金屬材料熱處理工藝與技術分析

繆顯文

摘要：在我國工業領域中，金屬材料熱處理是一項較為常見的工藝技術，熱處理是改善和優化金屬材料各項性能指標的重要工藝之一，其在金屬零部件加工及制造過程中不可或缺。恰當應用熱處理工藝，能提高金屬零部件的柔韌性、耐蝕性和耐磨性，在冷加工及熱加工過程中，還可以改善金屬材料的內部組織和應力狀態。隨著工業技術的快速發展，金屬材料熱處理工藝理論體系得到優化完善，工藝應用價值有所提升。基于此，本文闡述了金屬材料的主要性能，分析了金屬材料熱處理工藝應用必要性，并詳細探討了屬材料熱處理新工藝與技術，以供參考。

關鍵詞：金屬材料;熱處理工藝;技術分析

引言

隨著社會的發展，我國的工業生產在國民經濟中所占的比例越來越大，這也帶動了有色金屬行業的迅猛發展。近年來，我國對有色金屬的開發和利用越來越多，其熱處理加工技術也逐漸走向成熟。在工業生產中，金屬材料的物理性能受熱處理加工工藝的影響較大，因熱處理技術低下造成的金屬材料耐久性、硬度、疲勞性能不達標，會導致金屬材料報廢，增加企業的生產成本。而不合格的產品應用在實際生產中，還將可能造成嚴重的安全事故，導致巨大的人身財產損失。這就要求相關企業對熱處理工藝進行嚴格的控制，以提高金屬材料的各項性能。

1金屬材料的主要性能

1.1金屬材料的硬度性能

金屬材料的硬度主要是在應用中金屬表現出來的抗擊能力。硬度是金屬材料物理性能衡量的重要指標，也是金屬自身的顯著物理特性之一。金屬材料的硬度越高，其在實際應用中展現出較好的抗擊性能，應用范圍也更為廣泛。

1.2金屬材料的耐久性

金屬材料的耐久性是金屬材料在使用過程中經受環境的作用，還能繼續保持其使用性能的能力。耐久性與金屬材料受腐蝕程度是密切聯系的，金屬材料在實際應用中，受環境因素影響，必然會受到某種程度上的腐蝕，其種類包括應力、腐蝕、縫隙腐蝕等，金屬材料的耐久性越強，則自身受腐蝕的程度就越低，就能具備較長的使用壽命。

1.3金屬材料的疲勞性

金屬材料出現疲勞是指金屬材料在工作環境中，長期承受交變載荷作用，未發生顯著塑性變形的情況下突然嚴重損壞或斷裂的現象，其特征是金屬材料所受應力并未達到材料規定的臨界點。然而，連續性的周期性外力，造成金屬材料斷裂或者損壞。

2金屬材料熱處理工藝應用必要性

2.1改變金屬材料性能

在傳統工業生產模式下，雖然企業借助工業機床設備對金屬生產原材料開展切削作業，可在短時間內加工出適當外觀造型、規格參數的零部件以及工業產品，但卻無法對所使用金屬材料的各項性能質量加以轉變，最終導致所加工零部件與工業產品出現穩定性不足、使用壽命較短等一系列問題，部分工業產品與零部件很難在高強度、長時間使用過程中保持穩定狀態（如所制造各類機械設備等）。通過對金屬材料熱處理工藝的靈活運用，將會實現對金屬材料各項性能屬性的大幅提升，以此提高所制造零部件與工業產品的加工質量、延長實際使用壽命。例如部分金屬材料在長時間存儲、后續使用過程中，受到應力狀況因素影響出現程度不一的腐蝕、開裂問題。而對熱處理工藝的應用，則將大幅降低應力對金屬材料所造成的影響系數，從而實現對金屬材料耐久性的提升（延長實際使用壽命）。此外，應用熱處理工藝后，金屬材料在后續加工、使用過程中將不會出現氧化問題。

