APP下载

金属材料热处理工艺及其技术发展趋势探研

2020-12-09韩文涛

中国金属通报 2020年20期
关键词:内部结构处理工艺金属材料

韩文涛

(宁夏天地重型装备科技有限公司,宁夏 石嘴山 753000)

技术是第一发展力。利用传统的方法对金属进行加工并应用于生产,很有可能会出现产品质量不达标的情况。这样,不仅大量消耗了人力物力,还打击了工作人员生产的积极性。因此,在金属材料的处理方面,掌握一项高效率,高质量的技术实属众望所归。因此,金属材料热处理工艺应运而生。掌握并有效运用金属热处理工艺,不仅可以提高工业生产的效率和质量,还可以有效调动相关工作人员的积极性,并对技术进行进一步的探索。

1 什么是金属材料热处理工艺

金属材料热处理工艺的基本要素无非是加热,保温与冷却。具体的操作方法如下,将选定的金属材料放置在相应的容器内,将其进行迅速加热,加热后进行保温处理,最后进行快速冷却。以此来改变金属材料的表面特征以及内部的相应结构。这种金属材料热处理工艺为工业的发展提供了源源不断的动力,有效促进了社会经济的发展。

在古代,金属材料热处理工艺便是我们所熟悉的“淬火技术”。古代人民通过自己的勤劳智慧,发现将铜放入烈火之中加温可以让铜发生变形,采取相应的手段,将不成规则的铜铸造成不同的形状,便产生了我们所熟悉的农具。在古代,淬火技术的发现极大地促进了社会经济的发展。由于淬火技术的复杂性以及金属材料的稀缺性,金属器具的铸造一般被相应的机构所垄断,一概不对外传授。因此,此项技术的发展相对缓慢,甚至停滞不前。不过,在古代对金属器具的需求不是很大,因此对技术个性的需求也不是很强烈。但是反观现今社会,社会经济的快速发展,科学技术的日新月异。由于工业是社会发展的基础,因此对工业的发展有着很高的要求。而在工业发展的过程中,金属材料热处理工艺发挥着至关重要的作用。因此,现今社会的发展对金属材料热处理工艺的技术革新需求强烈。

2 金属材料热处理工艺应用的必要性

2.1 改变金属材料性能

对金属材料进行加工,形成工业生产最基本的单位要素。对单位要素进行组装以及技术搭配便成了我们平常所见的汽车等工业产品。传统的金属材料加工,以机床为基本工具,对金属材料进行压,扎,切等,改变金属材料的表面形状,以满足工业生产的需求。但是,传统的技术加工是对金属材料进行外力挤压,并没有改变金属材料的内部结构,受外部环境的影响十分明显。短时间内可以满足工业生产的需求,但是时间一长,金属材料在外部环境的不断冲击下,其质量水平会明显下降,所组成的工业机器就会故障百出,具有严重的安全隐患。并且,传统技术对金属材料进行加工本身就具有缺陷。首先是对车床的质量要求。车床本身就是用各种金属材料加工而成的,其使用的寿命和精准度受金属材料的质量影响十分明显。一旦有质量问题的金属材料应用到机床的组装上面,并用此机床加工金属材料,这样的生产线便陷入了恶性循环。而金属材料热处理工艺的出现,这种问题便得到了有效的解决。有效利用金属材料热处理工艺有利于有效提高金属材料的质量以及精准度,让金属材料的生产更加高效。并且,金属材料热处理工艺可以改变金属材料内部结构,让金属材料可以在相当一段时间内保持其内部的结构,也就是说在相当长的一段时间内可以保证金属材料的质量。

2.2 降低金属切削难度

金属材料的形成是经过一系列的加工得到的。从矿石的开采,到烈火的焚烧,如此一系列的过程表示金属材料具有一定的硬度,并且个别的金属材料形状还极不规则。对于传统的金属材料加工而言,对金属材料的加工具有相当的难度。这就直接导致了传统技术加工的金属材料质量层次不齐,精准度有所偏差。并且,传统金属技术加工所用到的车床也是金属材料制造的,所以在对金属材料进行加工的同时,自身也会有一定程度的磨损,进而进一步影响金属材料的准确度,金属材料的质量水平便更加虚无缥缈。而金属材料热处理工艺可以对这些问题做到有效的解决。金属材料热处理工艺可以有效降低金属材料的加工难度,可以充分提高金属材料加工的质量和效率。

