金工實習熱處理工種模式探討

摘 要:針對熱處理工種在金工實習存在的不足，提出工程融和模式，以工程實際熱處理為基礎，增加學生熱處理工種的實際動手訓練時間，提高實習效果，更好地滿足社會對工程技術人才的需求

關鍵詞:熱處理金工實習模式

中圖分類號:G420文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)06(a)-0041-01

金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質中加熱、保溫、冷卻，通過改變金屬材料表面或內部的組織結構來控制其性能的工藝方法。是機械制造中的重要工藝之一，其作用就是提高材料的機械性能、消除殘余應力和改善金屬的切削加工性。各高校在實習中多數只安排半天的時間，進行簡單示范性操作，學生不能通過實習更多的了解熱處理，針對此問題提出工程融和合模式，將熱處理工種溶合于熱加工和冷加工各主要工種，以實際工程中熱處理工藝為基礎，增加學生實際動手時間和動手能力訓練，調動學生實習的積極性和主動性提高實習效果。

1 熱處理工程融和模式意義

1.1 熱處理的作用及地位

金屬材料廣泛應用于工業、農業、交通運輸、建筑以及國防等各方面。隨著科學技術的發展，人們對金屬材料的性能要求越來越高。一方面不斷研制新材料，另一方面是對金屬材料進行熱處理，最廣泛、最常用的方法就是通過熱處理提高材料的機械性能，滿足工件的使用要求。例如白口鑄鐵經過長時間退火處理可以獲得可鍛鑄鐵，提高塑性 ;齒輪采用正確的熱處理工藝，使用壽命可以比不經熱處理的齒輪成倍或幾十倍地提高;另外，價廉的碳鋼通過滲入某些合金元素就具有某些價昂的合金鋼性能，可以代替某些耐熱鋼、不銹鋼;工模具則幾乎全部需要經過熱處理方可使用。

1.2 熱處理貫穿金工實習全過程

教育部《普通高等學校工程材料及機械制造基礎系列課程教學基本要求》中要求開設鑄造、鍛造、焊接、熱處理等熱加工實習和機加工(車、銑、刨、磨)與鉗工等基本工種，熱處理工種在金工實習中要求通過實習了解鋼的熱處理原理、作用及常用熱處理方法和設備。金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理、局部熱處理和化學熱處理等，鋼鐵整體熱處理有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝，俗稱“四把火”。工程實際上熱處理貫穿這些工種之中，常用去應力退火消除鑄件、焊接件、精密零件加工過程中的的內應力，通過正火細化晶粒，改善切削加工性能，通過淬火和回火改善加工零件的組織和性能，提高金屬材料的使用性能，延長零件的使用壽命，改善工藝性能，擴大使用范圍，減輕工件重量，節約金屬材料。雖然目前很多高校為了熔化鐵水方便鑄造時多采用鑄鋁澆注工件，鑄鋁件也必須通過退火、固溶處理和時效處理等熱處理工藝來提高硬度和強度，滿足使用要求。如表1常用鑄鋁件熱處理工藝代號名稱。

1.3 工程教育模式的需要

我國高等工科教育的迫切任務是盡快培養與國際接軌的工程師，學生在校學習期間重視實踐能力的培養，注重團隊協作精神的培養、重視知識學習更要重視開拓創新精神的培養。CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，目前在多個國家和地區廣泛應用，它以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程，在金工實習中以工程實際為基礎的熱處理就是鏈接冷熱加工的紐帶，通過熱處理來了解零件制造的全過程，以及零件在使用過程中能否適應工況情況。

2 開展工程融和模式注意的問題

2.1 正確選用各種溫度

加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝參數之一，選擇和控制加熱溫度，是保證熱處理質量的關鍵，加熱溫度隨被處理的金屬材料和熱處理的目的不同而異，加熱溫度過高，不僅引起奧氏體晶粒粗大，而且晶界局部出現氧化或熔化，導致晶界弱化，淬火時形成龜裂，過燒組織無法恢復，只能報廢。當金屬工件表面達到要求的加熱溫度時，獲得需要的組織，組織轉變需要一定的時間，還須在此溫度保持一定時間，使內外溫度一致，使顯微組織轉變完全。冷卻時，冷卻方法因工藝不同而不同，要控制冷卻速度。一般退火的冷卻速度最慢，正火的冷卻速度較快，淬火的冷卻速度更快。

2.2 合理安排熱處理的時間

熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程，這些過程互相銜接，不可間斷。有時處理一批工件需要幾個甚至十幾個小時，合理安排熱處理的時間不能為了熱處理而把寶貴的時間浪費掉，因噎廢食。可以把加熱、保溫、冷卻穿插安排在實習中，甚至長時間的加熱和保溫放在休息時間，達到熱處理實習的真正目的。

2.3 適當增加創新項目

熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學成分，而是通過改變工件內部的顯微組織，或改變工件表面的化學成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點是改善工件的內在質量，一般肉眼不能看到。啟發學生如何檢測工件內在質量的變化。在實習中增開硬度檢測試驗，在熱處理工件前后可以通過測量工件的硬度，通過對比硬度檢驗工件機械性能的提高;增開觀察金相組織試驗，利用電子顯微鏡觀看熱處理前后材料的金相組織，通過組織的變化檢驗工件機械性能的提高;增開材料的拉伸試驗，利用拉伸試驗對比材料熱處理前后機械性能的變化。

熱處理工種在金工實習中工程融和模式可以增加學生實際動手時間和動手能力訓練，調動學生實習的積極性和主動性，提高實習效果。同時畢業后能更快地溶入社會，更好地滿足社會對工程技術人才的需求。

參考文獻

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