淺談金屬材料熱處理工藝與技術發展趨勢探索

姚洪利

（泰山職業技術學院，山東 泰安 271000）

金屬材料要想得到更好的使用，就必須使用熱處理工藝，熱處理工藝對金屬材料的使用、防腐、防蝕性能有著重大的影響，因此要加強對金屬材料熱處理工藝技術的重視，只有加強對金屬材料熱處理工藝的研究，才能促使企業提高生產率，因此，相關企業要積極探究金屬材料熱處理工藝的發展趨勢，不斷的優化創新金屬材料熱處理工藝技術，提高金屬材料的應用性能及適用范圍，促使金屬材料熱處理企業實現經濟效益最大化。

1 金屬材料的相關概述

1.1 多孔金屬材料

金屬材料的類型有很多，其中多孔金屬材料是使用最為廣泛的，同時它也是受歡迎程度最高的，主要是因為多孔金屬材料具有較好的滲透性，在生產加工中要是使用多孔金屬材料，不僅可以隨意調整孔徑，還能打破金屬口徑的束縛性，進而更好的滿足各種金屬口徑需求[1,2]。除此之外，多孔金屬材料還具有較強的防腐性、耐溫性及耐強性，這些特征決定了多孔金屬材料的良好性能，尤其是在散熱制造和電磁設備制造中，多孔金屬材料在這兩方面得到了較好的應用效果。

1.2 納米金屬材料

納米金屬材料是一種新型的金屬材料，并且納米金屬還屬于一種催化劑，它會保證金屬材料的整體性能不會發生改變，讓金屬材料的物理性能更具完整性。另外納米金屬的抗防御能力較強，因此納米金屬的有著較高的應用價值。目前，納米金屬材料是鋁基納米材料中最具有代表性的材料。

2 金屬材料熱處理工藝應用的必要性

2.1 改變金屬材料性能

雖然企業在傳統工業模式下也能對金屬材料進行切削作業，并且也能在短時間內加工出所需的部件規格參數及工業產品，但卻無法讓金屬材料的性能質量得到保證，進而導致加工出的部件規格參數及工業產品出現缺乏穩定性、使用年限短等相關一系列問題，致使部件規格參數及工業產品在使用過程中很難保持穩定的狀態，但通過對金屬材料進行熱處理之后，不僅可以提升金屬材料的各項性能屬性，而且能提高部件規格參數及工業產品的質量和使用年限[3]。如：有的金屬材料在經過長時間儲存、放置后，導致金屬材料的應力狀況出現裂口、腐蝕等問題，在經過熱處理后，就會降低應力狀況對金屬材料的影響率，進而提高金屬材料的使用性能，不僅如此，金屬材料在經過熱處理工藝后，還要確保金屬材料在后續使用中不會出現氧化的現象。

2.2 降低金屬材料的切削難度

傳統的金屬材料零件及工業產品在生產過程中，都會因為金屬材料的硬度系數，導致材料在切削作業中出現難度系數大、作業效率不高、道具磨損等問題，出現這些問題的主要原因是因為金屬材料的硬度系數過高，在經過熱處理工藝后，就會對金屬材料的性能進行適當的調整，可以將以上問題進行有效的解決，不僅可以保障金屬材料的加工質量，而且還能提高金屬材料在生產過程中的切削效率。

3 金屬材料的使用范圍（以多孔金屬材料為例）

3.1 多孔金屬材料的使用范圍

多孔金屬材料是金屬材料中應用最為廣泛的一種材料，這是因為多孔金屬材料有較多的優勢和好處，如：具有較好的滲透性、較強的防腐性、耐溫性及耐強性，能夠做成過濾器、消音器、催化劑等材料，進而應用到各個領域中，像：機械、冶金等行業。

3.2 滲透性

多孔金屬材料具有最大的特性就是滲透性強，因此被用來制造各種過濾器，通過多孔金屬材料中的孔道將固定粒子進行隔離和捕獲，不僅如此，多孔金屬材料還可以將氣體和液體進行過濾和分離，進而讓介質進行分離與凈化。目前市場上應用最廣泛的金屬過濾器有：多孔青銅過濾器及多孔不銹鋼過濾器。

