趙佳恒　師煜強(qiáng)　李政

摘 要：工業(yè)快速發(fā)展，對于機(jī)械精度與性能也提出了更高的要求，金屬材料熱處理是一種重要手段，能夠促進(jìn)內(nèi)部組織與結(jié)構(gòu)變化，改善材料性能。但在金屬材料熱處理過程中可能會出現(xiàn)變形情況，對工件的強(qiáng)度、精度以及壽命等產(chǎn)生影響，對金屬材料熱處理變形的影響因素與控制策略進(jìn)行探究，對于金屬材料加工質(zhì)量的提升至關(guān)重要。

關(guān)鍵詞：金屬材料熱處理變形;影響因素;控制策略

引言

金屬材料具有延展性、導(dǎo)電性、傳熱性等特征，具備一定的光澤，一般分為黑色金屬、有色金屬以及特殊金屬三大種類，由于其良好的性能，導(dǎo)致其常常被用到機(jī)械制造領(lǐng)域機(jī)械制造中，一些金屬材料在進(jìn)行熱處理之后會完善其自身的性能，提升設(shè)備的運(yùn)行效果，這也是機(jī)械制造領(lǐng)域選用金屬材料的最大原因，但是如果處理不當(dāng)，就會影響金屬材料的性能，以及機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量，最終直接影響機(jī)械的使用效果，對企業(yè)的健康生產(chǎn)極為不利。

1金屬材料熱處理變形的影響因素

1.1溫度變化

金屬材料都有自己的受熱溫度的臨界點(diǎn)，經(jīng)過熱處理的金屬材料，高溫強(qiáng)度下的損失，會伴隨著熱處理的溫度下降而逐漸緩慢減少，特別是當(dāng)熱處理的溫度下降到一定溫度臨界點(diǎn)時，金屬材料自身的熱應(yīng)力以及組織結(jié)構(gòu)應(yīng)力也會逐步降低，從而導(dǎo)致金屬材料的變形。由此看來，溫度，是金屬材料熱處理中變形的一個關(guān)鍵因素。

1.2淬火介質(zhì)

在金屬材料熱處理工藝過程中，大多數(shù)時候會選用淬火介質(zhì)，然而，淬火介質(zhì)的攪拌方法和攪拌速度等等一些因素，對于金屬材料自身的形狀也會產(chǎn)生直接的影響。很多大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)也表明，淬火介質(zhì)對于金屬材料的穩(wěn)定性有著至關(guān)重要的影響。

1.3預(yù)處理

在金屬材料的熱處理過程中，施工人員最常用的方式就是預(yù)處理方法，此種方法能夠快速的消除應(yīng)力，但是會受到場地的約束，在正火時，導(dǎo)致金屬材料出現(xiàn)堆冷情況，這樣就會導(dǎo)致金屬材料的表面受熱不均而出現(xiàn)變形的情況，假如施工技術(shù)人員使用的方法不當(dāng)，也會在一定程度上增加金屬材料的變形效果，影響熱處理效果。

2金屬材料熱處理變形控制策略

2.1科學(xué)冷卻

在金屬材料熱處理過程中，需要結(jié)合金屬材料具體性質(zhì)采取有針對性的冷卻方法，保證冷卻的科學(xué)性，才能夠?qū)ψ冃螌?shí)施有效控制。金屬材料熱處理以單介質(zhì)淬火、雙介質(zhì)淬火、分級淬火以及等溫淬火等比較常見。單介質(zhì)淬火就是在一種介質(zhì)中冷卻淬火零件，操作簡便，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動化，工作效率高，但難于控制淬火速度，極易導(dǎo)致金屬材料變形開裂等。雙介質(zhì)淬火是以特殊介質(zhì)為支持實(shí)現(xiàn)快速冷卻，淬火零件溫度可迅速下降至300℃，在2-3min保溫處理后，放置于低冷卻速度的介質(zhì)中，實(shí)施二次冷卻處理。冷卻速度不同的情況下，冷卻介質(zhì)也存在一定差異。金屬材料熱處理工藝中，冷卻速度過快，會導(dǎo)致內(nèi)部拉應(yīng)力增大，淬透性受到影響，進(jìn)而加大變形量，因此要科學(xué)選擇冷卻方案，以確保熱處理變形得到有效控制。