3 金属材料热处理工艺

3.1 化学渗透工艺

金属是地质活动中所产生的稀有资源,本身便具有一定的特质。如果金属与相应的化学用品接触,便会产生一系列的反应。通过此原理,一些科技人员便创造了化学渗透工艺对金属材料进行加工。在金属的表层覆盖一层薄膜,薄膜上面有相应的化学试剂,通过对金属的覆盖让化学试剂渗透到金属的内部,改变金属材料原有的内部结构,让金属材料的质量得到进一步的提升。并且,化学试剂与金属内部分子融合具有一定的稳定性,因此金属材料的内部结构受外部的环境影响较小,金属材料的内部结构短时间内不会发生变化,因此金属材料的寿命被大大的延长。相对于其他工艺而言,化学渗透工艺的最大优势在于对环境的影响很小。化学试剂与金属材料内部分子融合后稳定性较强,因此加工好的金属材料对环境的污染很小。但是,化学渗透工艺也有自己的不足之处。化学渗透工艺所使用到的化学试剂调配难度较大,对技术的要求水平较高。并且,在前期的研发过程中资金投入巨大,而后期却很容易被其他人员进行模仿,导致投资与利益不平衡

3.2 激光处理工艺

由于金属材料本身就具有相当的硬度,因此,相关技术人员便创造出一种正面硬刚的加工方式——激光处理工艺。所谓激光处理工艺就是采用高温激光对金属材料的外部形状和内部结构进行一定的改变。激光处理工艺最大的优势在于其穿透性,对于金属材料外部的结构处理十分方便。激光具有相当高的温度,照射在金属材料并关掉冷却,会让金属材料的内部结构产生一定的变化,从而让金属材料的内部结构相对稳定,以达到提高金属材料质量的目标。激光处理工艺对金属材料的处理效率很高,其缺陷性便也暴露无遗。首先,激光处理工艺的前期投资很大。这是由于激光技术具有一定的难度,并且制造激光的设备十分昂贵。其次,激光处理工艺对技术水平的要求很高。这就需要培养一定量的技术人才对激光设备进行操作。最后,激光处理工艺具有一定的危险性。投射激光的设备质量要求很高,一旦出现机械故障,对工作人员的人生安全产生很大影响。

3.3 涂层技术工艺

金属材料的产生也有一系列的过程,从矿石的开采到熔炉的冶炼,金属材料外部结构的不规则性显而易见。为了解决这个问题,相关研究人员便开发出了一种涂层技术工艺。对金属材料的表层进行紧密的涂层覆盖,所产生的巨大压力让金属材料的表层趋于平整,以达到工业生产的需求。使用此项技术的金属材料要求内部的结构具有一定的稳定性,否则此项技术会让金属材料的质量严重下降。涂层技术工艺操作简单,但前期的资金投入也不可小觑。相对于传统的技术加工而言,使用机器臂手对金属材料进行挤压,操作难度大不说,耗费大量的人力物力也很有可能达不到理想的标准。因此,涂层技术工艺算得上一个创举,顺应了工业生产发展的需求,具有很大的实际操作意义。

3.4 振动处理工艺

金属材料自身的质量层次不齐,有的内部结构稳定但是表层形状不规则,有的表层形状平整但是内部结构不稳定。这点针对的便是表层结构平整而内部结构不稳定的金属材料。将这种金属材料放置在高温环境中,通过振动产生的效果来改变金属材料的内部结构,让金属材料的内部结构趋于稳定,以达到提高金属材料质量的目标。此项技术的操作难度较小,但是专业性很强,需要有相应的技术人才进行操作。并且,此项技术的设备工具以及运作流程都不会对环境造成污染,因此受到了众多企业的热力追捧。但是此项技术在我国的发展水平并没有达到理想的水平,想要整个企业进行普及,还任重而道远。

