金屬材料熱處理工藝與技術分析

黃賽英

摘 要：金屬材料熱處理工藝隨著科學技術的發展而進步，現階段金屬材料在經過熱處理之后，其硬度、延展度及柔韌度得以增強，采用不同方式的熱處理技術，能夠保證金屬材料質量，并降低生產企業加工成本。因此，研究熱處理技術具有較高的現實意義，不僅降低了金屬材料的浪費，同時也避免了金屬材料生產過程中對生態環境的污染，有效擴大了金屬材料的應用范圍。

關鍵詞：金屬材料；熱處理工藝；技術分析

1金屬材料的分類

金屬材料在現代各行各業中發揮著重要作用。其具有耐熱、耐寒等特點，而且隨著多孔金屬材料和納米金屬材料的不斷應用，研究領域正在不斷增大。多孔金屬材料：多孔金屬材料集高溫和高強度等諸多優點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。多孔金屬材料是優良的傳熱介質.不斷具有較好的通透性和很高的特熱性柜，而且孔隙結構中彌敞分布著大量的有方向性的或隨機的孔洞，這種孔隙結構具有優良的隔熱性能。同時也因為壓力降與結構的積弗補了層流對流換熱的低傳熱系數。多孔金屬結構是目前任何其它加工方法所不能得到的，而且正朝著材料導熱能力的方向發展。

2金屬材料熱處理工藝技術

2.1化學薄層滲透技術

化學熱處理的主要方式是將化學成分薄層滲透到金屬材料之上，從而改善金屬實際柔韌性和硬度，這種薄層滲透的方式能夠改變金屬表面形態，從而減低金屬材料在生產加工過程中出現浪費。另外，采用化學薄層滲透的金屬物質在加工過程中能夠降低生產成本，并避免金屬加工對環境造成的影響。同時，與傳統化學處理模式相比，薄層滲透僅作用于金屬表面，無需滲入到金屬的內部結構，其處理方法較為簡單，所產生的效果較好，具有極高的性價比，能夠提升技術材料熱處理效率。

2.2激光熱處理技術

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，當金屬表面的溫度快速升高后關閉激光束，在熱傳導作用下，金屬迅速自然冷卻，在金屬表面形成一層較薄的組織，與常規淬火模式相比，這一方式所處理后的金屬表面硬度更高，成為當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的特征，因此，使用激光進行金屬材料熱處理，其效果較好，激光能夠促進金屬表面形成硬度較大的外層，從而提高金屬材料硬度，改善金屬現有結構。同時，當前多采用計算機系統控制激光進行熱處理，這種模式下處理方法與處理技術均采用計算機予以控制，能夠進行自動化的激光熱處理，顯著提升其工作效率，從而進行批量化生產。

2.3超硬涂層技術

超硬涂層并不是一種技術，而是多種涂層技術的合稱，其本質是采用多種技術在金屬表面制備涂層，該涂層硬度較高，從而實現金屬表面硬度的提升。一般用于超硬涂層的物質包括氮化金屬、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、納米結構及納米晶等等。將上述物質涂抹于金屬表面，采用蒸鍍、濺射、沉積、離子鍍等高科技形式完成涂層的制備。超硬涂層技術的優勢在于方便快捷，對金屬材質內部的影響較小，因此，超硬涂層技術是金屬熱處理中應用最廣泛的技術之一，也是當前提高金屬表面硬度的主要方式。目前金屬熱處理涂層技術不斷發展，采用更為先進的方式進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，具有極高的應用效果。

2.4振動處理技術

振動處理也稱振動時效處理，是通過振動來消除金屬內應力，使常規金屬參與內應力逐漸消失，從而實現材料達到屈服強度的目標，最終導致金屬材料出現微量變形情況。通過上述方式能夠提升金屬材料的穩定性，并逐步降低金屬材料內部殘余內應力。當前實施振動處理金屬材料一般通過計算機系統進行控制，使金屬在振動中各項參數得以有效控制，在極大程度上提升了材料處理效果，降低材料處理時間，進而提升金屬材料振動處理效率。因此，這項技術近年來發展速度較快，眾多企業采用此種形式進行金屬熱處理，能夠極大降低了生產成本，同時這項處理模式對生態環境造成的影響極小，達成了節能減排的最終目的。

2.5熱處理CAD技術

CAD（ComputerAidedDesign）也就是計算機輔助設計，CAD技術通過計算機進行智能化模擬，將金屬材料熱處理的全過程進行建模，從而了解該金屬材料熱處理過程中可能會出現的各種問題，進行智能化調整后，再應用于實際生產操作之中。這種方式能夠不斷完善金屬熱處理效果，采用模擬-分析-研究這一結構對金屬材料熱處理工藝加以完善，實施預見性、全面性的金屬熱處理模式。同時，通過CAD技術進行金屬材料熱處理，能夠重點加強金屬材料處理前后各項參數的對比，進而掌握金屬熱處理前后參數變化情況與處理方式、處理時間等變量之間的關系，從而保障熱處理效果，根據實際需要制定相應的處理模式，有助于提升金屬材料熱處理效果。

3金屬材料熱處理變形的控制

3.1做好預處理

金屬材料的在預處理過程中，除了要嚴格控制：pH值外，還要增加工序。采用的保護性氣體可使鐵坯表面的油垢在高溫下分解和蒸發，同時還能對含碳量較高的鐵坯起表面脫碳作用，這種鐵坯處理法適用于鑄鐵坯體及厚鋼板成型鐵坯的表面處理。還有的預處理的方法是根據品種、鑄鐵坯的璧厚清除表面夾雜，經過噴砂后發現缺陷應加以焊補。

3.2合理配置零件結構

金屬零件厚的部分冷得慢、薄的部分冷得快，因而應盡可能縮減工作的薄厚差異。為了確保零件截面均勻，應當對零件結構進行設計。隨著金屬材料熱處理工藝及技術同樣在不斷發展，金屬材料熱處理技術的應用促使了金屬產品質量得到提升。金屬材料熱處理后再開展機械加工，可以實現對金屬材料熱處理變形的控制。同時，在進行金屬熱處理中可控氣氛應用較為廣泛。

結束語

隨著我國工業生產技術的不斷進步，機械性能可以通過熱處理工藝獲得最佳的生產效果。且金屬材料的熱處理是質量管理的重要環節，為使金屬工件具有所更高的物理性能、力學性能，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及金屬材料工藝控制策略。

參考文獻

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（作者單位：怡得樂電子（杭州）有限公司）