金屬材料熱處理工藝及技術(shù)發(fā)展分析

劉琳琳

摘 要：在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中凡涉及機(jī)械制造的任何領(lǐng)域中，熱處理是一項(xiàng)廣泛應(yīng)用的重要的基礎(chǔ)工藝之一。它是金屬材料在嚴(yán)格控制的加熱和冷卻條件下進(jìn)行處理，通過(guò)改變材料內(nèi)部的顯微組織來(lái)達(dá)到人們所要求的使用性能或服役壽命。本文就金屬材料熱處理工藝及技術(shù)的現(xiàn)行技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行詳細(xì)的分析和研究。

關(guān)鍵詞：金屬材料;熱處理;技術(shù);發(fā)展趨勢(shì)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)的日益繁榮，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，金屬熱處理工藝水平也是不斷提升。為了進(jìn)一步增強(qiáng)金屬材料的資源利用率，有效的保護(hù)環(huán)境降低外界環(huán)境的破壞，需要對(duì)金屬材料熱處理工藝及技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行深入的分析，以便為今后更好的發(fā)展提供借鑒。

1 普通金屬材料熱處理工藝和技術(shù)

金屬材料熱處理工藝，改變金屬的硬度、導(dǎo)熱性、導(dǎo)磁性，柔韌性和延展性等屬性，不同的熱處理技術(shù)可以獲得理想的金屬材料，助力工業(yè)化發(fā)展。

普通熱處理的目的在于改善金屬組織結(jié)構(gòu)、調(diào)整強(qiáng)度、硬度、韌性，改善金屬的加工性能，不改變金屬的化學(xué)成分。主要工藝為退火、正火、淬火及回火。普通熱處理技術(shù)在我國(guó)機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并在設(shè)備、工藝方面取得良好的發(fā)展。

2 現(xiàn)代金屬材料熱處理工藝和技術(shù)

現(xiàn)代的熱處理工藝在改變?cè)械摹凹訜?保溫-降溫”工藝技術(shù)過(guò)程中，通過(guò)現(xiàn)代熱處理工藝，在一定程度上達(dá)到對(duì)金屬材料的在其應(yīng)用領(lǐng)域范圍內(nèi)高校的應(yīng)用率，降低相應(yīng)程度對(duì)環(huán)境的污染，具有較高的現(xiàn)實(shí)意義。

（1）真空熱處理技術(shù)。在金屬材料熱處理技術(shù)和條件下，形成了真空的環(huán)境，有效地降低了能源資源的消耗，在技術(shù)條件下，運(yùn)用金屬材料熱處理節(jié)能技術(shù)，能夠獲得良好的效果。

（2）化學(xué)處理薄層滲透技術(shù)。化學(xué)熱處理薄層滲透技術(shù)通過(guò)化學(xué)熱處理的方式來(lái)有效的完成金屬材料的薄層滲透工作，從而在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中使得該金屬材料的堅(jiān)韌程度得到加到極大地提高和強(qiáng)化。該技術(shù)能夠有效節(jié)約工藝處理時(shí)間，節(jié)約操作過(guò)程中的電能消耗，也會(huì)大量減少化學(xué)污染物，提升節(jié)能技術(shù)的質(zhì)量和效率，實(shí)現(xiàn)高收益低成本的目標(biāo)，是目前各種節(jié)能操作技術(shù)中較為實(shí)用的方法。

（3）振動(dòng)處理技術(shù)。振動(dòng)器技術(shù)較傳統(tǒng)熱處理技術(shù)更能增加金屬的柔韌性和延展性，借助外力不激烈加工方式，未改變金屬材料的自身機(jī)體，增加金屬的適應(yīng)力，減小受熱時(shí)斷裂和變形概率。并且該項(xiàng)技術(shù)普及率較高，易于工人操作、生產(chǎn)效果較好、能源消耗低、生產(chǎn)周期短、節(jié)約生產(chǎn)成本。

（4）激光熱處理技術(shù)。在日常應(yīng)用過(guò)程中激光具有加強(qiáng)的穿透能力，在對(duì)一些表面看起來(lái)較為堅(jiān)硬的金屬材料進(jìn)行熱處理的過(guò)程中，可以通過(guò)激光技術(shù)來(lái)有效的完成該項(xiàng)工作，在一般情況下能夠取得預(yù)測(cè)效果。

（5）超硬涂層技術(shù)。在金屬表面通過(guò)涂層技術(shù)處理，使金屬增強(qiáng)硬度、耐磨、防腐蝕等能力。涂層技術(shù)降低金屬材料與外界的接觸，且不降低金屬機(jī)體的韌性，通過(guò)降低金屬機(jī)體之間的摩擦提高金屬的使用壽命。

