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        金屬材料熱處理工藝及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的思考

        2019-09-09 08:14:53趙俐均
        數(shù)碼世界 2019年5期
        關(guān)鍵詞:技術(shù)發(fā)展金屬材料

        趙俐均

        摘要:金屬材料的熱處理技術(shù)直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。本文先介紹金屬熱處理工藝,重點(diǎn)闡述了熱處理工藝和發(fā)展趨勢(shì),其中工藝類型有:化學(xué)薄層滲透工藝、超硬涂層工藝、激光熱處理工藝等,旨在有關(guān)部門工作時(shí)可以為其提供理論參考。

        關(guān)鍵詞:金屬材料 熱處理工藝 技術(shù)發(fā)展

        前言

        我國(guó)金屬材料的熱處理技術(shù)水平不高,熱處理的自動(dòng)化和智能化較弱,經(jīng)常出現(xiàn)金屬元件氧化和脫碳的情況,令其質(zhì)量不能達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。另外,此技術(shù)的落后,導(dǎo)致金屬使用壽命低。因此提升金屬材料的熱處理技術(shù)很重要不但可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量還能夠有效控制成本,促進(jìn)金屬制造業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展。

        一、金屬材料熱處理工藝介紹

        熱處理是金屬材料在一系列手段下,改變自身性狀的過(guò)程,熱處理工藝包括加溫、保溫和降溫等處理方法?,F(xiàn)在人們生活中的很多環(huán)節(jié)都和熱處理有關(guān),金屬材料經(jīng)過(guò)熱處理后,自身的硬度和延展性都得以增強(qiáng),提高金屬材料制作零件的抗磨損性和抗腐蝕性,還能提升金屬材料的使用壽命,在一定程度上實(shí)現(xiàn)了節(jié)約成本的目的。所以,現(xiàn)在的熱處理技術(shù)已經(jīng)被人們廣泛運(yùn)用,現(xiàn)代和傳統(tǒng)熱處理工藝不同的是,使用了更加先進(jìn)的技術(shù),對(duì)金屬材料進(jìn)行處理,最大程度的提升了金屬材料的硬度,增強(qiáng)使用價(jià)值。

        二、金屬材料熱處理工藝

        (一)化學(xué)薄層滲透工藝

        利用熱處理技術(shù),將化學(xué)和物理成分較高的物質(zhì)渡在金屬材料表層進(jìn)而提高金屬的硬度和柔韌性,此方法指改變了金屬表面的形態(tài),進(jìn)而減少金屬材料在加工使用過(guò)程中,產(chǎn)生的浪費(fèi)情況[1]。除此之外,在金屬表面鋪設(shè)一層化學(xué)薄層,減少加工的成本,避免金屬過(guò)度加工對(duì)生態(tài)帶來(lái)的影響。和以往化學(xué)處理形式相比,薄層滲透技術(shù)只在金屬表面造成影響,并沒(méi)有滲透到金屬內(nèi)部,處理技術(shù)簡(jiǎn)單,并且產(chǎn)生的效果好,性價(jià)比較高,可以增強(qiáng)熱處理技術(shù)材料的使用效率。

        (二)超硬涂層工藝

        該工藝是指在金屬表面涂上一種特質(zhì)的涂層,是多種涂層技術(shù)的總稱,涂抹一層涂層后,令金屬硬度增加,提升其質(zhì)量。經(jīng)常作用于金屬表面的涂層有硼化金屬、碳化金屬、金剛石、氮化碳等。將其涂抹在金屬表面,通過(guò)離子鍍和蒸鍍等高科技,完成金屬表面的制備。超硬涂層工藝的使用方法比較便捷,并在金屬內(nèi)部產(chǎn)生的影響較少,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)在提升金屬表面硬度的目標(biāo)?,F(xiàn)在金屬熱處理涂層技術(shù)發(fā)展迅速,也研發(fā)出更加先進(jìn)的金屬表面涂層工作,減少輸出成本,增加金屬表面硬度,具有很高的運(yùn)用價(jià)值。

        (三)激光熱處理工藝

        該技術(shù)也叫激光淬火,通過(guò)激光照射金屬表面,令其快速升溫后閉合激光,在熱傳導(dǎo)的影響下,金屬可以快速降溫,并在表面產(chǎn)生一層薄薄的組織,和常規(guī)淬火方法比較,激光熱處理技術(shù)處理后的金屬表面,硬度更高。至今為止,激光熱處理技術(shù)已經(jīng)成為金屬材料的主要工藝之一。例如在工業(yè)生產(chǎn)中的鎖把猝火工藝的使用,就使用激光熱處理工藝。激光對(duì)金屬材料的處理,具有很強(qiáng)的穿透性特征,并且處理后的材料質(zhì)量更高,通過(guò)產(chǎn)生的外層令金屬硬度更高,優(yōu)化金屬結(jié)構(gòu)。隨著技術(shù)的進(jìn)步,現(xiàn)在利用自動(dòng)化和智能化的激光處理技術(shù),減少人工處理中出現(xiàn)的錯(cuò)誤,利用信息技術(shù),處理的效果更佳,提升工作效率,可以用于金屬產(chǎn)品的批量生產(chǎn)中。

