金属材料热处理工艺及技术发展趋势

发表时间:2021/6/4   来源:《科学与技术》2021年第29卷5期   作者:张强
[导读] 金属材料能够大力的在工业领域被使用,得益于其具备特殊的力学及理化性能。
        张强
        天津市金鼎线材制品科技开发股份有限公司 天津市 301600
        摘要:金属材料能够大力的在工业领域被使用,得益于其具备特殊的力学及理化性能。如果建筑金属材料不能够使用合理正确的热处理工艺进行处理的话,不仅会对材料的机械性能造成不良影响,严重时还会破坏材料的原有性能。随着科技水平的不断提高,在金属材料热处理方面也逐渐开发创新出了金属材料热处理节能新技术,不仅具有较好的节能效果,还可以有效的提高金属材料的质量水平,增加金属材料的使用年限,极大的节约了资源。基于此,本文就对金属材料热处理工艺及技术发展趋势进行了详细的阐述。
        关键词:金属材料;热处理工艺;技术发展趋势
        一、金属材料热处理工艺相关介绍
        1.金属材料的类型
        多孔金属,用途广泛,金属强度、塑韧性、渗透性等都较为优秀。在工艺利用中,多孔金属不局限于口径,孔径的调整具有灵活性,适用范围广,同时多孔金属的耐温性、塑韧性以及良好的耐强度性都使其备受青睐,可应用于制造散热器、消音器、过滤器、能量的吸收设备与电磁设备等。纳米金属,有良好的金属强度,是新型的金属材料。可作为催化剂,并保证自身整体性能稳定和物理性能完整,如铝基纳米材料,有良好的使用价值。
        2.金属材料性能与热处理技术之间关系
        两者关系主要体现在三点:1)在对材料实施切割施工时,需要按照材料特性,对切割工具进行选择,并要在切割过程中,密切观察金属材料光泽度以及变形情况,事先做好预处理工作,以为后续切割施工奠定良好基础。2)实施热处理时,技术人员需要按照金属材料自身耐久性情况,对热处理应力大小进行确定,以防剩余应力对金属材料形成不良影响。3)如果材料经历高温处理后,需要经过冷却处理,此时材料所承受应力会达到最大,容易出现断裂问题,所以应用热处理技术过程中,需对温度进行科学把控,要对处理温度进行合理调整,以对材料抗疲劳性能进行提高。
        二、金属材料热处理工艺
        1.化学渗透工艺
        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。
        2.激光处理
        利用激光对金属材料进行热处理具有独特的优势,部分金属材料的表面非常坚硬,用其他方法进行热处理费时费力,且达不到良好的效果。激光有极强的穿透性,常常被用于坚硬表
        面金属材料的热处理过程中,并且能够取得较好的效果。

利用激光对金属材料进行热处理还可以达到提高金属硬度的目的,不管是哪种金属材料,其表面硬度都会实现不同程度的增强人们在使用激光处理金属材料的过程中,为了提高热处理效率,往往会将计算机技术引入激光热处理中,增强了激光热处理的技术含量,这使得激光热处理朝自动化方向发展,这也是未来金属材料热处理工艺及技术发展的必然趋势。
        3.金属材料热处理之涂层技术
        金属材料热处理中有一种涂层技术,其包含了多种类别,可将其统称为超硬涂层,主要是在金属表面进行涂层,以是金属材料硬度得到提升。通常来说,较为常见的金属材料涂层物质有两种类别,一种是纳米晶,如金刚石、氮化碳等;另一种是金属衍生物,如氮化金属、氧化金属等。金属表面上用这些物质进行涂层后,还需要经过一系列的高科技来进行加工,以制备好涂层,如采用蒸镀技术、沉积技术等。利用涂层技术来对金属材料进行热处理,其优势在于加工方法简便,不会对金属内部结构造成较大的损害,而且能有效强化金属的硬
        度,提高金属材料的应用效果。
        4.振动处理工艺
        该工艺也被叫做振动时效处理,通过振动,降低金属内应力,将金属内部的应力逐渐减少,进而完成金属材料强度提升的目标,令其内部微量变形。此方法可以增强金属的稳定性,降低内部残余应力。现在对金属振动的处理,一般通过计算机系统进行控制,对振动的频率和时间等进行严格的掌控,最大限度的增强材料处理效果,减少振动时间,继而提升金属材料的处理效率。近几年该工艺进步较快,很多生产企业都使用此方法进行热处理,最大响度的降低生产成本,减少对生态环境造成的影响,最终达到节能减排的目标。
        5.离子渗氮和渗碳技术
        该技术指的是将在低压容器中的产品在辉光防电作用下,用带电粒子对产品的表面进行轰击,提高其温度,从而将所需要的原子渗入到产品的表层。和传统的方法相比,这种方法的效率较高,不易出现变形的情况,并且对环境的污染较小,没有烟雾和废气的排放。
        三、金属材料热处理工艺与技术展望
        热处理技术是金属材料改性的孵化器,它可以使产品的内在品质更加完美。金属材料只有通过热处理才能真正显示其无比的威力。随着金属材料与热处理技术的发展,热处理的领域在不断地扩大。金属材料热处理工艺与技术在不断的更新。而可控气氛热处理技术就是最新的技术之一。可控气氛,从字义即可知道它能够控制和保护气氛,是一种保护金属材料的气体介质。可控气氛能够很好地保护金属材料的表面性能,从而使热处理过程更加完备。就钢制工件来说,可控气氛热处理最为适宜,能够给钢材料提供较为妥善的保护。主要原因是钢在热处理高温中极易被氧化,表面很容易被破坏,而可控气氛热处理能够较好地减少钢被氧化。较于其他金属材料,可控气氛热处理同样适用,既能够在尺寸上自行调节,从而使操作灵活。现在,可控气氛热处理的应用很普遍,不过也有很大的缺陷。所以,未来的金属材料热处理工艺和技术需更加普及,才会有更广泛的发展空间。
        结束语:由于科学技术在不断的更新,金属材料热处理工艺和技术也在逐渐的进步。在注重技术进步、提高产品质量的同时,还要保护好环境,节能降耗,实现企业的可持续发展。金属材料热处理工艺和技术不但要更加高效、精准,而且要降低成本,减少有毒气体和废渣的排放。许多热处理技术存在缺陷,只能针对某一种工件进行热处理,所以,在以后的发展中,要实现技术的全面性,使热处理技术更加普及,
        参考文献:
        [1]陈实. 金属材料热处理工艺及技术发展趋势探微[J]. 中国机械,2020(13):18-19.
        [2]陈小伟. 浅谈金属材料热处理工艺及技术发展趋势[J]. 科学与信息化,2019(4):118,123.
        [3]韩文涛. 金属材料热处理工艺及其技术发展趋势探研[J]. 中国金属通报,2020(20):1-2.
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