淺談金屬材料熱處理變形的影響因素及控制策略

王利榮

（中國(guó)一重集團(tuán)有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161042）

在金屬加工制造行業(yè)中，對(duì)熱處理技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，能夠從根本上實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)的提升，滿足了當(dāng)前各項(xiàng)工業(yè)生產(chǎn)、制造事宜。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前金屬材料的熱處理工作，主要由金屬加熱、保溫和冷卻等幾項(xiàng)工作流程所構(gòu)成，但由于金屬熱處理工藝對(duì)于整體的工作環(huán)境、技術(shù)應(yīng)用有著較高標(biāo)準(zhǔn)的要求，所以在實(shí)際操作的過程中，材料時(shí)常會(huì)發(fā)生變形的問題，這就需要相關(guān)工作人員在傳統(tǒng)金屬加工制造的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)熱處理工藝技術(shù)的高效化應(yīng)用，提升我國(guó)金屬材料加工制造的整體質(zhì)量與水平，進(jìn)而推動(dòng)社會(huì)的發(fā)展。

1 金屬材料熱處理變形的影響因素

在對(duì)金屬材料熱處理變形的影響因素進(jìn)行探究時(shí)，工作人員需要對(duì)金屬材料熱處理過程中各項(xiàng)工藝技術(shù)特點(diǎn)，進(jìn)行全面化的掌握，并在此基礎(chǔ)上，采取一些具有針對(duì)性的改善措施，進(jìn)而才能實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬材料變形的有效控制，也為金屬材料熱處理過程中變形控制工作的開展，起到了一定的促進(jìn)作用。

在對(duì)金屬材料進(jìn)行熱處理的過程中，由于材料自身的密度構(gòu)成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及在外界因素的影響下，材料本身可能會(huì)出現(xiàn)不等時(shí)性、冷熱分布不均勻的問題。在金屬材料受熱的過程中，溫度會(huì)發(fā)生較為明顯的變化，這就會(huì)使金屬材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的受力情況發(fā)生改變，金屬材料變形的幾率增大，而這種由于內(nèi)部應(yīng)力分布所導(dǎo)致的變形，被稱之為是內(nèi)應(yīng)力塑性變形。這種變形的特征性較為明顯，會(huì)表現(xiàn)出一定的方向性，且發(fā)生的頻率較高，每一次對(duì)金屬材料進(jìn)行熱加工，都會(huì)對(duì)其內(nèi)部應(yīng)力結(jié)構(gòu)造成改變，進(jìn)行熱處理的頻率越高，內(nèi)部應(yīng)力的變化情況越明顯。

在一般情況下，金屬材料的內(nèi)應(yīng)力一般被分成熱應(yīng)力和組織應(yīng)力變形著兩類，在相應(yīng)的溫度條件下，對(duì)金屬材料展開加熱、冷卻操作后，可以獲得純熱應(yīng)力變形，組織應(yīng)力變形和金屬材料自身的性能、形狀，以及加熱冷卻方式有著緊密的關(guān)聯(lián)。從實(shí)際的操作流程中可以了解到，要想對(duì)金屬材料的使用性能進(jìn)行高效化的提升，整個(gè)熱處理工序?qū)?huì)包含較多的工藝內(nèi)容，并且在操作過程中，需要根據(jù)金屬材料的種類、操作規(guī)范展開適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，收集各項(xiàng)參數(shù)內(nèi)容。但是在實(shí)際執(zhí)行過程中，由于我國(guó)在溫度控制、監(jiān)測(cè)精度方面具備局限性，所以溫度監(jiān)測(cè)精度難以得到有效的把控，一旦在熱處理過程中對(duì)溫度的控制未能合理實(shí)現(xiàn)，那么就會(huì)導(dǎo)致比容變形的問題發(fā)生，增加金屬材料變形幾率。

