金属材料热处理工艺与热处理技术探讨

王磊

西安庄信新材料科技有限公司  710000

摘要：在现代社会生活中，各种金属材料都得到了很好的利用。金属具有良好的塑性和良好的韧性，能够满足各种行业对材料的使用要求。采用适当的热处理工艺，可以使材料工作条件达到最优，从而充分利用其使用价值。为此，本文对金属材料处理工艺与热处理技术进行研究，深入挖掘热处理工艺的优化对策，希望能够对相关研究人员有所帮助。

关键词：金属材料；热处理；工艺与技术

引言

随着生产技术和科学技术的进步，国内在金属材料的热处理方面还有很大的发展空间。在实际的热处理工作中，由于零件的脱碳现象，会对加工工艺和制品的品质产生一定的影响。优化金属材料的热处理技术需从实际情况出发，了解当前金属热处理面临的发展难题，并对其过程和工艺进行分析，有助于促进该领域的发展。

一、金属材料热处理工艺与技术分析

（一）涂层技术

能量损耗是热力系统中普遍存在的问题，严重制约了金属材料性能的充分发挥，也影响了工作效率。为此，需要通过对金属热处理工艺进行改进和革新，保证金属材料能够达到生产要求，做好相应的工程配套工作，为推动热动力工程的发展打下坚实的基础。涂层技术可以通过离子冲击波对金属材料进行加工处理，可以提高金属的强度和硬度，优化其工艺特性。同时，也可以将涂层技术和plc技术相融合，在plc系统的辅助下对金属工艺进行遥控监测，保证涂层工艺能够充分地提高金属材料的加工效率。

（二）减少残余应力

技术人员需要不断地对热处理过程进行优化，以减少在加热过程中产生的残留应力，但是实际中残留应力并不能完全去除，会对金属工件的保护层产生各种损伤，导致被加工出来的零件产生缺陷。因此，技术人员须根据实际零件情况，采取相应的措施和手段，使其保持在一个可控的范围之内。针对某些零件的应力集中，在进行热处理前，必须对零件的表面情况进行认真的检测，以免因为零件的表面缺陷，造成了加热过程中的热膨胀，对最后加工所得的工件质量产生较大的影响。

（三）新传感技术

一些材料在热处理环节还会出现变形开裂等问题，对工件的质量及应用性能产生明显影响。新传感技术通过在金属热处理中引入传感器，监测和分析各个工艺参数，从而准确地控制整个工艺过程，提高金属材料的制造品质。根据目前的使用状况，常用的传感装置有氧气探针等，采集、整理和分析金属材料加工过程中的各种数据，确保材料加工时间的减少，加工效率的提高。此外，金属热处理过程中应加强“质量关”的控制，以将材料废品率降到最低，利用传感器采集热处理现场观测到的信息，也可以有效地避免高温和辐照对金属材料的损伤，提高其基本性能。

（四）选用最适宜的冷却介质

在金属材料的热处理中，淬火是一个非常关键的环节，如果使用的淬火介质没有达到相应的标准，材料的内应力显著升高，导致零件发生显著的变形。为避免上述情况，技术人员必须对淬硬过程进行严格执行，才能提高材质的总体处理效率。根据实践中对工作进展的需求，在对金属进行淬硬时，必须对其进行一定的温度控制，如果发现的温度超过标准，将会导致材料在冷却后的表面不均匀，增大其变形。

在生产中，水和石油是常用的淬硬介质，因为它具有价格低廉、成分稳定、冷却能力强、不会发生变质等优点。在550-650摄氏度之间，冷却速率可以高达600摄氏度/s，在200摄氏度—300摄氏度之间也可以进行较快的冷却，冷却速率在270摄氏度/s左右，这些都会使金属发生不同的马氏体转变，在冷却条件下，极易发生局部变形和开裂。

（五）薄层渗入技术

在我国，由于热处理工艺的不断推广，工艺设计和工艺水平不断提高。在此基础上，对热处理工艺中的化学成分进行了研究。如薄膜渗层等，是指在金属表面进行表面改性，通过调节合金成分的含量和渗透程度，实现对材料性质的调控。其中，薄层渗透是一种较新的工艺，其工艺较为复杂，容易受各种因素的干扰。所以单纯通过调节合金的浸入量和浸渗厚度，无法确保获得理想的修复结果，会造成对材料的损伤。所以，工作者要强化工艺运用的控制，提高化工成分渗透的准确性，以免破坏了金属材质的特性，展现出优良的薄层渗透效应。

二、金属材料热处理工艺与技术的优化发展策略

（一）完善热处理过程，优化热处理方式

选用适当的工艺措施。首先，对涉及的金属材质的热处理工作进行了整理，将其划分为对材料进行表面热处理，对整个材料进行整体热处理和化学热处理。对金属进行了表面热处理，可以提高其表面组织；通过对合金进行整体热处理，使合金的综合力学性质得到了最大程度地改善；在化工生产过程中，必须采用化学处理工艺。通常的热处理工艺包括加热、保温和冷却。其次，在选用热处理方式时，要从思想上进行转变，针对不同的实际条件和使用需求，选用最佳的热处理方式。当前，各种新的热处理工艺层出不穷，工程工作者应根据实际工作经验，对各种工艺的特性进行归纳、分析，并掌握其应用领域。

（二）根据一般金属材料热处理需求选择工艺与技术

在普通的金属处理中，常用的有退火，正火，淬火和回火。当使用条件相对平稳、使用条件良好时，可采用正火或退火等方法对其进行最优加工。热处理可以减少内部应力，提高了材料的机械性能。但是，这一过程对工件的硬度有一定的影响，如果需要进行较多的工件切割，可以采用此方法。

在使用正火技术时，物料处于大气中，其总体降温速率很高，若不能很好地掌握物料的升温温度或降温速率，将会导致物料的各项性能下降。在使用淬硬技术时，要注意对其进行加热，保证其内部的温度平衡和内部微观结构的一致性。同时，也要把握好冷却时间，才能提高合金的强度和韧性。此外，回火过程和淬火过程有很大的关系，在淬火之后，可以对金属进行回火，提高其塑性。

（三）根据特殊金属材料热处理需求选择工艺与技术

在特种金属的热处理技术和选用中，要注重新型技术的运用，例如激光热处理技术，热处理CAD技术，振动处理技术，真空热处理技术，化学薄层渗透热处理技术等。首先，目前广泛采用的是激光热加工工艺，利用高能激光束对其进行加热，实现快速升温。其优点是使用高效，有利于提高材料的硬度和耐磨性，提高材料的综合强度。

实际生产中，采用CAD方法进行热处理工艺设计是十分普遍的。对于具有较高精度和较高价值的热处理工艺，应优先采用该工艺以确保工艺稳定性。在对其进行处理时，需要利用超声对其进行强化，改变其内在性质，改变其幅值和频率，达到对其进行处理的目的。

采用高温真空法，其优点是具有良好的均一性和不易发生氧化等优点。而化学薄膜渗热处理工艺，是在不改变材料的内在结构的前提下，利用化学作用来实现材料的高温热处理。

结束语

为了促进金属材料热处理工艺与技术的发展，推动我国金属材料的热处理过程和工艺。首先，应从总体上对工艺进行改进，优化。在此基础上，又要对材质进行分类，把它划分成普通的金属材质和特种的金属材质，按照需要选用合适的加工方法和工艺，确保金属材料使用过程中能创造出良好效益。

参考文献：

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[2]姚洪利.浅谈金属材料热处理工艺与技术发展趋势探索[J].中国金属通报,2020(07):1-2.