3.5 真空热处理工艺

在正常的环境中对金属材料进行加工处理,难免受到一些外部环境的影响导致部分金属材料的质量达不到要求。为了解决这个问题,科研工作者另辟蹊径,制造一个真空环境,在真空环境中对金属材料进行加工。在真空环境中,外部环境对金属材料的加工影响很小,可以有效提高金属材料加工的效率,保证金属材料加工后质量。其主要的优点在于金属材料加工环境的无氧化,可以有效的保证金属材料质量。但是其弊端也很明显。打造一个真空环境资金投入巨大,并且一个真空环境对金属材料加工的数量有限。因此,在真空环境中加工金属材料针对的是一些高精尖工业产品中的零件。

3.6 热处理CAD 技术

对金属材料进行加工处理的过程中难免出现一些意料之外的问题,这样就会导致一些质量不合格的金属材料混杂于成品当中。一旦用于工业机器的组装当中,工业机器产生故障是小事,产生安全问题便一发不发收拾。为了尽量避免这种情况的发生,相关技术人员便创造了热处理CDA 工艺。通过云计算对金属材料的加工过程进行预判,如果发现问题,便立刻对其进行优化,尽量避免产生不可挽回的损失。热处理CAD 工艺是一项承前启后的技术,是对以上技术新的发展。这项技术就像一个管理者,对金属材料的加工过程进行宏观调控,可以有效的提高金属加工的质量和效率。

4 金属材料热处理节能技术的发展情况

4.1 热处理的主要污染物

对金属材料进行热加工处理,无论此项工艺多么精湛,都会产生一定的污染物。这些污染物一旦进入自然环境,便会对生态产生破坏。化学渗透工艺产生的化学物品危害最大。比如,化学试剂渗透到土壤中,很有可能让突然产生板结。进入水域,便会成为一种毒药毒害水中生物。激光处理工艺产生的污染大多是光污染,对工作人员的眼睛与皮肤具有一定的危害。如果是在居民区,早会影响到居民的日常生活。涂层处理工艺会产生塑料垃圾,如果不能及时或者有效的处理,对自然环境的危害。振动处理技术产生的污染多半为噪音污染,对长期处于该环境的工作人员的身体健康有着一定的危害,并且也会影响城市人们的生活。因此,对污染物的及时和有效处理至关重要。俗话说,绿水青山便是金山银山。我们在发展社会经济的同时,也应该兼顾环境的保护,以达到经济的可持续发展。

4.2 我国金属材料热处理节能和环境保护现状

对金属材料进行热处理加工所产生污染物的多少受到工人对加工设备操作熟练程度的影响很大。对材料加工设备进行熟练操作可以有效减少污染物的产生,以达到保护环境的目的。因此,培养技术人才至关重要。因此,政府应大力拨款以支持企业对人才的培养。

5 金属材料热加工处理发展趋势

5.1 向无氧化方向发展

在无氧化的环境中对材料进行热加工处理的环境污染最小,在CDA技术的辅助下,有利于保证金属材料的质量和加工的效率,事半功倍。虽然打造无氧化环境资金投入巨大,但是一旦成为体系,那么金属材料的热处理加工便得到了质的飞跃。并且,对环境的污染很小,达到经济效益与生态效益和谐发展的理想目标。

5.2 向机械自动化方向发展

提高金属材料热处理加工的质量和效率的另一种行之有效的方法便是向机械自动化方向发展。向机械自动化方向发展需要建设分工明确的生产线,前期的投资一样巨大。但是一旦建设成功且运作有条不紊,金属材料热加工处理的效率和成品质量将得到极大的提升。

6 结语

金属材料热加工处理工艺对于工业的生产有这举足轻重的地位。金属材料是工业生产最基本的原料,没有它,任何的工业生产都将停滞。因此,加大对金属材料加工工艺的技术研发以及培养相应的技术人才至关重要。

猜你喜欢

内部结构处理工艺金属材料
一株鸡白痢沙门菌噬菌体的发酵及后处理工艺研究
长沙特耐金属材料科技有限公司
长沙特耐金属材料科技有限公司
自来水厂的水处理工艺方法及检测
低能耗城市污水处理工艺分析
一种含内部结构的水下圆柱壳振动声辐射计算方法
喷涂处理工艺对电镀锌耐指纹材料涂装性影响探讨
消能锥形阀过流状态研究与优化
一种耐磨陶瓷金属材料
负载型纳米金属材料的最新研究进展