2 金屬材料熱處理變形控制時(shí)需要遵循的原則

2.1 易操作原則

為了提升工藝精度，在應(yīng)用熱處理技術(shù)的過程中，要就金屬材料的熱變形問題，提出控制方案的容錯(cuò)率，盡可能降低環(huán)境對(duì)熱處理變形控制工作造成的影響，還有，在對(duì)金屬材料熱處理變形問題進(jìn)行控制的時(shí)候，要盡可能簡(jiǎn)化處理流程，降低控制的難度，確保各項(xiàng)工作能夠有序展開。

2.2 科學(xué)性原則

要想達(dá)成金屬材料熱變形控制的目的，必須要在執(zhí)行過程中遵循相關(guān)的科學(xué)性原則，對(duì)金屬材料熱處理變形的影響因素、熱處理工藝要求，以及金屬材料之間的屬性關(guān)系展開系統(tǒng)化的分析，盡可能確保金屬材料熱處理變形控制工作能夠符合相關(guān)的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，借助科學(xué)性的指導(dǎo)原則，基礎(chǔ)人員在現(xiàn)有的基礎(chǔ)條件上，對(duì)金屬材料熱處理變形控制策略，展開科學(xué)化的控制與升級(jí)。

3 金屬材料熱處理變形的控制策略

3.1 對(duì)淬火工藝合理應(yīng)用

在金屬熱處理工作中，淬火工藝是最為核心化的一項(xiàng)工作步驟，且其發(fā)揮著極為重要的作用。不合理的淬火介質(zhì)，很容易導(dǎo)致金屬材料內(nèi)部出現(xiàn)應(yīng)力失調(diào)。所以在實(shí)際的處理過程中，要降低淬火階段的操作失誤情況，工作人員要在原有的工作基礎(chǔ)上，對(duì)淬火工藝進(jìn)行合理化的創(chuàng)新，調(diào)節(jié)冷卻的速度，降低材料的變形量，像油和水是常用的淬火介質(zhì)，為了提升淬火速度，保證冷卻效果，當(dāng)使用水作為淬火介質(zhì)時(shí)，其溫度應(yīng)該被控制在60℃左右；而使用油作為淬火介質(zhì)的時(shí)候，其溫度則應(yīng)該被控制在70℃左右。選擇合理的淬火介質(zhì)，能夠降低熱處理對(duì)材料內(nèi)部應(yīng)力產(chǎn)生的影響，對(duì)金屬材料的變形情況進(jìn)行控制。

3.2 選擇科學(xué)的冷卻方案

在冷卻方法的選擇上，針對(duì)金屬材料熱處理的工作內(nèi)容，當(dāng)前主要有單液淬火和雙液淬火這兩類。在使用上，單液淬火方法可以提升淬火的工作效率，但是卻難以對(duì)淬火的速度進(jìn)行控制，所以工作人員在選擇上應(yīng)該平衡這兩種工作方法的使用。

3.3 選擇有效的加工方式

在金屬材料進(jìn)行加熱、冷卻的過程中，選擇不同的夾裝方法，也會(huì)導(dǎo)致加工件形狀受到不同的影響。在此過程中，必須要根據(jù)零件的實(shí)際情況，選擇合適的裝夾方法，這樣才能夠?qū)釕?yīng)力不均勻所導(dǎo)致的變形情況進(jìn)行避免。在實(shí)際工作過程中，可以根據(jù)材料的實(shí)際要求、特點(diǎn)，對(duì)裝夾方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖儭Ｈ绻诮饘俨牧霞庸さ倪^程中需要進(jìn)行熱處理，那么還應(yīng)該在機(jī)械加工過程中預(yù)留相應(yīng)的加工余量，確保熱處理過程中金屬材料可以具備較為足夠的形變余地。完成熱處理加工工作之后，可以根據(jù)其變形規(guī)律，利用淬火變形合格率來提升材料質(zhì)量，要求所有變形值必須要滿足工件的實(shí)際規(guī)定。

4 結(jié)語

總而言之，在金屬材料熱處理過程中，對(duì)于變形因素的分析，要從基礎(chǔ)工作階段探究出有效的解決途徑，工作人員要幫助加工企業(yè)實(shí)現(xiàn)更為有效的科學(xué)化控制措施，進(jìn)而提升我國(guó)在金屬材料產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)、加工能力。

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