張寶維 計(jì)璇 董敬晨

摘要：近些年，在我國(guó)發(fā)展的影響下，金屬材料需要滿足多樣化和專業(yè)化的需求，本文結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)中金屬材料的熱處理變形的情況，對(duì)材料變形進(jìn)行研究和防范并推動(dòng)金屬材料產(chǎn)品質(zhì)量的提高。本文重點(diǎn)講解金屬材料熱加工過(guò)程中變形的原因，提出解決措施，以期推動(dòng)金屬材料熱處理效能的有效發(fā)揮。金屬材料熱處理的過(guò)程，是影響金屬材料質(zhì)量的關(guān)鍵因素。當(dāng)前在我國(guó)金屬材料熱處理的過(guò)程中，常常會(huì)出現(xiàn)因金屬材料熱處理不當(dāng)而導(dǎo)致的金屬材料自身發(fā)生變形的現(xiàn)象。因此，為了更好的控制金屬材料熱處理過(guò)程中的變形，文章主要對(duì)金屬材料熱處理變形的影響因素和控制策略進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，通過(guò)相關(guān)方法的使用來(lái)更好地對(duì)金屬材料熱處理引發(fā)的變形現(xiàn)象進(jìn)行改良或者預(yù)防。

關(guān)鍵詞：金屬材料;熱處理變形;影響因素;控制策略

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(huì)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(huì)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(duì)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溫度變化是關(guān)鍵因素

金屬材料都有自己的受熱溫度的臨界點(diǎn)，經(jīng)過(guò)熱處理的金屬材料，高溫強(qiáng)度下的損失，會(huì)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(shí)，金屬材料自身的熱應(yīng)力以及組織結(jié)構(gòu)應(yīng)力也會(huì)逐步降低，從而導(dǎo)致金屬材料的變形。

1.2受應(yīng)力狀態(tài)的影響

一般情況下，在金屬材料熱處理的過(guò)程中，受金屬材料自身的密度影響，會(huì)使金屬材料本身由于受熱不均而出現(xiàn)變形。金屬材料熱處理需要經(jīng)過(guò)加熱、保溫和處理三個(gè)環(huán)節(jié)，通常情況下，在加熱和保溫的過(guò)程中，金屬材料表面的溫度會(huì)導(dǎo)致其呈現(xiàn)不同的狀態(tài)，溫度越高金屬越軟。

1.3比容變形要素

對(duì)金屬材料進(jìn)行熱處理操作的時(shí)候，因?yàn)樗鼈兊膬?nèi)部組織結(jié)構(gòu)有所差異，相變時(shí)會(huì)出現(xiàn)小尺寸和體積變化，也就是比容形變。通常來(lái)說(shuō)，比容形變和材料自身的淬透性、鐵素體含量以及殘余奧氏體等有著很大關(guān)系。比容變形和內(nèi)應(yīng)力塑形比較，很難有效地確定比容變形的方向。另外，如果組織結(jié)構(gòu)比較均勻，那么它的形變則會(huì)在不同方向出現(xiàn)一致變化，其中，金屬材料和熱處理工藝類型與次數(shù)影響關(guān)系不大。

2控制金屬材料熱處理變形的措施

對(duì)于金屬材料在熱處理的過(guò)程中出現(xiàn)的變形情況來(lái)說(shuō)，有諸多因素的影響，像環(huán)境因素、技術(shù)人員的施工技術(shù)以及熱處理工藝本身的不適合等等，都能夠直接作用于金屬材料本身的質(zhì)量。那么技術(shù)人員為了有效地控制金屬材料在進(jìn)行熱處理的過(guò)程中出現(xiàn)變形情況，就可以從具體的施工環(huán)節(jié)入手，分析金屬材料變形的原因，從而借助高效地控制措施予以處理和優(yōu)化，為企業(yè)的健康生產(chǎn)和高效運(yùn)用奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.1采用科學(xué)方法應(yīng)用淬火工藝

正如以上內(nèi)容中所提到的，淬火工藝是金屬材料熱處理工藝中最為常見(jiàn)和最為核心的一步。操作工程中，如果所使用的淬火介質(zhì)不恰當(dāng)，最終會(huì)造成金屬材料的結(jié)構(gòu)與形狀等受到影響，就會(huì)導(dǎo)致金屬材料內(nèi)部本身的應(yīng)力發(fā)生變化和失調(diào)。金屬材料熱處理過(guò)程中相關(guān)操作人員積極的進(jìn)行淬火工藝的創(chuàng)新與改變，必須盡可能減少操作淬火過(guò)程的失誤，選擇使用合理的淬火介質(zhì)。此外，在進(jìn)行淬火冷卻時(shí)，需要結(jié)合科學(xué)的方法，控制調(diào)節(jié)好金屬材料冷卻的節(jié)奏和速度，以此來(lái)保證金屬材料在淬火工藝的過(guò)程中，將金屬材料變形的可能降到最低。

