王玉辰

摘 要：近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，各領(lǐng)域建設(shè)邁入了一個(gè)全新的時(shí)代，金屬材料作為最基本的元素，其應(yīng)用范圍越發(fā)廣泛。為了進(jìn)一步滿足了工業(yè)生產(chǎn)多樣化、專業(yè)化的需求，很多企業(yè)在金屬材料加工中進(jìn)行了熱處理操作，但同時(shí)受多重因素影響，出現(xiàn)了不同程度的變形現(xiàn)象，降低了其使用性能及壽命。時(shí)至今日，有關(guān)金屬材料熱處理變形控制方面的研究備受關(guān)注。本文基于對(duì)金屬材料熱處理變形影響因素的簡述分析，就其有效控制策略進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：金屬材料;熱處理變形;影響因素;控制策略

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.02.052

0 引言

在金屬加工制造領(lǐng)域，熱處理技術(shù)應(yīng)用相當(dāng)普遍，改善了金屬材料的物理及化學(xué)性質(zhì)，使之內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變和優(yōu)化，其性能大幅提升，滿足了多樣化的應(yīng)用需求。但是在具體的操作實(shí)踐中，金屬材料熱處理對(duì)整個(gè)工作環(huán)境及技術(shù)應(yīng)用有著極高要求，需結(jié)合實(shí)際情況對(duì)其操作工藝進(jìn)行創(chuàng)新優(yōu)化，減少金屬材料熱處理變形量，進(jìn)而推動(dòng)金屬加工制造行業(yè)發(fā)展。

1 金屬材料熱處理變形影響因素

隨著現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)發(fā)展，金屬材料因其韌性強(qiáng)、塑性佳、高強(qiáng)度等特性，有著極其廣泛的應(yīng)用，其在硬度、耐久性等方面的性能表現(xiàn)，會(huì)受外界環(huán)境因素影響作用。據(jù)科學(xué)研究表明，金屬材料熱處理過程中，會(huì)因應(yīng)力狀態(tài)、處理工藝以及加工方式等因素影響，出現(xiàn)變形現(xiàn)象，進(jìn)而影響到了后期應(yīng)用。具體而言，金屬材料因其本身的密度、結(jié)構(gòu)等構(gòu)成特點(diǎn)，加之外界因素影響，在進(jìn)行熱處理過程中，可能會(huì)出現(xiàn)不等時(shí)性、冷熱不均衡分布等問題，并在內(nèi)應(yīng)力的作用下，產(chǎn)生變形，并隨著熱處理頻繁，出現(xiàn)明顯的方向性。同時(shí)，要想了解工藝流程對(duì)金屬材料熱處理變形的影響，首要對(duì)其進(jìn)行全面分析。在實(shí)際操作踐行中，金屬材料的熱處理包括正火、淬火、回火以及退火等工藝，并因材料屬性差異進(jìn)行操作調(diào)整，是一個(gè)相當(dāng)繁瑣的流程?，F(xiàn)階段而言，我國在金屬材料熱處理工藝上的溫度控制技術(shù)存有缺陷，容易破壞其結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致變形發(fā)生。此外，較大的金屬材料預(yù)留熱處理變形量、加工余量等誤差，亦是造成變形的重要影響因素。

2 金屬材料熱處理變形控制策略

綜合來看，金屬材料的熱處理變形是一個(gè)多因素影響作用的過程，其有效控制需從各個(gè)環(huán)節(jié)入手。作者基于上述分析，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)性地提出了以下幾種金屬材料熱處理變形控制策略，以供參考和借鑒。