3.3 能量吸收

多孔金屬材料還有一個最為重要的作用就是可以能量吸收，主要是因為多孔金屬材料的緩沖器和吸振器都帶有能量吸收裝置，進而致使多孔金屬材料應用廣泛，它不僅應用在汽車及宇宙飛船中，還應用在升降機、傳送器等產品。

3.4 熱交換

多孔金屬材料本身就具有特殊的性能，因此它是加熱的最好材料。多孔金屬材料中的孔體就是主要的熱功能，尤其是多孔金屬材料的閉孔，屬于一種絕熱材料，由于多孔金屬材料具有較高的滲透性，所以它是滅火器材料中的一種。

3.5 流體分布與控制

多孔金屬材料屬于一種流體分布裝置，因此多孔金屬材料得到廣泛的應用，如：多孔不銹鋼、多孔粉末等。另外多孔金屬材料中的布氣元件能夠將氣體分布到液體中，如：多孔鈦管、多孔鈦板等。除此之外，多孔金屬材料還能對流體進行控制，如：計時器、計量器等。

3.6 電磁屏蔽

多孔金屬材料具有電磁吸收性能，因此多孔金屬材料可以制成電磁屏蔽等器件，主要是因為，多孔金屬材料中含有三維網狀銅，將其與孔隙之間進行有效的連通，就能讓多孔金屬材料散熱性變好、比重變輕。多孔金屬與金屬相比，多孔金屬的屏蔽性能比金屬屏蔽性能要好，它不僅可以對波導窗進行屏蔽，而且還能讓波導窗的體積變小，進而讓設備變得更易攜帶。

4 金屬材料熱處理工藝及其技術分析

4.1 金屬材料熱處理中的化學熱處理技術

金屬材料熱處理中的化學熱處理技術，主要利用的是一種化學薄層滲透技術，通過化學薄層滲透技術改變金屬材料中金屬性質。這種化學熱處理工藝可以有效的提高金屬材料的強硬度，同時還能讓金屬材料表面發生變化的同時，不會對材料產生任何損失，可以省去加工費，提供經濟利潤。除此之外，金屬材料化學熱處理還具有投資使用成本不高的優勢，并且在使用過程中，還能降低對環境的污染，主要是因為化學薄層滲透技術只是滲透在金屬的表面，不會直接進入到金屬內層結構中，因此金屬材料化學熱處理技術是一種較為實用且性價比較高的金屬熱處理工藝。

4.2 金屬材料熱處理中的激光熱處理技術

金屬材料熱處理中的激光熱處理技術，采用的是激光淬火技術，通過對金屬激光的照射增加其表面溫度，要是溫達到指定數值后，就會自動關閉自動關閉。等照射關閉冷卻后就會形成一層薄膜，以此來提升金屬材料的硬度系數。激光熱處理技術與傳統的熱處理工藝相比，激光熱處理技術的使用效果更好，這是因為激光熱處理技術中的激光具有較強的穿透力，隨著科學技術的不斷發展，激光能夠大大的提高控制性能，進而會讓金屬材料的內部結構產生有效的改變，讓金屬材料的性質得到進一步的提升。

4.3 金屬材料熱處理中的涂層技術

金屬材料熱處理中的涂層技術，雖然有多種類型，但可以將其統稱為超硬涂層，主要是對金屬表面進行涂層，提升金屬材料的硬度。一般情況下，常見的金屬材料涂層有兩種，即：納米晶和金屬衍生物，在金屬表面對這些物質進行涂層后，經過高科技加工后才能制成涂層。在金屬熱處理工藝中利用涂層技術，不僅造作簡便，不會對金屬材料結構造成損還，而且還能提高金屬材料的硬度及應用效果。

4.4 金屬材料熱處理中的振動技術

金屬材料熱處理中的振動技術，是一種時效性較強的處理技術，它主要是通過振動降低金屬的應力，讓硬度達到使用標準，但是會讓金屬材料出現略微的變形。金屬材料熱處理中的振動技術，可以確保金屬材料的穩定性，還可以通過利用計算機信息技術，嚴密控制振動參數，這樣不僅可以避免金屬材料遭到損害，而且還能提高金屬材料的利用率，防止金屬材料遭到浪費。除此之外，金屬材料熱處理中的振動技術不僅能縮短金屬材料熱處理時間，提高處理效率，而且還能具有節排環保的功能，不會對環境造成太大的損害。

