金屬材料熱處理工藝與技術分析

侯淑芳

摘要：金屬材料熱處理工藝隨著科學技術的發展而進步，現階段金屬材料在經過熱處理之后，其硬度、延展度及柔韌度得以增強，采用不同方式的熱處理技術，能夠保證金屬材料質量，并降低生產企業加工成本。因此，研究熱處理技術具有較高的現實意義，不僅降低了金屬材料的浪費，同時也避免了金屬材料生產過程中對生態環境的污染，有效擴大了金屬材料的應用范圍。

關鍵詞：金屬材料；熱處理工藝；技術分析

1金屬材料的類型

1.1多孔金屬材料

金屬材料有多種類型，多孔金屬是使用最為普遍，它也是最受人們青睞的一種金屬材料。多孔金屬材料之所以應用廣泛，主要是因為這種材料具有良好的滲透性。在生產加工的過程中使用多孔金屬材料，可以隨意調整孔徑，這突破了口徑的局限性，使其可以滿足各種口徑的需要。多孔金屬材料具有很強的耐腐蝕性，同時還有良好的耐溫性和耐強度性，這些性質決定了多孔金屬材料是一種良好的功能材料。從實際的應用情況來看，多孔材料多用于能量吸收設備，比如散熱器制造和電磁設備制造，并且取得了良好的應用效果[1]。

1.2納米金屬材料

納米金屬材料是一種新型材料，同時它也是一種催化劑，其整體性能不會有明顯的變化，并能夠有效保證其物理性能的完整性。納米金屬材料抵抗疲勞破壞的性能比較好，它還具備良好的強度，因此其有著極高的應用價值。

2熱處理的三個必備過程

根據溫度控制的變化，熱處理工藝總結為加熱、保溫、冷卻三個過程。

加熱是熱處理工藝的第一個步驟，早期的熱處理工藝加熱工序大部分利用木炭和煤炭作為熱源，隨著能源產業的發，又出現了液體和氣體燃料；電力技術的普及，為熱處理加熱工序帶來了新的變革，普遍使用電力完成加熱過程，電加熱方式快捷并且易于控制，減少了對外部環境的污染。利用木炭、煤炭、液體氣體燃料以及電力等作為熱源，不借助加熱介質加熱統稱為直接加熱；間接加熱則是利用熔融的鹽或者浮動粒子達到金屬工件升溫的效果。在加熱過程中，為保護金屬工件不受大氣中氧氣、一氧化碳等氣體影響而發生氧化、脫碳等現象，加熱環境要確保可控，加熱裝置要具備氣氛保護功能，比如利用熔融鹽或者真空環境進行加熱，也可通過涂層或包裝來完成。

保溫工序是在一定的技術規范指導下，在確保加熱溫度和精準控制下，讓加熱之后的金屬工件保持一定的溫度，通常會在相變溫度以上進行加熱以獲得所需的結構。將金屬工件表面加熱到符合要求的溫度并保持在一定的時間間隔之內，以確保工件內部與外部溫度能夠保持一致，從而使金屬結構能夠實現完全轉變，這段時間間隔在熱處理工藝規范中稱為保溫時間；有些熱處理工藝保溫過程要求極短，甚至不需要保溫時間，例如，為了增加金屬材料表面的耐磨性，需要進行高能密度加熱，其特點是短時或者瞬間致熱，這個過程就不需要保溫時間。

3常用材料熱處理工藝

3.1化學處理薄層滲透工藝

在運用該項工藝對金屬材料進行處理時，會通過化學熱處理手段，對材料實施薄層滲透處理，以達到提高金屬材料堅韌性的目標[1]。對該項處理工藝進行使用，能夠有效提高金屬材料使用率，降低材料浪費問題，進而實現對產品生產成本的有效控制。同時該項工藝還具有低污染的優勢，能夠將工藝實施對周邊環境的影響控制在最低。

3.2激光熱處理工藝

激光處理技術有著較強的穿透性特征，多用于表面堅硬材料處理。運用激光處理技術，不僅能夠達到良好的熱處理加工效果，同時還能有效提高金屬表面硬度，整體處理工作開展效率較為理想。為保證激光應用準確程度，在對工藝進行使用時，需要通過對計算機以及相關設備的運用，對激光使用進行控制。而激光熱處理技術，也在計算機的帶動下，逐漸向自動化方向進行著發展。

3.3振動時效處理工藝

該項工藝會通過對振動原理的運用，對金屬材料展開熱處理。經過處理之后，金屬材料穩定性會得到顯著提高，材料變形情況也可以得到有效控制[2]。同時，因為振動處理需要借助計算機設備才可以完成，在計算機的控制與監督之下，振動處理可達到自動化控制狀態，能夠有效提高金屬制品生產效率，提升產品生產水平，進而達到降低企業生產成本，實現綠色化施工的效果。

3.4熱處理CAD工藝

CAD是一種較為先進的材料熱處理技術，其會通過對計算機技術的合理運用，完成對熱處理過程的模擬，進而再利用智能處理手段，高質量完成材料熱處理的工藝。在具體對CAD技術進行使用過程中，技術人員首先會運用計算機設備，對CAD技術進行模擬；其次會按照模擬結果，對熱處理測量展開科學調整與處理方案制定，做好各環節調整與改進工作；最后會按照最終調整方案，逐步展開相應處理[3]。

4金屬材料熱處理工藝及技術的發展趨勢

在實際的應用過程中，研究人員不斷完善和優化金屬材料的熱處理工藝及技術，力求實現熱處理技術的突破和創新。

目前比較新的熱處理技術要屬可控氣氛技術，這種技術實質上就是借氣氛技術實現對金屬材料的保護和控制熱處理過程，從而提高金屬材料熱處理的質量和效率。相比于傳統的熱處理技術來說，基于氣氛技術的無氧化處理將成為未來金屬熱處理工藝與技術發展的重要方向之一。

在對鋼材采取熱處理的過程中由于溫度過高，所以經常會出現氧化的情況，這時就采用可控氣氛對鋼材料進行熱處理，從避免這種情況的發生。

除此之外，可控氣氛熱處理還有一個明顯的優勢，就是可以隨意調節金屬材料的尺寸，操作更為簡單靈活[3]。雖然可控氣氛熱處理技術有很多優勢，但是它也存在諸多問題，需要技術研究人員不斷優化，使其具有更加廣泛的應用空間。

5結束語

近代以來，熱處理工藝技術發展迅速，先后經歷了轉筒爐氣體滲碳、應用露點電位差計、二氧化碳紅外儀、氧探頭實現爐內可控碳勢等熱處理工藝技術；等離子場在熱處理技術中的應用，進一步完善了滲氮、滲碳等化學熱處理工藝的深度和密度；科學技術的飛速發展，推動了激光、電子束等現代科技手段在熱處理工藝中得以普遍應用，為表面熱處理、化學熱處理等新的熱處理工藝提供了強有力的技術支撐。

參考文獻：

[1]張漢城.金屬材料熱處理工藝分析與控制[J].科技風，2017（25）：150.

[2]吳江濤，王云龍，楊學山.金屬材料熱處理工藝與技術分析[J].世界有色金屬，2017（17）：247-248.

[3]鐘凱.金屬材料熱處理工藝與技術展望的探討[J].農村經濟與科技，2017，28（20）：238.

[4]黃斐.金屬材料與熱處理工藝相關性分析[J].世界有色金屬，2017（16）：257-258.

（作者單位：西安益通熱工技術服務有限責任公司）