金屬材料熱處理變形的影響因素與控制探討

左 歡

（天津工業(yè)職業(yè)學(xué)院，天津 300400）

金屬材料具有延展性、導(dǎo)電性、傳熱性等特征，具備一定的光澤，一般分為黑色金屬、有色金屬以及特殊金屬三大種類，由于其良好的性能，導(dǎo)致其常常被用到機(jī)械制造領(lǐng)域機(jī)械制造中，一些金屬材料在進(jìn)行熱處理之后會完善其自身的性能，提升設(shè)備的運(yùn)行效果，這也是機(jī)械制造領(lǐng)域選用金屬材料的最大原因，但是如果處理不當(dāng)，就會影響金屬材料的性能，以及機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量，最終直接影響機(jī)械的使用效果，對企業(yè)的健康生產(chǎn)極為不利[1]。

1 金屬材料熱處理變形的影響因素

1.1 受應(yīng)力狀態(tài)的影響

一般情況下，在金屬材料熱處理的過程中，受金屬材料自身的密度影響，會使金屬材料本身由于受熱不均而出現(xiàn)變形[2]。金屬材料熱處理需要經(jīng)過加熱、保溫和處理三個環(huán)節(jié)，通常情況下，在加熱和保溫的過程中，金屬材料表面的溫度會導(dǎo)致其呈現(xiàn)不同的狀態(tài)，溫度越高金屬越軟。

1.2 受淬火介質(zhì)的影響

據(jù)調(diào)查指出，在對金屬材料實行熱處理的過程中，淬火介質(zhì)對于金屬變形的影響是較大的，所以說，操作人員就需要依照不同的金屬材料和施工場地合理科學(xué)的選擇淬火介質(zhì)。優(yōu)質(zhì)的淬火介質(zhì)質(zhì)量不光能夠控制金屬材料的變形，其在攪拌的過程中還能夠提升金屬材料的穩(wěn)定性，強(qiáng)化金屬材料熱處理效果。

1.3 受預(yù)處理的影響

在金屬材料的熱處理過程中，施工人員最常用的方式就是預(yù)處理方法，此種方法能夠快速的消除應(yīng)力，但是會受到場地的約束，在正火時，導(dǎo)致金屬材料出現(xiàn)堆冷情況，這樣就會導(dǎo)致金屬材料的表面受熱不均而出現(xiàn)變形的情況，假如施工技術(shù)人員使用的方法不當(dāng)，也會在一定程度上增加金屬材料的變形效果，影響熱處理效果。

2 金屬材料熱處理技術(shù)使用過程中需要遵守的原則

有關(guān)機(jī)械企業(yè)為了強(qiáng)化對金屬材料的運(yùn)用效果，就逐步引用了熱處理技術(shù)，但是在金屬材料熱處理技術(shù)的使用過程中，會受到各種因素的影響，從而出現(xiàn)變形情況，這就在一定程度上影響了金屬材料的實際應(yīng)用效果，弱化了熱處理技術(shù)的實用價值，所以說，在此進(jìn)行熱處理的過程中一定要遵循以下原則：

其一是科學(xué)操作原則。技術(shù)人員在對金屬材料熱處理的過程中，為了保障其不變形，技術(shù)人員就需要依照金屬材料的類型合理科學(xué)的選擇熱處理技術(shù)，在使用之前要對金屬材料進(jìn)行全面的檢測，而后制定相應(yīng)的熱處理計劃，在科學(xué)的熱處理技術(shù)支持下，優(yōu)化金屬材料的使用性能[3]。基于此，我國有關(guān)部門就需要建立相對完整的工藝標(biāo)準(zhǔn)和施工流程，在熱處理技術(shù)使用的過程中要予以全面的監(jiān)督，確保技術(shù)的規(guī)范的使用，合理有效地空間金屬材料的變形情況；

其二是環(huán)境保障原則。如果技術(shù)人員想要確保熱處理技術(shù)的使用效果，就務(wù)必要遵循環(huán)境保障原則，也就是熱處理技術(shù)需要在優(yōu)質(zhì)的環(huán)境保障下才能夠使用，只有這樣才能夠得到最優(yōu)的使用效果。一般我國機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)場地都在城市郊區(qū)或者是一些偏遠(yuǎn)的地區(qū)，因為這樣不光能夠保護(hù)周邊的生態(tài)環(huán)境，還能夠減少環(huán)境因素對金屬材料變形的影響，逐步強(qiáng)化企業(yè)的生產(chǎn)效果，有效地減少熱處理過程中金屬材料變形的情況；

其三是熟練操作原則。企業(yè)需要對在職的技術(shù)人員定期的實行專業(yè)的培訓(xùn)，逐步提升技術(shù)人員的專業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)技能，并給其一定的時間和空間，鍛煉技術(shù)人員對熱處理技術(shù)的使用效果，爭取能夠在實際操作的過程中減少失誤發(fā)生。只有這樣才能夠保障金屬熱材料的熱處理效果，為企業(yè)的健康生產(chǎn)奠定堅實的基礎(chǔ)。

3 金屬材料熱處理變形情況的相關(guān)控制措施

對于金屬材料在熱處理的過程中出現(xiàn)的變形情況來說，有諸多因素的影響，像環(huán)境因素、技術(shù)人員的施工技術(shù)以及熱處理工藝本身的不適合等等，都能夠直接作用于金屬材料本身的質(zhì)量。那么技術(shù)人員為了有效地控制金屬材料在進(jìn)行熱處理的過程中出現(xiàn)變形情況，就可以從具體的施工環(huán)節(jié)入手，分析金屬材料變形的原因，從而借助高效地控制措施予以處理和優(yōu)化，為企業(yè)的健康生產(chǎn)和高效運(yùn)用奠定堅實的基礎(chǔ)。

