金属材料热处理工艺以及技术发展趋势探索

发表时间:2021/7/26   来源:《科学与技术》2021年第29卷第8期   作者:刘桂阳
[导读] 金属复合材料具有性能好、质批轻便、延展性能高的优势,
        刘桂阳
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        摘要:金属复合材料具有性能好、质批轻便、延展性能高的优势,它的出现将逐步代替金属材料并使用在机械制造中来。现在多机械制造单位都使热处理的办法对金厲材料的抗磨损性进行有序提高,确保在一定程度上对机械设备的使用年限进行延长,此类技术丁艺对实际操作中要求较高,需要选择合适的生产环境,使用科学的工艺方法和较强的熟练度。基于此,本文针对金属材料热处理工艺以及技术发展趋势进行探讨分析,以供参考。
        关键词:热处理工艺;技术;金属材料;发展趋势
        引言
        金属材料与我们的生活息息相关,热处理技术对金属材料的质量有较大的影响,操作人员应该合理选择热处理手段,通过利用智能化、现代化的手段,全面控制生产流程,不断地提高金属材料热处理水平,为后续的金属材料精加工奠定前端基础。
        1金属材料热处理技术操作基本原则
        1.1操作科学合理原则
        要使用科学、熟练的操作技术进行热处理工作,这就意味着工作人员需要按照金属材料实际状况以及检测相关评估结果对实际指标进行有效获取。保障科学合理进行操作是确保金属材料热处理中能有序完成的关键一步,能大幅度提升整体操作流程的规范与稳定性,由此确保和杜绝金属材料热处理时发生质量问题。
        1.2熟练操作基本原则
        金属材料热处理操作需要工人员有较强的操作熟练度,对各类机械工程在进行金属热处理操作培训时,要鼓励和教育工作人员学会和了解基础的操作流程和操作技术,确保更好地获取和了解金属材料性质和相关指数数据。机械工作可对工作人员进行定期培训,利用培训使得工作技术人员及时掌握基础内容和处理工艺,提升技术人员对金属热处理工艺的熟练和规范性,确保大幅度提升金属材料生产质量同时减少热处理过程中因为操作问题产生形变的概率[1]。
        1.3实用性原则
        使用时要结合不同种类形式金属材料的实际需求,需要投人一定的技术成本。对此,金属材料进行热加工变形处理过程中需要秉持实用性原则,尽可能减少企业在金属加工方面投人大量人力物力资源,而是要将大部分精力向技术研究进行转移,要想提升热处理工艺的科学有效性,促进金厲材料品质优化升级,持续推进金属材料热加工工艺健康发展。
        2金属性能与热处理之间的关系
        2.1耐久性与热处理应力之间的关系
        金属材料在应用过程中会受到外界大量的应力,如果金属材料长期处于不均匀应力或处于易腐蚀的环境下,可能会出现开裂或者是其他变化,因此研究热处理应力对于金属耐腐蚀性的关系十分必要。要综合多种热处理方法,降低金属内部剩余应力,提高金属材料的耐久性,保障金属材料可以适用在多种不良环境中。
        2.2材料硬度与温度的关系
        金属材料切割作为金属加工中的重要一点,在许多工艺中都需要对金属材料进行切割拼接,为了更好地完成切割,要根据需要合理选择热处理温度,同时在切割过程中,施工环境会对金属表面和金属的光泽产生巨大的不良影响,在此情况下,可以综合进行预热加工的手段,避免金属材料的毛面、断面现象,提高切割的准确度以及效率。
        2.3金属材料的疲劳性与热处理
        在加工处理金属材料时,科学利用整体加工过程与热处理技术,可以在很大程度上提升金属产品的性能以及质量。在实际加工过程中,一旦在短时间快速冷却,金属材料可能因为受到过大的应力而出现断裂情况。为有效预防这类现象,在加工金属材料时工作人员应合理控制热处理温度,在合理范围内不断调整温度、找出温度的最佳值,使金属材料拥有更好的疲劳性[2]。


