曹連富 周文彬 楊德黨

摘 要：在金屬材料的加工利用中，熱處理工藝是必需品[1]。優(yōu)質(zhì)的熱處理工藝對(duì)金屬材料的使用、品質(zhì)、利用率都有顯著影響，也可以改善相關(guān)的環(huán)境問題，做到高效、環(huán)保、科學(xué)[2-3]。為了能高效利用資源、符合環(huán)境保護(hù)的理念，對(duì)金屬材料熱處理工藝的探討以及其后續(xù)的技術(shù)發(fā)展的探索實(shí)施顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：金屬材料;熱處理;發(fā)展

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。

1 金屬材料熱處理工藝概述

熱處理是金屬材料通過一系列手段改變其性質(zhì)及性能的處理過程，主要包括加熱、保溫及降溫等處理方式。當(dāng)前在生產(chǎn)生活中各個(gè)層面均離不開熱處理。通過熱處理后的金屬材料，其表面的硬度得以增強(qiáng)，同時(shí)，采用熱處理能夠極大提高金屬材料的柔韌性，使金屬材料的抗磨損及抗疲勞能力得以增強(qiáng)，將熱處理后的材料制成金屬零件，延長(zhǎng)了金屬零件的使用時(shí)間，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的目的[1]。因此，現(xiàn)階段熱處理的作用被人們多廣泛認(rèn)知，與傳統(tǒng)熱處理不同的是，現(xiàn)代熱處理技術(shù)轉(zhuǎn)變了加熱-保溫-降溫的簡(jiǎn)單流程，而是采用更為高級(jí)與先進(jìn)的技術(shù)對(duì)金屬材料進(jìn)行處理，這種熱處理技術(shù)能夠更為大幅度提升金屬材料的硬度，并降低金屬材料脆性，其現(xiàn)實(shí)意義較高。

2 金屬材料熱處理工藝及技術(shù)

2.1 化學(xué)薄層滲透技術(shù)

利用金屬材料的性質(zhì)采用簡(jiǎn)單的化學(xué)方法處理，通過化學(xué)成分薄層滲透，提高金屬材料的強(qiáng)度與柔韌性;同時(shí)減少了金屬材料不必要的損耗，各方面減輕金屬利用中對(duì)環(huán)境的污染，其操作簡(jiǎn)單，便捷，降低成本且所產(chǎn)生的效益高。

2.2 激光熱處理技術(shù)

利用激光的穿透性進(jìn)行熱處理，來提升金屬性能。使用激光照射金屬材料表面，在溫度急速升高時(shí)，再關(guān)閉激光，讓溫度冷卻，在進(jìn)行這系列處理后可以做到金屬表面硬度的提升。利用激光進(jìn)行熱處理能實(shí)現(xiàn)熱處理自動(dòng)化，效果顯著，也能進(jìn)行高效率批量的生產(chǎn)，適用范圍廣泛，在用激光進(jìn)行金屬材料熱處理時(shí)，利用電腦控制的模式，是未來這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的必由之路。

2.3 超硬涂層技術(shù)

涂層技術(shù)中較為常用的為超硬涂層，進(jìn)行金屬材料表面的熱處理，不改變其內(nèi)部特性。對(duì)金屬表面應(yīng)用多種技術(shù)來進(jìn)行的涂層，涂層硬度應(yīng)較高，來做到提高金屬材料表面的硬度，涂層如碳化金屬、氧化金屬、氮化碳等。進(jìn)行技術(shù)金屬表面的涂抹，是提升金屬表面硬度最常用的方法之一。

2.4 振動(dòng)處理技術(shù)

利用振動(dòng)來預(yù)防金屬材料變形，消除其內(nèi)應(yīng)力，也稱振動(dòng)時(shí)效處理。振動(dòng)處理技術(shù)可以提升金屬材料的穩(wěn)定性，利用振動(dòng)處理中的金屬材料的有效數(shù)據(jù)，進(jìn)行有效控制，提高處理效果，降低生產(chǎn)成本，符合環(huán)保理念。

2.5 熱處理CAD技術(shù)

利用電腦的模擬技術(shù)，進(jìn)行智能化操作管理。通過CAD處理技術(shù)，來模擬還原進(jìn)行試驗(yàn)，調(diào)整過程中出現(xiàn)的問題，制定完善的實(shí)驗(yàn)步驟，進(jìn)行應(yīng)用。通過電子技術(shù)，就可以選擇最適合的材料，有提前應(yīng)對(duì)問題的能力，保證金屬材料的最優(yōu)效果，提高效率，大大降低了資源的浪費(fèi)和生產(chǎn)成本。

3 金屬材料的性能與熱處理工藝的關(guān)系分析

3.1 金屬材料的耐久性與熱處理之間的關(guān)系

在金屬材料的應(yīng)用過程中，需要對(duì)金屬材料的形態(tài)進(jìn)行加工，材料在外力的作用下，或者出于腐蝕環(huán)境中，都會(huì)影響金屬材料的腐蝕情況或者開裂情況，因此需要做好熱處理和耐久性之間的研究工作，從而保證金屬材料的應(yīng)用安全穩(wěn)定性。在實(shí)際進(jìn)行熱處理的過程中，金屬材料自身的耐久性會(huì)對(duì)熱處理應(yīng)力造成影響，因此通過降低應(yīng)力的不利影響，才能充分發(fā)揮金屬材料的價(jià)值。

3.2 材料的切割與熱處理之間的關(guān)系

金屬材料在加工過程中，切割也是必須經(jīng)歷的過程，為做好切割工作，需要選擇科學(xué)的工具進(jìn)行加工。在切割過程中由于金屬材料的材質(zhì)存在差異，因此變形情況也會(huì)有所不同，變形情況越嚴(yán)重，整個(gè)切割工作的難度也就越大。同時(shí)在切割的過程中會(huì)產(chǎn)生不同程度的熱量，因此需要處理好切割工作與熱處理之間的關(guān)系，具體可以通過預(yù)處理的方式，有效降低刀具與金屬材料之間的摩擦造成的粘連問題，從而不斷提升切割的準(zhǔn)確性和效率。

4.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)，在金屬表面形成一層保護(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)。將來對(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)。

結(jié)語

綜上所述，金屬材料熱處理工藝隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而進(jìn)步，現(xiàn)階段金屬材料在經(jīng)過熱處理之后，其硬度、延展度及柔韌度得以增強(qiáng)，采用不同方式的熱處理技術(shù)，能夠保證金屬材料質(zhì)量，并降低生產(chǎn)企業(yè)加工成本。因此，研究熱處理技術(shù)具有較高的現(xiàn)實(shí)意義，不僅降低了金屬材料的浪費(fèi)，同時(shí)也避免了金屬材料生產(chǎn)過程中對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染，有效擴(kuò)大了金屬材料的應(yīng)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）：173-174.

[3]楊坤.金屬材料熱處理變形的影響因素和控制策略[J].世界有色金屬，2019（17）：177+180.

作者簡(jiǎn)介：

曹連富 漢族 籍貫遼寧省大連市莊河市 1998.09.14 金屬材料工程。

（遼寧科技學(xué)院 遼寧 ?本溪 117004）