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摘要:随着当前我国金属材料加工工艺的不断发展,加工处理方式越来越多样,热处理技术作为我国相对较为传统的处理手段,在当前同样也取得了理想发展,并且可以在具体应用中体现较强的实效性。结合现阶段金属材料热处理加工要求来看,热处理工艺同样也面临着较大的压力,相应金属材料加工性能需要重点把握好耐久性、硬度以及疲劳性等多个方面的要求,进而也就必然需要重点围绕着金属材料的热处理工艺要点进行严格把关,提升操作规范性,最终优化金属材料热处理水平。提高金属材料的热处理技术水平,不但可以提高产品的质量,而且能使热处理工艺更加绿色环保,满足工业生产节能减排的要求。所以,相关研究人员应重视金属材料热处理工艺的研发与创新,加强对热处理工艺各环节的管控,以提高金属材料的热处理技术水平。
关键词:金属材料;热处理工艺;技术发展
1金属材料的简介
1.1金属材料的分类
金属材料普遍存在于人们的生活和生产活动中,具有极高的应用价值,其使用范围也相对广泛,是一种常见的工业材料。通常情况下,金属材料主要分为金属纳米材料和多孔金属材料。其中,纳米金属材料,是一种纳米材料。它是在普通金属材料的基础上经过特殊工艺的处理,将普通金属材料原有的实际密度尺寸不断压缩直至达到纳米级别。金属纳米材料与原本的普通金属材料在物理性质和化学性质方面都有显著的区别。因此,将普通金属材料按照生产的实际要求,通过调整工艺参数就可以得到不同纳米级别的纳米金属材料,并实现金属材料性能的改善。多孔金属材料的典型特点就是材料内部的孔隙较多,具有良好的渗透性和耐腐蚀性。此外,多孔金属材料对使用环境的适应能力较强,能够被应用在自然环境相对比较恶劣的情况下,这一特点极大扩展了金属材料的应用范围,提高了应用过程中的稳定性。
1.2金属材料的主要性能
(1)金属材料的硬度性能。金属材料的硬度是物理性能的一种体现,可以用于判断金属材料物理性能优异性。金属材料具有良好的硬度性能,主要体现在金属材料的抗击能力较强。相反,金属材料硬度较差则相对比较脆弱,在外部作用力下容易发生弯曲或者斷裂等现象。(2)金属材料的耐久性。在金属材料的实际使用过程中,由于使用环境复杂多样,很有可能会受到腐蚀,一般常见的腐蚀类型有应力腐蚀和缝隙腐蚀等。腐蚀作用是影响金属材料耐久性的主要因素。金属材料的耐久性越强,其越不容易受环境腐蚀的影响,便可以在较长时间内保持稳定的使用性能。
1.3金属材料的疲劳性
金属材料的疲劳性主要是指金属材料在使用过程中,受各种负载作用力的影响,在还未达到应力临界点之前就已经发生不同程度的变形、断裂或者其他损坏现象。而在实际的工业生产环境下,像机械设备中的轴、轴承、连接杆等都是由金属材料制备而成,且需要长时期承受应力作用,这就需要这些机械零部件具备较强的疲劳强度,以延长机械设备的使用时间,保证生产活动的顺利进行。因此,对于工业机械设备所使用的金属材料必须将疲劳性作为重点衡量指标。
2金属材料热处理新工艺与技术分析
2.1热处理CAD技术
热处理CAD技术是一种运用计算机辅助进行热处理工艺的模拟系统,其优势在于将实际的热处理工艺过程进行实验室模拟,可以缩短实验时间、减少实际工作中的失误、提高实验效率。比如采用热处理CAD技术,可以实现等温退火、完全退火等现实工作不可能达到的操作,可以对热处理过程中金属材料的变形进行预防。
在具体模拟时,科研人员先运用CAD技术对整个热加工过程进行还原,并结合金属材料的物理、化学特性、热加工的具体要求,对热加工工序进行模拟,对步骤中存在的缺陷进行完善。热处理CAD技术属于电脑、信息技术在加工领域中的应用,带来了热处理技生产水平的全面提高。