4.5 金屬材料熱處理中的CAD 技術

金屬材料熱處理中的CAD技術，是一種現代化技術，它主要是依靠計算機信息技術來完成的，通過計算機系統對相關的進行模擬，進而創建智能化模型，防止金屬材料在進行熱處理過程中出現任何問題，同時它還會不斷的根據實際情況，調整各項操作參數數據，直至其達到最佳效果。因此CAD技術，可以優化完善熱處理工藝，對于金屬材料熱處理中的任何風險都能進行有效的預防。

4.6 金屬材料熱處理中的真空熱處理技術

金屬材料熱處理中的真空熱處理技術，是指在真空環境才，對金屬材料實施熱處理，真空熱處理技術不會產生任何的有害氣體，不僅能降低對環境的污染，而且還能提高使用率，節約加工時間。隨著科技的發展，相關科研人員也對真空熱處理技術進行了更加深入的研究，促使真空熱處理技術得到更好的突破和應用，進而更好的服務于各個相關企業。

5 金屬材料熱處理工藝技術創新與發展

5.1 金屬材料熱處理工藝技術的創新

金屬材料熱處理工藝技術隨著時代的發展和科技的進步，也得到了優化創新。即：可控氣氛熱處理工藝技術，它是一種氣體介質，可以有效的保護和控制氣氛，不僅如此，可控氣氛熱處理工藝技術不僅可以有效的保護金屬表面的性能，而且還能讓熱處理過程更具穩定性和完整性，尤其是鋼制工制品來說，可控氣氛熱處理工藝技術可以有效的保護鋼材料，主要是因為鋼在高溫預熱環境下護出現氧化，進而導致表面遭到破損，但可控氣氛熱處理工藝技術可以有效的降低鋼的氧化率。除此之外，可控氣氛熱處理工藝技術還可以應用到其他的金屬材料中，不僅可以自行控制尺寸，而且還能讓操作更加靈活。雖然可控氣氛熱處理工藝技術得到了廣泛的認可和應用，但在應用過程中也存在有相對的缺陷，因此相關科研人員要加強對可控氣氛熱處理工藝技術的深入研究，才能讓可控氣氛熱處理工藝技術得到更好的發展和應用，進而為金屬熱處理工藝技術提供更加寬闊的發展道路和空間。

5.2 金屬材料熱處理工藝技術的發展趨勢

金屬材料熱處理工藝技術的發展趨勢主要體現在以下幾方面：①自動化發展，隨著科技技術的進步，金屬材料熱處理工藝技術逐漸處于自動化發展中企業在使用金屬材料熱處理工藝技術時，不但需要相應的配置，而且還要投入一定的資金和人力，并且在開展金屬熱處理作業時，還會因人為因素導致處理效果不理想，因此相關科研人員要加強對金屬材料熱處理工藝技術自動化發展和應用的研究，在有效提升金屬熱處理效果的同時，將傳統熱處理工藝與現代信息技術相融合，促使金屬材料熱處理效率得到進一步的提升；②無氧化處理，隨著我國科學技術的深入發展，無氧化處理技術被稱之應用價值最高的一項技術，可控氣氛技術就屬于無氧化處理技術中的一種，可控氣氛熱處理工藝技術可以有效的降低鋼的氧化率，讓熱處理過程更具穩定性和完整性，該技術通常被用來進行鋼制品熱處理，因此，無氧化處理技術是金屬材料熱處理工藝技術的未來發展趨勢，所以相關企業要加強對無氧化處理工藝技術的深入研究，為我國的工業發展提供新鮮的血液及廣闊的發展空間，進而促使我國實現小康社會。

6 結語

綜上所述，隨著科技水平不斷提高，金屬材料熱處理工藝技術也得到了相應的發展，讓金屬材料在經濟熱處理工藝技術處理之后，其柔韌度及防腐、防蝕性能都得到了明顯的增加，因此相關科研人員要加強對金屬材料熱處理工藝技術，讓金屬材料在使用熱處理工藝技術時，不僅能確保金屬材料質量，提高金屬材料的使用率，而且還要降低金屬材料生產過程中對環境的污染率，促使金屬材料得到更加廣泛的應用和發展，進而更好的帶動社會經濟發展。