論熱處理工藝設計質量控制的幾個環節

1 引言

隨著我國社會經濟的迅速發展，人們對機械工藝質量的要求也在日益提高。熱處理作為機械產品加工工業的一項重要技術，它是改善和提高材料性能、提高產品使用壽命、可靠性和安全性的關鍵技術。只有不斷完善并提高熱處理工藝，才能使材料性能得到最大程度地發揮，以此來提高經濟效益。論文重點分析控制熱處理工藝質量的環節。

2 影響熱處理工藝的因素

2.1 工件表面的氧化脫碳傾向控制

工件表面的質量直接影響著工件的使用壽命，工件表面質量降低后使得工件受疲勞程度下降，因此就縮短了工件的使用壽命。熱處理工藝加熱過程中，工件表面會出現氧化脫碳的傾向。熱工藝處理過程中，工件表面氧化脫碳傾向嚴重，直接影響工件質量，導致工件使用壽命降低。影響工件表面氧化脫碳傾向的因素有以下幾點：第一，熱處理過程中的加熱溫度和時長，加熱過程中溫度越高，時間越久，工件表面的氧化脫碳傾向就越嚴重；第二，熱處理過程中的加熱設備和介質，熱處理工藝設備按照有效加熱區域的溫度均勻性分為不同的等級，運用不同的設備進行熱處理加工，則氧化程度也是不一樣的，在有氧化性介質的情況下加熱，則更容易發生氧化反應。

2.2 工件變形傾向控制

工件在進行熱處理加工時，要進行加熱和冷卻兩個環節。在這兩個環節中，工件受溫度的變化會發生熱脹冷縮，使得工件內部組織發生變化，從而導致工件發生形狀的改變和體積大小的改變。因此，工件在熱處理過程中，工件變形的程度與淬火過程中溫度的急速變化有很大的關聯。

2.3 工件原材料質量控制

工件加工所采用的原材料對最后的成品質量也有很大的影響。因此，對工件原材料要進行嚴格的質量把關，按照相關程序，工件原材料質量把關應該具備兩道程序，即初驗和復驗。工件加工原材料要在復驗程序過關后才能真正進入加工環節，尤其在進行原材料更換或者被替代的情況下，更應加強對原材料的復驗工作，以便生產出的產品滿足設計和質量要求。

2.4 檢測過程控制

熱處理工藝檢測過程包括對儀器儀表的檢測、爐溫均勻性的檢測、施工環境的檢測以及對零件設備的檢測。在熱處理工藝施工過程中，一方面，所使用的儀器儀表和爐具等應該定期進行質量和安全檢測，以保證在熱處理過程中能夠正常使用；另一方面，要加強對儀器儀表和爐具的維護，延長使用壽命，降低生產企業購買設備成本，從而提高生產企業的經濟效益。對于熱處理施工環境來說，一方面要保證熱處理工藝所需要的特殊環境，例如，若想減弱工件表面的氧化反應，則需要在較少的氧化介質環境中進行；另一方面要做好施工現場的清理工作，保證良好的工作環境。

3 常用的、比較有前景的金屬材料熱處理工藝

3.1 真空熱處理技術

真空熱處理技術是指在低于一個大氣壓（10-1～10-3Pa）的環境中加熱的熱處理工藝。目前，真空熱處理技術的發展還存在一定的問題，無法實現絕對的真空狀態，通常會在小于10Pa的環境中實施真空熱處理。在這種環境下，金屬材料的性能并不會發生較大的改變，同時還可以避免一些變形問題，如金屬材料內部產生氣孔等，最終材料的處理結果也比較理想。

3.2 振動時效處理技術

振動時效處理技術是通過機械振動（如超聲波）的方式消除、降低或均勻工件內殘余應力的工藝，又稱振動消除應力法。這種工藝是利用振動原理，對金屬材料進行的熱處理。振動時效處理后，能提高金屬材料的穩定性，并且可以有效控制材料的變形情況。

3.3 表面滲層處理技術

表面滲層處理技術是將化學元素滲入工件表層，從而達到改善金屬工件性能的目的。如將工件放置在含有碳、氮或其他合金元素的介質中加熱，使碳、氮等元素能滲入工件表層，達到改善工件耐磨性、亮度和光潔度的目的。在對材料進行表面滲層處理時，首先通過化學熱處理方法，對材料實施滲層處理，從而達到提高金屬材料塑韌性的目的。通過表面滲層處理，可以有效提高金屬材料的使用率，降低材料浪費問題，從而實現對產品生產成本的有效控制。

3.4 激光熱處理技術

激光熱處理技術，不僅具有良好的熱處理效果，同時還可以提高金屬表面的硬度，整體處理效果比較理想。為了保證激光處理的精準程度，在進行激光熱處理時，需借助計算機及相關設備合理控制激光使用。在計算機的輔助作用下，該項技術也將朝著自動化方向發展。

3.5 電子束淬火技術

電子束淬火是以電子束作為熱源，以極快的速度加熱工件的一種自冷式淬火。電子束的能量遠高于激光，而且其能量利用率也高于激光熱處理，可以達到80%。同時，電子束表面淬火質量較高，淬火過程中工件的基本性能幾乎不會受到影響，它是一種很有前途的熱處理技術。

3.6 可控氣氛熱處理技術

可控氣氛熱處理技術是指為了達到無氧化、無脫碳或按要求增碳，工件在爐氣成分可控的加熱爐中進行的熱處理。這種熱處理方法的目的是減少和防止工件加熱時的氧化和脫碳，提高工件尺寸精度和表面質量，同時還能達到節約鋼材、控制滲碳時滲碳層碳的質量分數。另外，通過這種技術，可以實現使脫碳工件重新復碳的目的。目前，可控氣氛熱處理技術是一種較為成熟且應用較為廣泛的技術，在應用該項技術時，可以通過對可控氣體的合理應用，對材料熱處理過程形成合理的控制與保護。

4 結語

在現有的金屬材料熱處理技術當中，無論是對金屬內部的改變還是表面的處理，都有非常大的局限性。為此，本文基于熱處理工藝提出新型建筑金屬材料的應用。該材料無論是在生產工藝上還是加工的過程中，都可以有效保障材料的精準程度，另外還可以保障材料本身具有的特性。