3.1 科學(xué)淬火

對于金屬材料熱處理技術(shù)的使用而言，淬火是其中相對重要的環(huán)節(jié)，能夠直接作用于金屬材料本身的質(zhì)量。那么在此進(jìn)程中，技術(shù)人員就需要及時的引進(jìn)先進(jìn)的熱處理技術(shù)，并且借助創(chuàng)新性的理念優(yōu)化淬火環(huán)節(jié)，逐步減少在金屬材料熱處理過程中因為淬火環(huán)節(jié)出現(xiàn)的失誤而導(dǎo)致的變形情況。就淬火介質(zhì)本身來說，如果在不科學(xué)淬火介質(zhì)影響下，會導(dǎo)致金屬材料內(nèi)部的應(yīng)力出現(xiàn)極大的不平衡現(xiàn)象，從而導(dǎo)致金屬材料變形。

常見的淬火介質(zhì)有水和油，那么在實際淬火的過程中，技術(shù)人員就需要科學(xué)的控制溫度，高度整合水的溫度以及油的溫度，只有在水溫達(dá)到55℃～65℃之間，油溫達(dá)到60℃～80℃之間，才能夠保障金屬材料均勻受熱，從而給冷卻工作提供重要的前提保障，強(qiáng)化金屬材料的質(zhì)量，所以說，技術(shù)人員科學(xué)的淬火技術(shù)能夠直接影響金屬材料的熱處理效果，為企業(yè)的健康生產(chǎn)和金屬材料的變形控制奠定了堅實的基礎(chǔ)。

3.2 合理的冷卻

技術(shù)人員在對金屬材料冷卻的過程中，因為金屬材料質(zhì)量和種類的不同，就會導(dǎo)致對其冷卻的方式也不同，在金屬材料熱處理的過程中，冷卻是保障金屬材料不變形的重要手段。那么首先技術(shù)人員就需要了解金屬材料的淬火技術(shù)，其中涵蓋了單介質(zhì)淬火、雙介質(zhì)淬火、分級淬火和等溫淬火，每種淬火技術(shù)都涵蓋了一種冷卻技術(shù)，對于單介質(zhì)淬火技術(shù)的冷卻處理技術(shù)使用方便，能夠借助一定的機(jī)械設(shè)備完成，在當(dāng)下可以達(dá)成自動化、智能化的發(fā)展，投入使用效率較高，可是在這一冷卻技術(shù)使用時，技術(shù)人員需要特別控制淬火速度，如果控制不得當(dāng)很容易使金屬材料出現(xiàn)變形或者開裂的情況。

對于雙介質(zhì)淬火而言，技術(shù)人員需要依照淬火介質(zhì)的特征實行快速冷卻，具體的流程如下：把淬火設(shè)施的溫度快速下降到300攝氏度，在保溫技術(shù)的協(xié)助下，在2分鐘之后把金屬材料放到溫度地的冷卻介質(zhì)中。

3.3 高效處理

對金屬材料的熱處理，除了對金屬材料的淬火和冷卻，還需要在加工方面加以重視，確保金屬材料的質(zhì)量，逐步增強(qiáng)熱處理效果。那么在此進(jìn)程中，如果在加工中的金屬材料，技術(shù)人員對其實行熱處理的過程中也需要依照以上控制措施進(jìn)行，保障金屬材料的質(zhì)量。在之后的處理中，逐步優(yōu)化淬火技術(shù)、冷卻技術(shù)以及加工技術(shù)，讓企業(yè)內(nèi)部的金屬材料熱處理技術(shù)得以高效地運(yùn)用，為企業(yè)的健康發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

所以說，在企業(yè)金屬材料的熱處理技術(shù)使用過程中，加工技術(shù)對于控制金屬材料的變形具有重要的意義，需要得到企業(yè)管理者的重視和推廣。

3.4 優(yōu)化機(jī)械零件結(jié)構(gòu)

在金屬零件實行熱處理的過程中，技術(shù)人員需要逐步優(yōu)化機(jī)械零件結(jié)構(gòu)，立足于當(dāng)下企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)狀，以及生產(chǎn)技術(shù)，高效地把控金屬材料的熱處理程度，從而避免因為企業(yè)生產(chǎn)零件應(yīng)力集中而導(dǎo)致的變形，確保金屬材料的均勻受力。如果在金屬材料冷卻的過程中，因為技術(shù)人員對冷卻的時間掌握不當(dāng)而導(dǎo)致的變形，技術(shù)人員就需要逐步提升零件的對稱性，特別是在設(shè)計之前，需要充分的思考零件中的溝槽位置，對于零件的邊界線，技術(shù)人員也要加以重視，盡量采用圓角的弧度，強(qiáng)化金屬零件的設(shè)計效果，為熱處理技術(shù)的使用奠定堅實的基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

在我國機(jī)械領(lǐng)域的生產(chǎn)和發(fā)展進(jìn)程中，企業(yè)管理者為了強(qiáng)化金屬材料的質(zhì)量和性能，逐步引用了熱處理技術(shù)，希望能夠通過這一技術(shù)強(qiáng)化金屬材料的運(yùn)用效果，優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境。

但是在金屬材料進(jìn)行熱處理的過程中，會受到各種因素的影響導(dǎo)致金屬材料出現(xiàn)變形，因此，企業(yè)技術(shù)人員就需要借助優(yōu)質(zhì)的淬火技術(shù)、冷卻技術(shù)以及合適的加工技術(shù)，對金屬材料的變形情況予以控制，逐步提升企業(yè)生產(chǎn)效果，優(yōu)化金屬機(jī)械的使用性能，為企業(yè)的健康運(yùn)行和可持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)，強(qiáng)化熱處理這一工藝的應(yīng)用效果。