2.1 合理淬火

在整個(gè)金屬材料熱處理工藝流程中，淬火作為最核心的工作之一，對(duì)變形產(chǎn)生了重要影響作用。在具體踐行過程中，相關(guān)工作人員應(yīng)注重工藝技術(shù)創(chuàng)新，從多個(gè)維度上降低淬火失誤率。事實(shí)上，不合理的淬火介質(zhì)，很大程度上增加了金融材料內(nèi)應(yīng)力失衡，最終導(dǎo)致變形出現(xiàn)?，F(xiàn)階段而言，常見的金屬材料淬火介質(zhì)包括水和油，對(duì)其溫度控制至關(guān)重要。一般情況下，水溫應(yīng)控制在五十五攝氏度到六十五攝氏度之間，而油溫則提升到六十到八十?dāng)z氏度之間，同時(shí)注意提高淬火速度，以產(chǎn)生良好的冷卻效果，減少金屬材料變形量?？茖W(xué)的淬火工藝處理，將對(duì)金屬材料熱處理變形控制產(chǎn)生舉足輕重的影響。

2.2 科學(xué)冷卻

不同的金屬材料熱處理，所采取的冷卻方案不盡相同，科學(xué)冷卻是確保金屬材料熱處理變形控制的有效舉措。目前來講，金屬材料的熱處理主要包括單介質(zhì)淬火、雙介質(zhì)淬火、分級(jí)淬火以及等溫淬火等。其中，單介質(zhì)淬火工藝模式下，在一種淬火介質(zhì)中完成淬火零件的冷卻，具有操作簡便的特性，很容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，因而工作效率更高，但是對(duì)淬火速度的控制難度較大，容易導(dǎo)致金屬材料出現(xiàn)變形、開裂等問題。而雙介質(zhì)淬火則是通過特殊介質(zhì)的快速冷卻功能，將淬火零件溫度迅速降至三百攝氏度，在經(jīng)過兩到三分鐘的保溫處理之后，將之放入冷卻速度較低的介質(zhì)當(dāng)中，進(jìn)行二次冷卻處理。不同的冷卻速度要求決定了冷卻介質(zhì)的不同。長期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，過快的冷卻速度，會(huì)增加金屬材料內(nèi)部拉應(yīng)力，繼而影響其淬透性，導(dǎo)致變形量增大。因此，為了有效控制金屬材料熱處理變形，應(yīng)科學(xué)選擇冷卻方案。

2.3 有效加工

如上分析，金屬材料熱處理過程中，需在之前的機(jī)械加工中存留合理余量，保證金屬材料變形量充足，提高淬火合格率。與此同時(shí)，夾裝工具的差異，亦會(huì)對(duì)金屬材料形狀產(chǎn)生不同程度的影響。在具體操作來看，要認(rèn)真分析加工零件的實(shí)際情況，包括要求、特點(diǎn)等，選擇有效的夾裝方式，避免熱應(yīng)力不均衡導(dǎo)致金屬材料變形。與此同時(shí)，值得注意的是，如遇金屬材料加工中需進(jìn)行熱處理，那么還需進(jìn)行上述操作，即保證足夠的金屬材料形變余地。在系列工作完成之后，可依據(jù)金屬材料的變形規(guī)律，通過淬火變形合格率，來改善金屬材料質(zhì)量，確保金屬材料變形值符合加工工件技術(shù)要求。事實(shí)上，有效的加工方式選擇，對(duì)控制金屬材料熱處理變形具有重要價(jià)值意義，應(yīng)當(dāng)?shù)玫礁叨戎匾暋?/p>

3 結(jié)語

總而言之，金屬材料熱處理變形是一個(gè)多因素作用的過程，包括應(yīng)力狀態(tài)、處理工藝以及加工方式等諸多方面影響，其控制作為一項(xiàng)系統(tǒng)化工程，需從上述各個(gè)環(huán)節(jié)入手。由于個(gè)人能力有限，加之金屬材料熱處理變形復(fù)雜，本課題研究任重而道遠(yuǎn)，作者希望學(xué)術(shù)界大家持續(xù)關(guān)注此課題研究，結(jié)合實(shí)際情況，針對(duì)性地提出更多有效控制措施。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃軍.熱處理過程中影響金屬材料變形的影響和改進(jìn)措施[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（16）：9.

[2]張磊.金屬材料熱處理變形控制措施探析[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2018（06）：100-101.

[3]王利榮.淺談金屬材料熱處理變形的影響因素及控制策略[J].世界有色金屬，2018（02）：226-227.