論熱處理工藝在提高金屬零件制造水平中的作用

潘勇

摘 要：在金屬零件制造的過程中，熱處理工藝是確保金屬零件質量的關鍵性技術，對金屬零件制造水平的提高有重要的作用。因此，討論熱處理工藝在提高金屬零件制造水平中的作用具有重要意義。文章將結合熱處理工藝在金屬零件制造過程中的實際應用情況，探討熱處理工藝在提高金屬零件制造水平中的作用。

關鍵詞：熱處理工藝；金屬零件；作用

近年來，隨著社會經濟的不斷發展，金屬處理工藝也有了很大的進步和提高。在金屬零件制造過程中，熱處理工藝是影響金屬零件制造水平的重要措施。熱處理技術能夠幫助金屬零件在獲得所需性能的前提下，通過改變相應的參數指標，例如金屬零件的加熱溫度、保溫時間、冷卻方式等，改變金屬零件的加工過程，從而實現節能降耗、縮短生產周期的目的。熱處理技術在金屬工藝制造過程中是一種值得推廣的、對提高金屬工藝水平有幫助的金屬加工工藝。

金屬材料熱處理過程是將金屬工件放在一定的介質中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一定時間后，又以不同速度在不同的介質中冷卻，通過改變金屬材料表面或內部的顯微組織結構來改變其性能的一種工藝。正確的熱處理工藝能夠提高某些金屬材料的機械性能，而不合理的熱處理條件，會降低金屬材料的性能。因此，在熱處理技術使用的過程中，必須根據金屬材料與成分，合理分析該種金屬材料與熱處理工藝之間的關系。提前制訂合理的處理工藝，科學安排工藝流程，這樣才能實現提高金屬零件制造水平的目標。文章將具體分析熱處理工藝對提高金屬零件制造水平的作用。

1 熱處理工藝能夠提高金屬材料切削功能和切削強度

隨著社會的不斷發展，對金屬零件的性能要求變得越來越高，傳統的工藝技術已經不能滿足現代社會的需要。在進行金屬零件加工的過程中，要求金屬零件要具備較高的切削功能和切削強度。為了滿足這一要求，在進行加工的過程中需要做好金屬材料切削和熱處理工藝之間的溝通，使其能配合得較為默契，從而完成對金屬材料的熱處理，這樣不僅能減少切削過程中的缺陷，提高金屬零件加工的性能，同時還能提高金屬零件制造的效率。

例如：在對齒坯類金屬材料進行切削處理時，第一步就是要進行熱處理，可以采用正火和不完全淬火的熱處理方式。經過熱處理后的齒坯類金屬材料在切削時比較碎裂，從而使得金屬材料切削粘刀的概率大大降低。此外，經過熱處理后的齒坯類金屬材料的硬度也會變大，這對于減少切削粘刀現象的發生也有很大的幫助。在進行鋁合金類的金屬材料切削時，采用固溶熱處理工藝，可以使得金屬材料內部的組織結構變得更加均勻，從而使得切屑加工的精度變得更高。

2 熱處理工藝能夠提高金屬材料的斷裂韌性

在金屬進行工藝處理過程中，金屬零件最容易出現斷裂現象，根據金屬的斷裂力學理論進行研究，金屬斷裂的現象是普遍存在的。任何材質的金屬都會存在不同數量、不同尺寸的金屬裂紋。根據每種金屬的屬性特點，金屬的斷裂韌性也有著很大的差別。所謂金屬的斷裂韌性就是指金屬的裂紋在受到不同程度的外力作用時會產生抵抗裂紋的反作用力，這種抵抗裂紋擴展的性能就是金屬的斷裂韌性。日常生活中，在對金屬進行裂紋韌性的測試時發現，對金屬進行熱處理可以讓金屬的組織發生變化，如果金屬再次接受熱處理，只有當應力和溫度達到一定標準時，金屬才有可能發生動態結晶。對于不同的金屬材料，我們就可以通過控制不同的熱處理的溫度，來提高金屬材料的斷裂韌性。

例如：在SY鋼坯料上線切割適當的小圓柱，機加工后，選擇在700℃，800℃，900℃、1000℃和1100℃在Cleeble-1500型熱模擬試驗機上以5×10-1的變形速率保溫30s壓縮變形50%，然后在空氣中冷至室溫，再進行680℃×6hAC（空冷）的退火處理，再將壓縮后的試樣沿軸向線切割剖開，研磨拋光后用化學物質顯示晶粒形貌。實驗現象為：在700℃時，扁平的晶粒開始逐漸向等軸晶粒的形狀變化。800℃變形的晶粒中等軸晶粒已經有少量出現，但仍然以變形拉長的晶粒為主。在900℃變形開始，晶粒突然變得細小，幾乎全部為等軸晶粒，晶粒度達到YB12級。在900℃以上，晶粒開始長大。因此，為了提高此種鋼的斷裂韌性，在對其進行熱處理時溫度應控制在900℃左右。

3 熱處理工藝能夠減少金屬應力腐蝕開裂

金屬材料在拉伸應力和特定腐蝕環境共同作用下發生的脆性斷裂破壞稱為應力腐蝕開裂。應力腐蝕開裂在金屬零件制造過程中是一種常見的延遲斷裂的現象。金屬應力的大小和金屬材料的斷裂時間以及金屬介質有很大關系，不同的開裂時間和金屬介質會導致金屬應力的不同，通常來說金屬材料的應力可能是幾分鐘，也可能是幾年。大部分引起應力腐蝕開裂的應力是金屬在焊接過程中產生的殘余應力。熱處理工藝能夠幫助金屬材料實現在以后制造和使用過程中減少腐蝕開裂，延長使用壽命的目標。

例如：在對金屬進行焊接前要控制金屬材料整體溫差，只有當溫差較小時才能對金屬進行焊接。在對金屬進行焊接時，金屬材料要進行持續的熱處理，這樣不僅能夠減少焊接過程中金屬材料的溫度變化，使其溫度呈現平穩的變化趨勢，還可以有效避免金屬焊接過程中因受熱不均而出現的裂縫，使金屬焊接的應力處于一個較小的狀態。在金屬材料焊接之后進行熱處理，會使得金屬材料的拉應力值大幅度下降，從而使得金屬表面鈍化膜破壞的速度變緩，進而使得應力腐蝕速率大幅度下降，這樣就可以降低應力腐蝕開裂的概率。此外，在金屬材料焊接之后進行熱處理，殘余應力消除的效果會隨著溫度的升高而愈加明顯，金屬材料的抗應力腐蝕能力也會有明顯地提高。

4 結束語

綜上所述，在金屬零件制造的過程中，熱處理工藝的應用將會影響金屬零件制造的水平。采用熱處理工藝，不僅能保證金屬零件的性能，同時還可以利用多種技術改變金屬零件制造過程中的能耗問題，實現節能降耗的目標。此外，采用熱處理工藝還能大大提高金屬零件生產的效率，有效縮短生產周期。因此，在金屬制造的過程中要對熱處理技術給予高度的重視。

參考文獻

[1]雷聲.齒輪熱處理變形的控制[J].機械工程師，2008（5）.

[2]王斌武，周曉艷.淺談金屬零件的設計、切削加工及熱處理的關系[J].桂林航天工業高等專科學校學報，2006（4）.

[3]史美堂.金屬材料及熱處理[M].上海科技出版社.