fā)展速度較快，眾多企業(yè)采用此種形式進(jìn)行金屬熱處理，能夠極大降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)這項(xiàng)處理模式對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的影響極小，達(dá)成了節(jié)能減排的最終U的。熱處理CAD技術(shù)CAD(ComputerAidedDesign)也就是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)訃，CAD技術(shù)通過訃算機(jī)進(jìn)行智能化模擬，將金屬材料熱處理的全過程進(jìn)行建模，從而了解該金屬材料熱處理過程中可能會(huì)出現(xiàn)的各種問題，進(jìn)行智能化調(diào)整后，再應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)操作之中。這種方式能夠不斷完善金屬熱處理效果，采用模擬■分析■研究這一結(jié)構(gòu)對(duì)金屬材料熱處理工藝加以完善，實(shí)施預(yù)見性、全面性的金屬熱處理模式。同時(shí)，通過CAD技術(shù)進(jìn)行金屬材料熱處理，能夠重點(diǎn)加強(qiáng)金屬材料處理前后各項(xiàng)參數(shù)的對(duì)比，進(jìn)而掌握金屬熱處理前后參數(shù)變化情況與處理方式、處理時(shí)間等變量之間的關(guān)系，從而保障熱處理效果，根據(jù)實(shí)際需要制定相應(yīng)的處理模式，有助于提升金屬材料熱處理效果。材料熱處理變形的控制金屬材料預(yù)先熱處理金屬材料加工前可進(jìn)行正火或退火處理，消除網(wǎng)狀滲碳體，提高材料的均勻性和結(jié)構(gòu)完整性，消除內(nèi)應(yīng)力，為淬火、切削加工等后續(xù)工作做組織準(zhǔn)備，為金屬材料的最終熱處理做組織準(zhǔn)備，進(jìn)一步提高熱處理的質(zhì)量，有效控制金屬材料的變形。金屬材料最終熱處理金屬材料加工成形后，為改善零件的使用性能，消除應(yīng)力和變形，常采用淬火或回火處理。淬火工藝是對(duì)金屬材料熱處理較為關(guān)鍵的一步，可以提高材料的強(qiáng)度和碩度。冷卻介質(zhì)有油、水、鹽水、堿水等，其冷卻能力依次增加。如果不合理使用冷卻介質(zhì)，將會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)和形態(tài)發(fā)生變化，金屬材料的內(nèi)部應(yīng)力也會(huì)異常改變。因此，在金屬材料熱處理過程中，要不斷改進(jìn)淬火工藝。在金屬材料的淬火冷卻過程中，必須合理地控制冷卻速度，以保證淬火的效果，要考慮淬透性和淬硬性，真正達(dá)到熱處理的目的。33金屬材料熱處理中冷卻方法的選擇金屬材料的熱處理主要是單介質(zhì)淬火、雙介質(zhì)淬火、分級(jí)淬火和等溫淬火等。常用的是單介質(zhì)淬火單介質(zhì)和雙介質(zhì)淬火。單介質(zhì)淬火是將淬火零件放到一種淬火介質(zhì)中冷卻，這種方法操作簡單，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，但易變形和開裂。而雙介質(zhì)淬火是將加熱后的金屬材料先放到冷卻速度比較快的介質(zhì)中冷卻，等溫度在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到300℃時(shí)，保溫2?3min,再放入冷卻速度比較低的冷卻介質(zhì)中冷卻。金屬熱處理的冷卻過程主要山冷卻速度決定淬火介質(zhì)。如果金屬的冷卻速度過快，會(huì)導(dǎo)致金屬表面不均勻冷卻，影響材料的淬透性，從而使材料內(nèi)部的拉應(yīng)力增加，工件自然變形量就大。夾具和裝夾方式的選擇為了控制材料變形，確保金屬材料加熱和冷卻過程中重心平衡、溫度應(yīng)力均勻，要合理地選用夾具和夾緊方式。另外，在熱處理過程中，材料要留有足夠的自由變形量，確保無外力干預(yù)下自由伸縮5盡量減少應(yīng)力和變形。。結(jié)束語隨著我'國工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)械性能可以通過熱處理工藝獲得最佳的生產(chǎn)效果。且金屬材料的熱處理是質(zhì)量管理的重要環(huán)節(jié)，為使金屬工件具有所更高的物理性能、力學(xué)性能，本文簡述了金屬材料的分類，闡述了金屬材料的熱處理工藝與技術(shù)及金屬材料工藝控制策略。參考文獻(xiàn)⑴張漢城?金屬材料熱處理工藝分析與控制口］?科技風(fēng),2017(25):150.：2］吳江濤，