金属材料热处理技术的发展

2019-02-09孙洋

世界有色金属 2019年23期

孙洋

（佳木斯大学，黑龙江佳木斯 154007）

虽然金属作为工业生产中最为重要的原材料，但它多以单质形式存在，需要经过深度加工处理才能切实满足工业生产需求，热处理技术就能实现这一目标，改变金属材料的基本性质。具体来讲，金属热处理加热过程中所改变的是金属的基本外形与内部结构，通过加工也能提升金属整体性能，所以在金属热加工过程中深度分析其热处理技术与金属材料之间的互动关系是非常有必要的[1]。

1 金属材料基本性能与热处理技术之间的关系分析

金属材料基本性能表现复杂，所以要采用到热处理技术进行加工处理。而为了保证热处理工艺实施到位，还需要结合实际情况对金属材料的基本性能与热处理工艺基础进行分析优化调整，确保科学合理采用热处理工艺技术。

就以金属材料的基本耐久性与热处理应力之间的关系为例展开分析，如果金属材料长时间遭受外力作用或者长期处于腐蚀环境下，它的应力情况会发生一定改变，最终出现比较严重的腐蚀或开裂问题。就这一点来看，需要结合热处理应力配合金属材料自身耐久性特征进行分析，明确二者之间的内在关联。一般情况下，可考虑针对金属材料的热处理工艺环节展开分析，从本质上减少热处理剩余应力内容，合理控制它对金属材料所产生的损坏程度，最大限度提升金属材料的整体质量与耐久性。

再一点还要观察金属材料在实施切割工艺过程中的特性变化，要结合其特性变化科学合理选择相应切割工具，根据施工现场环境因素观察切割后金属材料光泽与形状的变化。基于这些变化再合理化选择热处理技术。例如预热处理可为后续金属材料的正常准确切割创造先决优质条件与生产安全保障。合理化的热处理工艺可最大限度降低切割环节中可能会产生的刀具粘连问题，以提升切割效率与精准性，同时它对金属零部件的主要性能与质量提升效果也是相当明显的[2]。

2 金属材料的热处理加工工艺应用探讨

金属材料的热处理加工工艺五花八门，基于不同的物理学、化学基本原理，可针对金属材料本身进行热处理加工工艺优化，下文结合几点金属材料的热处理加工工艺技术应用进行简单探讨分析。

2.1 真空热处理工艺技术的应用

真空热处理工艺技术是低于1个大气压，气压范围在10-1Pa～10-3Pa的环境加工热处理工艺技术，当然该技术在应用过程中还存在缺陷，就是它无法实现绝对的真空状态，一般在10Pa环境中可实现真空热处理过程，但整体看来金属材料的性能并不会发生太大变化，但是它能够规避一些加工中可能产生的变形问题，例如对金属材料内部产生气孔问题的规避，确保最终材料处理结果理想化[3]。

2.2 振动时效热处理工艺技术应用

振动时效热处理工艺技术应用主要结合机械振动过程或超声波振动过程来降低甚至消除存在于均匀工件中的内部残余应力，所以它还被称之为震动消除应力法。该工艺技术中主要利用到了常规振动原理，可对金属材料进行深加工热处理，例如在针对振动时效处理方面，它能够大幅度提高金属材料的整体稳定性，同时有效控制材料的基本变形情况。目前的振动时效处理方法可被广泛应用于针对金属材料加工设备的有效控制与监督过程中，满足所有的状态自动化控制要求，为金属材料生产效率与产品品质的提升提供有效参考，同时降低企业生产成本，非常易于绿色制造过程优化调整[4]。

2.3 表面渗层处理工艺技术应用

表面渗层处理工艺技术所追求的是基于化学元素渗入工件表层的金属工件性能改善处理工艺技术。在具体操作实践过程中，它会将工件完全放置于含有氮、碳以及其它合金元素的介质中进行综合加热处理。在处理过程中确保氮元素、碳元素等等能够有效快速的渗入到工件表层中，这种渗透技术所追求的是对工件亮度、光洁度以及耐磨属性的有效改善。在针对材料的表面渗层处理过程中，可首先采用到化学热处理方法，针对金属材料的表面渗层进行处理调整，保证提高金属材料的整体塑韧性，再通过表面渗层处理过程有效提升金属材料使用率。整个过程对降低材料浪费率把握到位，也能实现对金属材料生产过程的合理化控制。再者，该工艺所造成生态污染较少，对周边环境的影响相对偏小。

2.4 激光热处理工艺技术应用

激光热处理工艺技术在热处理效果上表现良好，它可全面提升金属表面硬度，对金属整体处理效果更为理想。另外，为了保证激光热处理工艺技术应用的精准程度，还需要在激光热处理过程中借助计算机与相关辅助设备对激光使用情况进行科学化控制。例如在计算机系统的辅助作用下，目前该技术正在朝自动化、智能化方向发展，具有相当巨大的发展潜力。

2.5 电子束淬火工艺技术应用

电子束淬火工艺技术主要以电子束作为基础热源，它的加热工件加热速度极快，具体被称之为“自冷式淬火”模式。在这其中，电子束的能量要远远高于普通激光，且它的能量利用率也相比于激光热处理更高，利用率可达到80%以上。在电子束表面淬火应用过程中，它所提供的淬火质量非常之高，整个淬火过程都不会导致工件受到任何影响，所以它被业界视为是一种非常有前途的热处理技术。

2.6 热处理CAD工艺技术应用

热处理CAD工艺技术的应用属于现代金属热处理过程中比较领先的技术之一，因为该技术具有较广的应用范围，且技术本身主要基于计算机模拟展开，配合智能控制可实现对热处理操作流程的全方位优化。热处理CAD工艺技术主要利用到了上文所提到的振动时效处理技术，它能够快速实现对金属材料的热处理，并保证金属材料在热处理过程中具有相对的安全稳定性。热处理CAD技术是需要抽取热处理环境中的空气成分的，同时在该过程中添加一定的惰性气体，保证降低金属材料热处理工艺环节中所存在的金属氧化现象发生几率。