2.2合理的冷卻

技術(shù)人員在對(duì)金屬材料冷卻的過(guò)程中，因?yàn)榻饘俨牧腺|(zhì)量和種類的不同，就會(huì)導(dǎo)致對(duì)其冷卻的方式也不同，在金屬材料熱處理的過(guò)程中，冷卻是保障金屬材料不變形的重要手段。那么首先技術(shù)人員就需要了解金屬材料的淬火技術(shù)，其中涵蓋了單介質(zhì)淬火、雙介質(zhì)淬火、分級(jí)淬火和等溫淬火，每種淬火技術(shù)都涵蓋了一種冷卻技術(shù)，對(duì)于單介質(zhì)淬火技術(shù)的冷卻處理技術(shù)使用方便，能夠借助一定的機(jī)械設(shè)備完成，在當(dāng)下可以達(dá)成自動(dòng)化、智能化的發(fā)展，投入使用效率較高，可是在這一冷卻技術(shù)使用時(shí)，技術(shù)人員需要特別控制淬火速度，如果控制不得當(dāng)很容易使金屬材料出現(xiàn)變形或者開(kāi)裂的情況。

對(duì)于雙介質(zhì)淬火而言，技術(shù)人員需要依照淬火介質(zhì)的特征實(shí)行快速冷卻，具體的流程如下：把淬火設(shè)施的溫度快速下降到300攝氏度，在保溫技術(shù)的協(xié)助下，在2分鐘之后把金屬材料放到溫度地的冷卻介質(zhì)中。

2.3合理地選擇裝夾方法和夾具

加熱和冷卻過(guò)程中的裝夾方式不同，那么加工件的形狀也會(huì)受到一定銀杏果，所以施工技術(shù)人員需要結(jié)合零件的情況選擇好裝夾方法與夾具，這樣就可以減輕熱應(yīng)力的不均勻的形變影響，并且在具體使用的時(shí)候需要結(jié)合運(yùn)用要求和特征去改變裝夾方式。

2.4加強(qiáng)機(jī)械加工控制

金屬材料完成熱處理后還要進(jìn)行機(jī)械加工，根據(jù)金屬材料具有的變形規(guī)律，可使用反變形方法及收縮端預(yù)脹孔方法，以此對(duì)金屬材料由于熱處理產(chǎn)生的變形進(jìn)行控制。與此同時(shí)，在進(jìn)入到最后一道工序后，需要對(duì)熱處理造成的變形的允許量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，變形量要根據(jù)上一道工序相應(yīng)的加工尺寸進(jìn)行明確和調(diào)整。

2.5有效開(kāi)展金屬材料熱處理的預(yù)處理工作

通過(guò)大量實(shí)踐和數(shù)據(jù)顯示，通過(guò)正火處理后的金屬材料可以更好地提升其材料的結(jié)構(gòu)完整性和均勻性，還可以降低材料內(nèi)部應(yīng)力對(duì)金屬材料的影響，并且有效地降低熱處理變形量。所以技術(shù)人員可以合理地運(yùn)用退火工藝，并且合理地管理和控制好金屬材料熱處理過(guò)程中的變形量，提升金屬材料的熱處理水平。

3結(jié)語(yǔ)

由此我們可以總結(jié)出，在金屬材料熱處理工藝中，必須把握好材料本身和熱處理工藝二者的關(guān)系，為了確保工件的精準(zhǔn)性，在進(jìn)行工件熱處理的過(guò)程中必須通過(guò)相應(yīng)的措施將變形控制在最小范圍之內(nèi)。才能更加使技術(shù)材料零部件的整體加工水平提升，從好推動(dòng)生產(chǎn)加工的工作效率。熱處理工藝在工業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用過(guò)程中包含了淬火、回火等多種形式，但總的來(lái)講這些形式都屬于熱作用過(guò)程，主要的階段為加熱階段、保溫階段與冷卻階段。因此，溫度是熱處理工藝中非常重要的因素，也是變形的關(guān)鍵影響因素。目前的這一發(fā)展階段，伴隨著生產(chǎn)技術(shù)水平的提升，金屬材料在工業(yè)以及各行業(yè)中的應(yīng)用價(jià)值不斷增強(qiáng)。

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（作者單位：沈陽(yáng)科金特種材料有限公司）