（6）熱處理CAD技術(shù)。熱處理CAD技術(shù)作為目前金屬材料熱處理工藝及技術(shù)中的一種較為先進(jìn)的模式，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中主要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)需要進(jìn)行熱處理的金屬材料進(jìn)行工藝的模擬操作，然后在進(jìn)一步的借助與智能模式來(lái)實(shí)現(xiàn)金屬材料的熱加工。該技術(shù)是借助電腦在模擬的環(huán)境下對(duì)技術(shù)進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。

3 金屬材料的熱處理工藝與技術(shù)發(fā)展分析

（1）綠色清潔的熱處理技術(shù)。現(xiàn)在的熱處理技術(shù)雖然在少無(wú)氧化加熱、節(jié)能減排方面有了明顯的進(jìn)步，但熱處理生產(chǎn)在整體上仍然處于高能耗、高排放模式。與生態(tài)環(huán)境保護(hù)形成沖突。所以發(fā)展科技含量高、資源消耗低、環(huán)境污染少的綠色清潔熱處理技術(shù)是未來(lái)的方向。例如以下技術(shù)：

1）可控氣氛熱處理減量化技術(shù)。該技術(shù)的金屬材料進(jìn)行熱處理時(shí)需要通過(guò)一個(gè)可靠的氣氛介質(zhì)來(lái)完成相應(yīng)程度上的材料熱處理工作，使得整個(gè)金屬材料的熱處理操作過(guò)程變得更加穩(wěn)定和安全，減少了廢氣排放并節(jié)約了能源。2）真空低壓滲碳技術(shù)。該技術(shù)通過(guò)高碳流量實(shí)現(xiàn)高效碳轉(zhuǎn)移，能較好替代可控氣氛滲碳。該技術(shù)使器件表面奧氏體的碳濃度短時(shí)間飽和，減少了滲碳時(shí)間井降低了能耗，使?jié)B碳技術(shù)轉(zhuǎn)化成少無(wú)污染過(guò)程。3）真空高壓氣淬技術(shù)。該技術(shù)處理的工件清潔、無(wú)氧化無(wú)脫碳、工件畸變小，可以部分甚至完全替代油率，高壓氣干燥，不用清理，環(huán)境負(fù)荷小。4）余熱利用熱處理技術(shù)。利用各種余熱進(jìn)行熱處理可節(jié)約大量熱能，節(jié)約用地。鍛造、淬火、回火合作一生產(chǎn)線上又可縮短生產(chǎn)時(shí)間，提高效率;且鍛熱萍火比一般熱處理提高了產(chǎn)品力學(xué)性能。

（2）復(fù)合熱處理技術(shù)。復(fù)合熱處理是將兩種或兩種以上的熱處理工藝復(fù)合，或?qū)崽幚砼c其它加工工藝復(fù)合，這樣就能得到參與組合的幾種工藝的綜合效果，使工件獲得優(yōu)良的性能，并節(jié)約能源，降低成本，提高生產(chǎn)效率。如滲氮與高頻淬火的復(fù)合、淬火與滲硫的復(fù)合、滲硼與粉末冶金燒結(jié)工藝的復(fù)合等。

（3）發(fā)展信息化智能熱處理技術(shù)。熱處理智能化通過(guò)綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、精密傳感技術(shù)、精密控制技術(shù)，提高熱處理質(zhì)量和工作效率，優(yōu)化工藝過(guò)程，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，提高了自動(dòng)化、智能化水平，降低生產(chǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度，降低人力成本。

（4）機(jī)器人在熱處理中的應(yīng)用。機(jī)器人在熱處理中的應(yīng)用，可以有效地改善工人的勞動(dòng)條件，提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。目前主要是用來(lái)進(jìn)行自動(dòng)裝卸料。由于熱處理的生產(chǎn)環(huán)境差、勞動(dòng)強(qiáng)度較大，也由于熱處理生產(chǎn)向自動(dòng)化、集成化、柔性化的方向發(fā)展，因此，今后機(jī)器人在熱處理生產(chǎn)中的應(yīng)用將日趨增多。

4 結(jié)束語(yǔ)

基于上述的詳細(xì)分析和深入挖掘，金屬材料熱處理工藝及技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中正在不斷的進(jìn)步。隨著未來(lái)金屬材料需求的增大，要以節(jié)能、無(wú)污染、獲得優(yōu)良，智能化、高效率的技術(shù)在熱處理中的應(yīng)用為重點(diǎn)，全面提高熱處理的工藝水平。我們可以相信，在科技工作者和政府的共同努力下，金屬材料行業(yè)將會(huì)出現(xiàn)更加繁榮的未來(lái)。

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