金屬材料熱處理技術的發展

孫 洋

（佳木斯大學，黑龍江 佳木斯 154007）

雖然金屬作為工業生產中最為重要的原材料，但它多以單質形式存在，需要經過深度加工處理才能切實滿足工業生產需求，熱處理技術就能實現這一目標，改變金屬材料的基本性質。具體來講，金屬熱處理加熱過程中所改變的是金屬的基本外形與內部結構，通過加工也能提升金屬整體性能，所以在金屬熱加工過程中深度分析其熱處理技術與金屬材料之間的互動關系是非常有必要的[1]。

1 金屬材料基本性能與熱處理技術之間的關系分析

金屬材料基本性能表現復雜，所以要采用到熱處理技術進行加工處理。而為了保證熱處理工藝實施到位，還需要結合實際情況對金屬材料的基本性能與熱處理工藝基礎進行分析優化調整，確保科學合理采用熱處理工藝技術。

就以金屬材料的基本耐久性與熱處理應力之間的關系為例展開分析，如果金屬材料長時間遭受外力作用或者長期處于腐蝕環境下，它的應力情況會發生一定改變，最終出現比較嚴重的腐蝕或開裂問題。就這一點來看，需要結合熱處理應力配合金屬材料自身耐久性特征進行分析，明確二者之間的內在關聯。一般情況下，可考慮針對金屬材料的熱處理工藝環節展開分析，從本質上減少熱處理剩余應力內容，合理控制它對金屬材料所產生的損壞程度，最大限度提升金屬材料的整體質量與耐久性。

再一點還要觀察金屬材料在實施切割工藝過程中的特性變化，要結合其特性變化科學合理選擇相應切割工具，根據施工現場環境因素觀察切割后金屬材料光澤與形狀的變化。基于這些變化再合理化選擇熱處理技術。例如預熱處理可為后續金屬材料的正常準確切割創造先決優質條件與生產安全保障。合理化的熱處理工藝可最大限度降低切割環節中可能會產生的刀具粘連問題，以提升切割效率與精準性，同時它對金屬零部件的主要性能與質量提升效果也是相當明顯的[2]。

2 金屬材料的熱處理加工工藝應用探討

金屬材料的熱處理加工工藝五花八門，基于不同的物理學、化學基本原理，可針對金屬材料本身進行熱處理加工工藝優化，下文結合幾點金屬材料的熱處理加工工藝技術應用進行簡單探討分析。

2.1 真空熱處理工藝技術的應用

真空熱處理工藝技術是低于1個大氣壓，氣壓范圍在10-1Pa～10-3Pa的環境加工熱處理工藝技術，當然該技術在應用過程中還存在缺陷，就是它無法實現絕對的真空狀態，一般在10Pa環境中可實現真空熱處理過程，但整體看來金屬材料的性能并不會發生太大變化，但是它能夠規避一些加工中可能產生的變形問題，例如對金屬材料內部產生氣孔問題的規避，確保最終材料處理結果理想化[3]。

2.2 振動時效熱處理工藝技術應用

振動時效熱處理工藝技術應用主要結合機械振動過程或超聲波振動過程來降低甚至消除存在于均勻工件中的內部殘余應力，所以它還被稱之為震動消除應力法。該工藝技術中主要利用到了常規振動原理，可對金屬材料進行深加工熱處理，例如在針對振動時效處理方面，它能夠大幅度提高金屬材料的整體穩定性，同時有效控制材料的基本變形情況。目前的振動時效處理方法可被廣泛應用于針對金屬材料加工設備的有效控制與監督過程中，滿足所有的狀態自動化控制要求，為金屬材料生產效率與產品品質的提升提供有效參考，同時降低企業生產成本，非常易于綠色制造過程優化調整[4]。

2.3 表面滲層處理工藝技術應用

表面滲層處理工藝技術所追求的是基于化學元素滲入工件表層的金屬工件性能改善處理工藝技術。在具體操作實踐過程中，它會將工件完全放置于含有氮、碳以及其它合金元素的介質中進行綜合加熱處理。在處理過程中確保氮元素、碳元素等等能夠有效快速的滲入到工件表層中，這種滲透技術所追求的是對工件亮度、光潔度以及耐磨屬性的有效改善。在針對材料的表面滲層處理過程中，可首先采用到化學熱處理方法，針對金屬材料的表面滲層進行處理調整，保證提高金屬材料的整體塑韌性，再通過表面滲層處理過程有效提升金屬材料使用率。整個過程對降低材料浪費率把握到位，也能實現對金屬材料生產過程的合理化控制。再者，該工藝所造成生態污染較少，對周邊環境的影響相對偏小。

2.4 激光熱處理工藝技術應用

激光熱處理工藝技術在熱處理效果上表現良好，它可全面提升金屬表面硬度，對金屬整體處理效果更為理想。另外，為了保證激光熱處理工藝技術應用的精準程度，還需要在激光熱處理過程中借助計算機與相關輔助設備對激光使用情況進行科學化控制。例如在計算機系統的輔助作用下，目前該技術正在朝自動化、智能化方向發展，具有相當巨大的發展潛力。

2.5 電子束淬火工藝技術應用

電子束淬火工藝技術主要以電子束作為基礎熱源，它的加熱工件加熱速度極快，具體被稱之為“自冷式淬火”模式。在這其中，電子束的能量要遠遠高于普通激光，且它的能量利用率也相比于激光熱處理更高，利用率可達到80%以上。在電子束表面淬火應用過程中，它所提供的淬火質量非常之高，整個淬火過程都不會導致工件受到任何影響，所以它被業界視為是一種非常有前途的熱處理技術。

2.6 熱處理CAD工藝技術應用

熱處理CAD工藝技術的應用屬于現代金屬熱處理過程中比較領先的技術之一，因為該技術具有較廣的應用范圍，且技術本身主要基于計算機模擬展開，配合智能控制可實現對熱處理操作流程的全方位優化。熱處理CAD工藝技術主要利用到了上文所提到的振動時效處理技術，它能夠快速實現對金屬材料的熱處理，并保證金屬材料在熱處理過程中具有相對的安全穩定性。熱處理CAD技術是需要抽取熱處理環境中的空氣成分的，同時在該過程中添加一定的惰性氣體，保證降低金屬材料熱處理工藝環節中所存在的金屬氧化現象發生幾率。

3 總結

金屬材料在實施熱處理工藝過程中需要考慮到的問題非常之多，它還需要結合具體問題展開具體分析，確保金屬熱處理工藝環節效率提升，并能夠解決諸多問題，全面推動熱處理技術在工業生產中的應用效能發揮，更好服務于我國工業產業生產進程。