2.2激光热处理技术
激光热处理技术是将工件用高能量激光束进行热处理,金属表面在高能激光作用下,温度快速提升达到相变点。激光热处理技术的优点在于激光束密度、功率较高,金属材料表面经照射后,其处理层拥有更好的结合强度,金属成品可同时具有高强度、高硬度和高耐磨性的效果。现阶段,激光热处理的对象一般是铸造型板冲压模具,且生产成本较高,只应用于冶金、汽车、石油化工等领域。
2.3化学薄层渗透热处理技术
化学薄层渗透热处理技术是在所处理金属材料表层结构上覆盖一层适当成分的化学薄膜,以实现对金属材料自身柔韧性、硬度系数等性能的优化改善,并采用薄膜渗透形式逐渐对金属材料表面形态加以转变与改善,最终实现改善金属材料性能、降低加工损耗、提高金属材料实际利用率的处理目的。相比于其他金属材料热处理技术而言,化学渗透处理工艺具有经济效益高处理经济成本较低,且会大幅提高金属材料实际利用率,并且节能环保,无需消耗大量能源和资源开展金属材料热处理作业,且不会对生态环境造成污染破坏,流程简略,所覆盖化学薄膜仅需压迫对金属材料表面形态加以渗透和改善等应用优势。
2.4真空热处理技术热处理技术
传统的热处理依靠燃料燃烧,氧气是必备的工作条件,但金属的活性较高,有氧作业下,金属材料表层往往发生氧化,其材料性能大打折扣。近年来科学技术水平不断进步,可以实现对金属材料的真空热处理。其优点是:真空作业使得避免了金属表层氧化现象的出现,真空环境下能够对低压渗碳材料表面实施有效处理,并直接进行高压气淬施工,有效的提高了材料热处理效率,有效提高材料热处理效率,缩短了热处理的工艺流程。
3金属材料热处理工艺与技术要点
3.1注重金属材料的调质
为了更好地提升金属材料热处理性能,关注金属材料的调质同样是比较关键的任务,其有助于最终优化金属材料构件的性能,需要在淬火后的回火过程中进行严格把关。金属材料构件的调质应该关注于各个基本参数的有效控制,比如对于回火的温度应该进行严格把关,结合不同金属材料类型及其性能要求,控制温度在400~720℃。在具体操作过程中,不仅仅要重点关注金属材料构件表面的光洁程度,往往还需要重点围绕着金属材料的变形或者是开裂问题进行严格防控,保障金属材料构件的综合力学性能可以得到优化。这种金属材料的调质工作在合金结构钢或者是高速钢中发挥出了较强的作用,需要进行精确调控[3]。
3.2渗碳、氮化
在金属材料热处理工艺应用中,为了进一步优化金属材料构件的性能,借助渗碳或者是氮化等手段也是比较有效的方式。渗碳主要就是在原有金属材料构建中有效渗入碳材料,借助渗碳层提升原有金属材料构件的应用疲劳性以及耐磨性等指标,但是不会影响到整体金属材料构件的韧性。该方式需要严格围绕着渗碳量以及深度进行严格把关控制。氮化同样也是比较常用的基本优化方式,其需要借助于氨气中的活性氮原子进行金属材料的氮化,利用形成的氮化层提升金属材料构件表面的加工性能,一般氮化层需要控制在0.025~0.8mm,优化金属材料构件的抗腐蚀性能、耐磨性以及抗疲劳性能。
结束语
综上所述,热处理工艺的使用与优化前提就是要对金属材料的性能进行全面熟悉与掌握,并抓住金属材料性能与热处理之间的关系,选用科学合理的热处理工艺。相关部门应该加强对金属材料热处理工艺的研究与应用,以优化改善金属材料的应用性能,拓展金属材料的应用范围。
参考文献
[1]林志祥.金属材料热处理工艺与技术分析[J].信息记录材料,2020(1):29-30.