        3金属材料热处理工艺以及技术措施
        3.1科学冷却
        金属材料热处理由于其本身性质存在差异,因此选取的冷却方案也有所差异。科学冷却是保障金属材料热处理变形有效控制的关键举措。结合实际情况来说,金属材料热处理设计单介质、分级淬火等。其中,进行单介质泮火工艺时,需要在淬火介质内部对淬火零件进行冷却,具备便捷可操作性,使得机械化、自动化水平高,促使工作效率得以有效提升,但控制淬火速度是比较困难的,易导致金属材料发生变形、开裂等状况。双介质淬火需要借助特殊介质内部快速冷却的功肯巨,把淬火零件温度控制在300℃,进行2-3min的保温处理过后,将其放置在冷却速度缓慢的介质内,实现二次冷却处理。要求冷却速度存在差异实际冷却介质就会存在却别。实践表明,冷却速度过快,金属材料内部拉应力将会增强,对淬透性产生影响,使得变形量增加。对此,要想对金属材料热处理变形进行控制,需要选取符合要求的冷却方案[3]。
        3.2科学的选择装夹方式和夹具
        进行加热。冷却时,选取不同的装夹方式,加工件形状也就会受到不同的影响。需结合零件的具体状况选取合适的装夹和夹具进行工作,方可减少由于热应力受热不均所导致的工件变形。进行具体应用过程中可以结合使用需求和特点及时改变装夹的使用方式。
        3.3使用新的加热源和加热方法
        金属材料热处理中利用新的加热源以及加热方法是当前较为实用的途径之一。鉴于高能率热源其本身能源密度较高,这样实际加热的速度就比其他途径加热快,由此金属零件方能在短时间内达到预期温度,实施冷却后对组织进行改变进行重组。由此可知,高能率的热源在一定程度上可以充当金属材料热处理工艺中的热源进行有效使用。现在市场中,高能率热源的种类多种多样,其中包含激光束、电子束等等。其优点也十分显著,如缓解零件形成发生变化的程度,延长零件的使用寿命及质量。尽管它存在着大量的优势但现今仍旧未得到大规模投人使用,这是因为费用高。改变加热源,那么对应的加热方式也会随之进行改变。力卩热方式和手段不同则加热的方法也会有所差异。表层加热方式中感应加热利用率高,若使用整体加热方式,选取真空或高压加热时比较不错的选择。
        4金属材料热处理工艺及技术发展趋势
        未来的金属材料势必朝着统一标准,由现在的粗放型转为集成性发展,使金属材料加工接近零误差,保证金属材料加工显得更加人性化、科学化,为后续的制造业服务。金属材料行业发展如火如荼,在未来发展过程中将会利用多种新材料,开创新局面。其一,纳米金属材料。目前,我国金属材料行业逐渐向着精细化和智能化发展,纳米技术发展,使得纳米金属成为了一种新型的金属物质。纳米技术可以将金属材料密度尺寸直接压缩到纳米级,以改变金属的密度参数,很大程度上改变了金属材料被本身的物理性质。通过纳米技术可以调整普通金属的硬度、性能和塑性,使金属更好的满足工业的需求。其二,多孔性金属材料。一般自然界中的金属材料的组织结构较为结实,而多孔性金属材料具有良好的渗透剂性能,同时具备耐酸,耐碱,耐腐蚀的特性,能够保证多孔性金属在恶劣的自然环境下稳定工作,多孔性金属材料还能够承受较大的能量减少自身应力。同时多孔性金属材料可以吸收更多的电离能,能减少辐射干扰,在未来发展中,多孔性金属材料将会应用到各种领域,发挥自身的特性。
        结束语
        综上所述,热处理变形是多重因素施加作用的过程,比如应力状态、处理工艺、实施加工等因素,金属材料热处理变形作为系统性的工作,需要从文中多项环节人手。鉴于个人能力有限,加之金属材料热处理变形研究较为繁杂,此类课题研究责任深远,希望学术界加大对此类课题的关注,进而提出更为有效的应用措施。
        参考文献
[1]徐坚,李世显.试析金属材料热处理工艺及技术发展趋势[J].冶金与材料,2019,39(06):65-66.
        [2]张均红.金属材料热处理工艺及技术发展趋势探讨[J].南方农机,2019,50(12):183.
        [3]赵俐均.金属材料热处理工艺及技术发展趋势的思考[J].数码世界,2019(05):270.
       
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