试论金属材料热处理工艺与技术

侯占崑

摘要：金属材料热处理过程中，受一系列因素影响，往往会出现相关变形情况，进而对金属材料加工造成不利影响，做好技术研究工作有助于解决其中存在的问题，提高处理工艺水平。有鉴于此，本文中详细探讨金属材料热处理工艺与技术，并给出具体解决措施。

关键词：金属材料；热处理工艺；技术措施

引言

在金属材料加工制造中应用热处理技术，主要是为了提高金属材料性能，进而确保金属材料可满足社会经济发展切实需求。金属材料的热处理技术水平高低对金属制品质量具有决定性作用，同时在对金属进行热处理过程中，也出现了环境污染及金属资源浪费的问题。本文中详细分析金属材料热处理。

1、热处理技术现状

首先，我国目前的热处理车间有相当一部分并非是独立的热处理企业，而是大型集团附属的生产车间，热处理工作只是诸多生产环节的一部分，这些生产集团对热处理的重视程度不高，设备和工艺更新换代非常缓慢。金属材料的热处理对温度的要求较高，生产集团下属热处理车间由于设备工艺落后，能源的利用率较低，所以能耗一直居高不下。其次，通过热处理得到的成品工件的质量参差不齐，即使是同一生产车间处理的工件，往往还需要多次返检维修。究其原因是由于渗碳工艺不足，即使是合格产品，使用寿命也远远低于欧美等国的同类产品。总的来说，目前我国热处理技术长期以来，都存在着自动化、专业化程度偏低，生产过程中质量控制不够严谨，氧化脱碳严重，生产周期长，设备能耗很高，对环境的污染也越来越严重等等缺陷。因此，金属材料热处理未来应向技术的节能化、先进化和高质化的方向发展。

2、金属材料热处理生产问题

2.1设备老化

对于一些小中型生产企业而言，受资金匮乏影响，他们不得不使用一些已被市场所淘汰的设备，再加上他们的技术未实现有效更新，使得生产的产品的质量难以得到有效保证，并且还会对生态环境造成极大污染。由于金属材料处理设备相对匮乏，工艺陈旧，无法有效确保企业的有序发展，对新技术进一步创新发展造成不利影响。

2.2耗能较高

在上世纪，全球范围内部分发达国家、地区便已将金属材料热处理耗能率降至我国的一半左右，而直到目前，我国依旧还没有达到国外发达国家上世纪的同等耗能率，更别提对当前发达国家金属材料处理水平的高超，耗能高，成品少，资源利用率不足，对我国能源节约发展造成不利影响。

2.3回厂率高

即便近年来我国金属材料热处理企业不断涌现，然而大部分金属材料热处理企业使用淘汰的设备，应用落后的生产工艺，由此使得生产的产品合格率极低，一系列产品不得不频繁返厂重修，严重的还要经多次维修方可使问题得以解决，这一方面会造成极大的资源浪费，一方面还不利于节能环保。

3、金属材料热处理工艺分析

3.1化学薄层渗透技术

化学处理薄层渗透技术即对金属材料进行化学处理，主要是通过化学热处理，进而对金属材料进行薄层渗透，能够有效提高金属材料的坚韧性，最为主要的是在对金属材料进行化学处理过程中，可以极大降低金属材料的浪费，从而减少了金属制品生产成本，同时降低了环境污染。此外，对金属材料进行化学热处理，不需要渗透金属深处，便能够有效改变金属性能，促使金属材料处理工作效率得到极大的提升。

3.2激光热处理技术

众所周知，激光具有穿透性强特性，针对金属材料表面坚硬特点，用激光对金属材料进行热处理，其效果必然事半功倍。激光热处理技术应用于金属材料处理中，促使金属表面硬度得到大大增强。为了提升激光热处理工作效率，需要使用计算机进行控制，从而实现激光热处理自动化。

