金属材料热处理工艺与技术分析

缪显文

摘要：在我国工业领域中，金属材料热处理是一项较为常见的工艺技术，热处理是改善和优化金属材料各项性能指标的重要工艺之一，其在金属零部件加工及制造过程中不可或缺。恰当应用热处理工艺，能提高金属零部件的柔韧性、耐蚀性和耐磨性，在冷加工及热加工过程中，还可以改善金属材料的内部组织和应力状态。随着工业技术的快速发展，金属材料热处理工艺理论体系得到优化完善，工艺应用价值有所提升。基于此，本文阐述了金属材料的主要性能，分析了金属材料热处理工艺应用必要性，并详细探讨了属材料热处理新工艺与技术，以供参考。

关键词：金属材料;热处理工艺;技术分析

引言

随着社会的发展，我国的工业生产在国民经济中所占的比例越来越大，这也带动了有色金属行业的迅猛发展。近年来，我国对有色金属的开发和利用越来越多，其热处理加工技术也逐渐走向成熟。在工业生产中，金属材料的物理性能受热处理加工工艺的影响较大，因热处理技术低下造成的金属材料耐久性、硬度、疲劳性能不达标，会导致金属材料报废，增加企业的生产成本。而不合格的产品应用在实际生产中，还将可能造成严重的安全事故，导致巨大的人身财产损失。这就要求相关企业对热处理工艺进行严格的控制，以提高金属材料的各项性能。

1金属材料的主要性能

1.1金属材料的硬度性能

金屬材料的硬度主要是在应用中金属表现出来的抗击能力。硬度是金属材料物理性能衡量的重要指标，也是金属自身的显著物理特性之一。金属材料的硬度越高，其在实际应用中展现出较好的抗击性能，应用范围也更为广泛。

1.2金属材料的耐久性

金属材料的耐久性是金属材料在使用过程中经受环境的作用，还能继续保持其使用性能的能力。耐久性与金属材料受腐蚀程度是密切联系的，金属材料在实际应用中，受环境因素影响，必然会受到某种程度上的腐蚀，其种类包括应力、腐蚀、缝隙腐蚀等，金属材料的耐久性越强，则自身受腐蚀的程度就越低，就能具备较长的使用寿命。

1.3金属材料的疲劳性

金属材料出现疲劳是指金属材料在工作环境中，长期承受交变载荷作用，未发生显著塑性变形的情况下突然严重损坏或断裂的现象，其特征是金属材料所受应力并未达到材料规定的临界点。然而，连续性的周期性外力，造成金属材料断裂或者损坏。

2金属材料热处理工艺应用必要性

2.1改变金属材料性能

在传统工业生产模式下，虽然企业借助工业机床设备对金属生产原材料开展切削作业，可在短时间内加工出适当外观造型、规格参数的零部件以及工业产品，但却无法对所使用金属材料的各项性能质量加以转变，最终导致所加工零部件与工业产品出现稳定性不足、使用寿命较短等一系列问题，部分工业产品与零部件很难在高强度、长时间使用过程中保持稳定状态（如所制造各类机械设备等）。通过对金属材料热处理工艺的灵活运用，将会实现对金属材料各项性能属性的大幅提升，以此提高所制造零部件与工业产品的加工质量、延长实际使用寿命。例如部分金属材料在长时间存储、后续使用过程中，受到应力状况因素影响出现程度不一的腐蚀、开裂问题。而对热处理工艺的应用，则将大幅降低应力对金属材料所造成的影响系数，从而实现对金属材料耐久性的提升（延长实际使用寿命）。此外，应用热处理工艺后，金属材料在后续加工、使用过程中将不会出现氧化问题。

2.2降低金属材料切削难度

在传统金属材料零部件与工业产品加工过程中，由于多数金属材料的自身硬度系数较高，因此在材料切削过程中，普遍存在切削难度系数大、作业效率低下、夹具不稳、材料与刀具粘连、刀具磨损程度严重等问题。通过对金属材料热处理工艺的应用，则可通过对金属材料性能的适当调整，有效解决以上问题，在充分保障加工质量的同时，提高金属材料切边精度与加工效率。

3金属材料热处理新工艺与技术分析

3.1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。

3.2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。

3.3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。

3.4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。

3.5振动时效处理技术

振动时效处理技术是在对金属热加工过程中必须的技术，因为在热处理时，金属材料在机械设备的作用下，受到较大的振动，产生相应的振动力，金属材料会发生位移、错位等，最终导致产品质量达不到预期要求。使用振动时效处理技术对振动进行干预，可以将材料振动的影响降到最低，加工的精确性得到较大提高，金属成品更加完整。

结束语

总而言之，随着我国工业的不断发展，金属材料热处理工艺在实际生产中发挥着越来越重要的作用。但是我国的热处理新兴技术起步较晚，与国外发达国家相比，其工艺水平、应用时间都处于落后阶段，相关工作人员只有对热处理技术进行进一步研发与创新，对传统的加工流程进行进行调整完善，才可以不断的提升我国金属材料的加工水平，为我国的工业发展提供更大的帮助。

参考文献

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