2.2淬火處理

淬火冷卻在熱處理中是一道重要工序，如果在這一環(huán)節(jié)中所用淬火介質(zhì)不合適，將使金屬內(nèi)部應(yīng)力大幅增加，導(dǎo)致金屬內(nèi)部產(chǎn)生變形與破壞。對此，為了對熱處理過程中淬火的有效控制，避免操作不當(dāng)，需要從現(xiàn)有工藝方法入手，做好淬火處理。首先，在淬火冷卻過程中，需要對淬火的速度進(jìn)行嚴(yán)格控制，如果淬火的速度超出標(biāo)準(zhǔn)要求，則會使金屬冷卻無法達(dá)到均勻，導(dǎo)致金屬產(chǎn)生變形。通常情況下，水油為最常用淬火介質(zhì)，其在550℃～650℃的溫度范圍內(nèi)的冷卻速度為600℃/s，即便是在200℃～300℃的溫度條件下，也能有270℃/s以上的冷卻速度。在這一過程中，金屬材料正完成馬氏體轉(zhuǎn)變，如果冷卻的速度太快，將使金屬產(chǎn)生變形或開裂。若在水中添加一定量鹽、堿，還能進(jìn)一步加快冷卻速度，比如在550℃～650℃的溫度范圍內(nèi)的冷卻速度達(dá)到1100℃/s，但在200℃～300℃的溫度條件下，冷卻速度基本保持不變，基于此，鹽水與堿經(jīng)常用于碳鋼冷卻，但這也是導(dǎo)致金屬變形和開裂的主要原因。

2.3高效處理

對金屬材料的熱處理，除了對金屬材料的淬火和冷卻，還需要在加工方面加以重視，確保金屬材料的質(zhì)量，逐步增強(qiáng)熱處理效果。那么在此進(jìn)程中，如果在加工中的金屬材料，技術(shù)人員對其實(shí)行熱處理的過程中也需要依照以上控制措施進(jìn)行，保障金屬材料的質(zhì)量。在之后的處理中，逐步優(yōu)化淬火技術(shù)、冷卻技術(shù)以及加工技術(shù)，讓企業(yè)內(nèi)部的金屬材料熱處理技術(shù)得以高效地運(yùn)用，為企業(yè)健康發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。所以說，在企業(yè)金屬材料的熱處理技術(shù)使用過程中，加工技術(shù)對于控制金屬材料的變形具有重要的意義，需要得到企業(yè)管理者的重視和推廣。

2.4有效加工

在金屬材料熱處理過程中，機(jī)械加工環(huán)節(jié)需要保證余量存留的合理化，為金屬材料變形量提供充足保證，淬火合格率也能夠得到明顯提升。由于夾裝工具不同會對金屬材料形狀產(chǎn)生影響，因此在金屬材料熱處理操作過程中，要明確加工零件的要求及特點(diǎn)等情況，對夾裝方式進(jìn)行合理化選擇，降低熱應(yīng)力不均衡而造成變形的幾率。若金屬材料加工過程中需要采取熱處理措施，則需要保證金屬材料具備形變的條件。要對金屬材料變形規(guī)律形成正確認(rèn)識，保證淬火變形合格率，切實(shí)提升金屬材料質(zhì)量，依據(jù)加工工件技術(shù)要求來衡量金屬材料變形值，確保變形處于合理范圍內(nèi)。

結(jié)語

綜上所述，對金屬材料在進(jìn)行熱處理后產(chǎn)生的變形進(jìn)行影響因素與處理方法的分析研究，能為金屬材料加工制作提供可靠參考依據(jù)，盡可能減少變形與開裂的產(chǎn)生，使熱處理這一工藝得到良好應(yīng)用。對相關(guān)技術(shù)人員，應(yīng)持續(xù)研究和總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，明確熱處理過程中變形控制需要遵循的基本原則，并根據(jù)熱處理的具體情況，通過科學(xué)冷卻、淬火處理、高效處理、有效加工等方式，使經(jīng)過熱處理以后的金屬材料其變形量處在允許的范圍內(nèi)，并防止開裂現(xiàn)象的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1]高靜，申志敏.金屬材料熱處理變形的影響因素與控制策略[J].應(yīng)用能源技術(shù)，2017（6）：12-14.

[2]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）：19-20.

[3]吳江濤，潘海宏，王云龍.金屬材料熱處理變形的影響因素與控制策略[J].世界有色金屬，2017（19）：254+256.