3.3超硬涂层技术

超硬涂层技术即对金属材料表层加以处理，对金属材料内部不作任何处理。在现有的金属材料热处理技术中，实践应用是最为方便快捷的，因此在目前金属材料热处理应用中范围最广。采用超硬涂层技术在对金属材料进行处理时，促使金属材料表面硬度得到有效提高，使得金属材料制成的产品更加耐用。此外，在金属材料性能提升方面，超硬涂层技术具有明显优势。现阶段，随着科学技术的不断进步，现代金属材料超硬涂层技术也不断发展，在进行金属材料处理中，实践应用逐渐变得方便快捷。

3.4振动时效处理技术

应用振动时效处理技术对金属材料进行热处理，主要原理是依据振动对金属材料进行热处理。在进行金属材料热处理过程中，金属材料的稳定性得到有效的提升，促使金属材料在处理过程中不会出现形状变化。此外，对金属材料进行振动时效处理，需要利用现代计算机进行监督以及控制，促使振动时效处理过程实现自动化控制，从而使得金属制品生产时间大大减少，促使产品生产水平得到迅速提升，进而有效降低企业生产成本，同时实现了金属材料热处理过程中的节能减排目的。

3、金属材料热处理变形的控制

3.1做好预处理

金属热处理的各项工艺，包括正火、退火等均会对金属最终变形量造成一定的影响。正火中温度偏高，极易使得金属材料内部变形加大，鉴于此，在开展金属材料热处理前，应当进行控制温度的正火处理。经实践研究表面，经正火处理后，可选取等温淬火处理手段用以强化金属材料内部结构均匀性，进一步达成对其变形的控制。要想确保金属材料正火处理收获良好的成效，还可开着退火工艺准备，结合金属材料实际结构特点，对退火工艺予以科学选取，可一定程度上减少金属材料所受温度梯度的影响，达成金属材料热处理期间变形的有效控制，改善金属材料热处理质量、水平。

3.2合理配置零件结构

金属零件结构在金属材料热处理冷却期间同样会造成一定的变形影响。由于金属材料厚的部分冷得慢、薄的部分冷得快，因而在达到实际生产需求的前提下，应尽可能缩减工作的薄厚差异。为了控制过渡区由于应力过于集中而出现变形、开裂倾向，应当尽可能确保零件截面均匀;为了控制应冷却速度不均匀而引发的变形，应当尽可能确保零件结构、材料组织成分相互间的对称性。在对零件结构进行设计过程中，应当尽可能防止零件出现沟槽、棱角等;于零件薄厚交界位置、台阶位置设置圆角过渡，厚度不均匀的零件运用预留加工量方法。

3.3运用合理装夹方式夹具

为了对金属材料热处理变形予以控制，务必要确保金属材料加热、冷却均匀，金属热应力均匀，进一步生成的组织应力同样相对均匀，而要想达成该种效果，应当运用合理装夹方式夹具。就好比，对于盘类工件与油面应当尽可能保持垂直状态，对于轴类工件应运用立装方式等。科学针对地对相关垫圈进行运用，诸如叠加垫圈、支承垫圈等。

3.4开展好机械加工

金属材料热处理后再开展机械加工，结合金属材料实际变形规律，可采取反变形、收缩端预胀孔等手段，实现对金属材料热处理变形的控制。同时，进入最后工序，热处理变形允许值应当满足对应要求，变形量应结合上道工序加工尺寸予以明确。鉴于此，充分结合金属材料变形规律，于金属材料热处理前开展尺寸预修正，如此放开切实提高金属材料热处理合格率。

4、结语

总而言之，伴随可持续发展理念的逐步深入，积极推广金属材料热处理节能技术，在改善生产效率、降低能耗、促进生态保护等方面扮演着尤为重要的角色。鉴于此，相关热处理企业务必要不断钻研研究、总结经验，全面分析金属材料热处理生产中存在的主要问题，转变传统观念，强化金属材料热处理技术的实践应用，积极促进热处理行业的有序健康发展。

参考文献：

[1]苗高蕾.金属材料热处理技术的发展[J].时代农机.2015(11):112-114.

[2]苗高蕾.金属材料与热处理关系浅议[J].企业技术开发.2014(33):78.

[3]孙绪军,马英杰,李裕茂.金属材料热处理技术探讨[J].现代工业经济和信息化.2014(20):45.