金属材料热处理技术工艺研究

赵娇娇

（陕西工业职业技术学院，陕西 咸阳 712000）

现如今，我国金属材料热处理技术尚不成熟，自动化程度也不高，工件脱碳、氧化等问题发生的十分普遍，生产加工处的产品质量差。加强对金属材料热处理工艺技术的研究，提高热处理技术水平，能够保证加工生产的质量，达到保护环境、减少污染的效果。因此，相关技术人员应该认识到这项技术的重要性，加强对新技术的研发力度，节能降耗，提升金属材料热处理水平。

1 金属材料概述

在社会发展的过程中，不管是哪个行业我们都可以看到各类型金属材料的存在，金属材料广泛应用于人们生活的各个角度，占据非常重要的位置。金属材料耐高温、可塑性强、导电性好，因而受到了人们的青睐。

1.1 多孔类金属材料

这类金属材料的比重一般都很小，强度，广泛应用于起落架、安全垫的原材料。并且，该种材料的通透性强，在孔隙结构中孔洞的存在，传热性好。

1.2 纳米金属材料

现如今，纳米技术也逐渐发展了起来，各类纳米金属材料也随之出现，并在各领域得到了有效应用。通常来说，不管是哪种物质，一旦上升到纳米水平，其性质都会发生变化。从金属材料角度分析，如果其结构达到了纳米级别，其材料性质也会发生变化，目前铝基纳米复合材料因其强度高等优势得到了广泛应用、

2 金属材料热处理变形的影响因素

2.1 应力状态

在对金属材料进行热处理时，常常都会受到所购置材料自身结构、内外部因素等的影响，造成金属材料出现冷热分布不均的现象。一般来说，金属材料的热处理主要包含加热、保温及冷却三个部分。在加热、冷却时，其材料结构应力会随着温度的升高而变化，金属材料变形概率也会增加。大多数情况下，对金属材料进行热处理时，常常都会因为材料内部应力分布不均的问题，使金属材料变形，也就是人们常说的塑性变形，而该种变形出现的概率也是很高的。

2.2 热处理工艺

虽然，在对金属材料进行热处理时大致只分为三步，但是，在具体实践应用中，对金属材料进行热处理涉及到很多的方面，如正火、回火等等，并且，在设计操作过程中，常常都需要根据材料的类型进行相应操作，所以，整个过程还是相对很复杂的。但由于我国目前对金属材料进行人处理技术还不成熟，存在一些缺陷，在实际操作时，技术人员还很难精准的把握好温度的变化等内容，若是温度控制不好、时间掌握不够等都会损坏金属材料的结构，从而使金属材料出现变形。

2.3 工件机械加工的方法

在对工件进行加工时，每次的切削用量是不同的，在对细长类工件进行加工时，常常都会产生不同程度的残余应力，从而会造成淬火变形，并且，如果继续对金属材料进行加工，会导致金属材料的热处理变形量、加工余量等存在很大的误差，从而也会出现变形问题。

3 金属材料热处理技术工艺

3.1 化学薄层渗透技术

顾名思义，该种热处理技术也就是把化学成分薄层渗透到金属材料，改善金属的特性，让其变得更具柔软性。该种渗透技术可以使金属表面形态得以改变，让金属材料在生产加工时，不会出现浪费的问题。此外，使用该种热处理技术可以减少成本投入，并能有效防止金属材料在进行热处理时对周围环境造成损害。并且，同传统的处理模式进行比较，该种技术更加方便，只需在金属表面工作，不必渗透到金属内部，其处理受到也很简单，效果好，性价比高，可以有效提高金属材料热处理质量和效率。

3.2 激光热处理技术

该种处理技术我们也可以称作激光淬火，主要是借助激光束让其照射到金属表面，如果金属表面温度升高了，就可以将激光束关闭，通过热传导，金属会自然进行冷却，并在金属表层产生一层很薄的组织。同传统的模式比较，用该种方法处理过的金属表面更加坚硬，是目前金属材料热处理运用最多的一项技术。激光投射在金属材料表面，穿透性强，所以，利用激光来对金属材料进行热处理，效果好。激光有利于金属表层产生坚硬的外层，增强金属材料强度，对金属已有结构进行改善。目前，一般都是使用计算机系统对激光进行控制，从而达到热处理效果，而该种模式下的处理技术工艺都是用计算机来控制，可以自动进行激光热处理，工作效率更高，可以实现大批量产品的生产加工。

3.3 真空热处理技术

该种热处理技术现在也应用的比较多，其主要是利用真空环境来处理金属材料。从技术层面看，该种技术最突出的特征就是效率高，所以，能够节省时间、成本。此外，使用该种技术还可以对产品生产加工中出现的有毒气体加以控制，环保优势明显。

3.4 超硬涂层技术

该种技术实际属于一种混合技术，其主要是利用多项技术在金属材料表层制备涂层，这种涂层硬度一般都很高，若是对这种涂层加以利用，就可以提高金属材料表面硬度。通常情况下，该种涂层所使用的物质包含氮化金属、碳化金属等等多种类型。将这些物质涂在金属表层，通过蒸镀、沉积等手段进行涂层的制备。该种技术操作起来比较方便，不会对金属材料内部结构造成多大影响，所以，在金属材料热加工处理中得到了有效应用。随着科技的不断发展进步，该种涂层技术也在不断地发展之中，采用最科学、先进的方式对金属材料进行热处理加工，能够调金属材料表明硬度，其应用效果显著。

3.5 振动时效处理技术

在金属材料热处理时，不可避免的会因为材料自身质量等问题在表面会产生一些裂纹，若是不及时加以处理，会缩短金属材料的使用寿命，如果裂缝比较严重的情况下，还是应该二次加工。而使用该种时效处理技术可以有效解决这一问题。通过各频率的振动对金属材料进行热处理，并能够对热处理过程中出现的问题加以控制，金属加热的时间段，能耗也很低，提高了企业的经济效益。

4 金属材料热处理技术发展趋势

在现在这样一个科技迅猛发展的时代下，各种金属材料热处理技术都得到了显著的提升，特别是近些年各类先进金属材料热处理技术的出现，推动了我国金属制造业的健康发展。通过对目前我国金属热处理有关文献资料的研究分析，我认为在未来的发展过程中，金属材料热处理技术还可以朝可控气氛技术方向发展。这里所说的可控气氛技术，也就是通过对气体模式的控制来达到热处理的效果。在热处理过程中，金属、气体间会发生化学反应，在金属的表面会产生保护层，这层保护层的硬度、韧性等都与所使用气体、金属材料的质量有着紧密的联系。一般情况下，都使用氢气等为可控气氛，使金属表面与气体快速地发生化学反应，让金属表面被氧化或者是碳化，从而提高材料的硬度。在实际加工生产中一般都会使用2种及以上的气体作为可控气氛，对金属材料进行热处理。在在未来的发展过程中，相关技术人员还要对金属热处理技术进行深入的研究分析，不断地开发更先进、环保、高效的热处理技术。

5 结语

总之，随着现代科技的快速发展，金属材料热处理技术工艺也随之发展起来，现如今，金属材料在热处理后，它们的硬度、强度等各项性能都会增强。在实践操作中，根据金属材料的特性，选择不同的热处理技术，可以提高金属材料热加工处理的质量和效率，节能环保，提高生产企业的经济效益。所以，加强对热处理技术的研究有着很重要的现实意义，在未来的发展过程中，相关人员要认识该项技术的重要性，不断地进行技术更新，扩大金属材料的使用范围，推动有金属生产加工企业的持续健康发展。