2.2降低金屬材料切削難度

在傳統金屬材料零部件與工業產品加工過程中，由于多數金屬材料的自身硬度系數較高，因此在材料切削過程中，普遍存在切削難度系數大、作業效率低下、夾具不穩、材料與刀具粘連、刀具磨損程度嚴重等問題。通過對金屬材料熱處理工藝的應用，則可通過對金屬材料性能的適當調整，有效解決以上問題，在充分保障加工質量的同時，提高金屬材料切邊精度與加工效率。

3金屬材料熱處理新工藝與技術分析

3.1熱處理CAD技術

熱處理CAD技術是一種運用計算機輔助進行熱處理工藝的模擬系統，其優勢在于將實際的熱處理工藝過程進行實驗室模擬，可以縮短實驗時間、減少實際工作中的失誤、提高實驗效率。比如采用熱處理 CAD 技術，可以實現等溫退火、完全退火等現實工作不可能達到的操作，可以對熱處理過程中金屬材料的變形進行預防。在具體模擬時，科研人員先運用 CAD 技術對整個熱加工過程進行還原，并結合金屬材料的物理、化學特性、熱加工的具體要求，對熱加工工序進行模擬，對步驟中存在的缺陷進行完善。熱處理 CAD 技術屬于電腦、信息技術在加工領域中的應用，帶來了熱處理技生產水平的全面提高。

3.2激光熱處理技術

激光熱處理技術是將工件用高能量激光束進行熱處理，金屬表面在高能激光作用下，溫度快速提升達到相變點。激光熱處理技術的優點在于激光束密度、功率較高，金屬材料表面經照射后，其處理層擁有更好的結合強度，金屬成品可同時具有高強度、高硬度和高耐磨性的效果。現階段，激光熱處理的對象一般是鑄造型板沖壓模具，且生產成本較高，只應用于冶金、汽車、石油化工等領域。

3.3化學薄層滲透熱處理技術

化學薄層滲透熱處理技術是在所處理金屬材料表層結構上覆蓋一層適當成分的化學薄膜，以實現對金屬材料自身柔韌性、硬度系數等性能的優化改善，并采用薄膜滲透形式逐漸對金屬材料表面形態加以轉變與改善，最終實現改善金屬材料性能、降低加工損耗、提高金屬材料實際利用率的處理目的。相比于其他金屬材料熱處理技術而言，化學滲透處理工藝具有經濟效益高處理經濟成本較低，且會大幅提高金屬材料實際利用率，并且節能環保，無需消耗大量能源和資源開展金屬材料熱處理作業，且不會對生態環境造成污染破壞，流程簡略，所覆蓋化學薄膜僅需壓迫對金屬材料表面形態加以滲透和改善等應用優勢。

3.4真空熱處理技術熱處理技術

傳統的熱處理依靠燃料燃燒，氧氣是必備的工作條件，但金屬的活性較高，有氧作業下，金屬材料表層往往發生氧化，其材料性能大打折扣。近年來科學技術水平不斷進步，可以實現對金屬材料的真空熱處理。其優點是：真空作業使得避免了金屬表層氧化現象的出現，真空環境下能夠對低壓滲碳材料表面實施有效處理，并直接進行高壓氣淬施工，有效的提高了材料熱處理效率，有效提高材料熱處理效率，縮短了熱處理的工藝流程。

3.5振動時效處理技術

振動時效處理技術是在對金屬熱加工過程中必須的技術，因為在熱處理時，金屬材料在機械設備的作用下，受到較大的振動，產生相應的振動力，金屬材料會發生位移、錯位等，最終導致產品質量達不到預期要求。使用振動時效處理技術對振動進行干預，可以將材料振動的影響降到最低，加工的精確性得到較大提高，金屬成品更加完整。

結束語

總而言之，隨著我國工業的不斷發展，金屬材料熱處理工藝在實際生產中發揮著越來越重要的作用。但是我國的熱處理新興技術起步較晚，與國外發達國家相比，其工藝水平、應用時間都處于落后階段，相關工作人員只有對熱處理技術進行進一步研發與創新，對傳統的加工流程進行進行調整完善，才可以不斷的提升我國金屬材料的加工水平，為我國的工業發展提供更大的幫助。

參考文獻

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