        (四)熱處理CAD工藝

        該工藝的英文全稱是Computer Aided Design,翻譯過(guò)來(lái)就是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),該技術(shù)利用計(jì)算機(jī),進(jìn)行智能化模擬。在計(jì)算機(jī)中利用CAD對(duì)金屬材料熱處理工藝進(jìn)行建模,了解在熱處理過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題,然后在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)的調(diào)整,作用于實(shí)際工作中。此方法可以優(yōu)化金屬熱處理的效果,并通過(guò)模擬 分析 研究這一形式,完成對(duì)金屬材料的熱處理工作,進(jìn)行全面、預(yù)防式的熱處理形式。另外,CAD技術(shù)對(duì)金屬材料處理時(shí),還進(jìn)行了處理前后數(shù)據(jù)的比較,對(duì)金屬處理前后的參數(shù)變化進(jìn)行完善,保證熱處理的效果,并結(jié)合相應(yīng)的處理形式,促進(jìn)熱處理效果的展現(xiàn)。

        (五)振動(dòng)處理工藝

        該工藝也被叫做振動(dòng)時(shí)效處理,通過(guò)振動(dòng),降低金屬內(nèi)應(yīng)力,將金屬內(nèi)部的應(yīng)力逐漸減少,進(jìn)而完成金屬材料強(qiáng)度提升的目標(biāo),令其內(nèi)部微量變形。此方法可以增強(qiáng)金屬的穩(wěn)定性,降低內(nèi)部殘余應(yīng)力?,F(xiàn)在對(duì)金屬振動(dòng)的處理,一般通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行控制,對(duì)振動(dòng)的頻率和時(shí)間等進(jìn)行嚴(yán)格的掌控,最大限度的增強(qiáng)材料處理效果,減少振動(dòng)時(shí)間,繼而提升金屬材料的處理效率。近幾年該工藝進(jìn)步較快,很多生產(chǎn)企業(yè)都使用此方法進(jìn)行熱處理,最大響度的降低生產(chǎn)成本,減少對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的影響,最終達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo)。

        三、金屬材料熱處理技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

        現(xiàn)在技術(shù)快速發(fā)展,金屬材料在使用過(guò)程中,都使用熱技術(shù)進(jìn)行一番處理,借此提升金屬質(zhì)量。近幾年我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中,金屬的種類有所擴(kuò)展,產(chǎn)生了各種先進(jìn)的金屬材料熱處理工藝,最大限度的促進(jìn)我國(guó)金屬制造業(yè)的發(fā)展。作者就現(xiàn)在金屬熱處理產(chǎn)生的有關(guān)論著和科學(xué)家研究成果得知,將來(lái)的金屬熱處理技術(shù)發(fā)展以可控氣氛技術(shù)為主,主要是利用控制氣體的形式,對(duì)金屬進(jìn)行加熱,令金屬和氣體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),在金屬表面形成~層保護(hù)膜,這層保護(hù)膜可以增強(qiáng)金屬延展性和硬度。一般情況下,使用氬氣和氮?dú)獾茸鳛榉磻?yīng)氣體,促使金屬表面的氧化,進(jìn)而提升金屬材料的硬度。實(shí)際工作中生產(chǎn)兩種或者兩種以上的氣體,進(jìn)行熱處理,完成金屬表面的保護(hù)[2]。將來(lái)對(duì)熱處理加深認(rèn)知后,作者相信,會(huì)出現(xiàn)更多的處理技術(shù),其操作更加簡(jiǎn)單、工作效率更加高,減少成本的輸出,可廣泛運(yùn)用于生產(chǎn)工作中。另外,我國(guó)電子行業(yè)和機(jī)器人的制造行業(yè),經(jīng)常使用到金屬熱處理技術(shù),但是因?yàn)榇祟I(lǐng)域我國(guó)起步較晚,技術(shù)相對(duì)不成熟,但是對(duì)著我國(guó)技術(shù)的進(jìn)步,自動(dòng)化技術(shù)的使用也愈加廣泛,并已經(jīng)成為金屬熱處理領(lǐng)域中的主要標(biāo)志,促進(jìn)技術(shù)的進(jìn)步,并將自動(dòng)化和專業(yè)化變?yōu)樾袠I(yè)發(fā)展的主要趨勢(shì)。

        四、結(jié)論

        綜上所述,金屬熱處理工藝,隨著我國(guó)技術(shù)的發(fā)展,至今已經(jīng)獲得很好的進(jìn)步,現(xiàn)在金屬材料經(jīng)過(guò)熱處理后,表面的硬度和延展性獲得很好的提升,并通過(guò)多種工藝的使用,減少生產(chǎn)成本。綜合的來(lái)說(shuō)熱處理工藝有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義,減少金屬資源的浪費(fèi),還降低生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來(lái)的污染,擴(kuò)展了金屬材料的使用范圍。

        參考文獻(xiàn)

        [1]彭天成,金屬材料熱處理變形的影響因素與控制策略[J],冶金與材料,2018,38(01):44+46。

        [2]李立堯.金屬材料熱處理工藝與技術(shù)分析[J].工業(yè)設(shè)計(jì),2017(08):173174.

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