金属材料热处理工艺与技术分析

金属材料热处理工艺与技术分析

杨倩

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云南国钛金属股份有限公司

摘要：现如今，随着我国经济的加快发展，金属材料使用领域在逐渐拓展，在工业生产中更是有广泛的应用，基于材料的使用寿命及安全性考虑，材料的加工工艺也在不断的优化。文章总结、分析了金属材料的种类、主要性能等，进而研究金属材料热处理与其性能之间的关系。通过金属的热处理工艺及技术在化学薄膜表面渗透、激光热处理、振动热处理、金属材料超硬涂层热处理等领域的应用举例，进一步探究热处理工艺及其应用，从而提升材料的加工质量，延长设备使用寿命。

关键词：金属材料;热处理工艺;技术分析

引言

为了能够在工业生产中充分发挥出金属材料的应用价值，则必须要采取多样化的技术方法来提高金属材料的机械性能。在金属材料热处理规划过程中，要采取有效措施探索金属材料的应用价值。如果热处理方式不科学，不仅无法提升金属材料性能，还会对金属材料自身造成严重破坏。对此，相关工作人员要分析金属材料的成分和组织架构来分析热处理工艺技术要求，制定科学合理的工艺流程，确保各种金属材料能够在工业技术应用期间获得最大价值。

1金属材料的类型与意义

金属材料在工业领域中扮演着不可替代的角色。伴随着科技水平的提高，金属材料的加工质量也得到了进一步提升。延展性、导电性和传热性是金属材料独有的特性，其中钢铁作为代表性的金属结构材料更是备受推崇。金属材料作为社会发展的物质基础，与人类文明的延续密不可分。现代社会发展的不可或缺因素之一仍然是金属材料。金属材料广泛存在于生产和日常生活中，并能在不同领域中发挥积极作用。主要分为三种类型：黑色金属、有色金属和特种金属材料。黑色金属主要以铁为基础，包括不锈钢、合金结构钢和工业纯铁等，广泛用于工业生产。而有色金属材料则包括钛合金、铝合金及其他稀有金属和合金，通常具有较高的强度和硬度。特种金属材料则包括功能性金属材料和结构金属材料。部分特殊金属材料还具有隐形、超导和耐磨等优质性能，为现代社会的发展提供了坚实的保障。

2金属材料热处理工艺与技术分析

2.1超硬涂层技术

超硬涂层技术主要是对金属材料的表层进行科学处理，不关注金属材料内部。在当前金属材料热处理技术应用过程中，此技术的热处理应用范围较为广泛。在应用超硬涂层技术对金属材料进行处理过程中，必须要保证金属材料表面硬度得到明显加强，这样才会保证金属产品更加耐用。另外，超硬涂层技术还可以提升金属材料的整体性能。现如今，伴随着科学技术的快速发展，现代化超硬涂层技术也处于不断发展过程中，在金属材料具体处理过程中，实践应用也成为了更加便捷有效的方式。

2.2化学薄膜表面渗透技术的使用

将适当化学元素以薄膜形式渗透于金属表层，这种技术对金属的表面性能起到一定的改善作用，使工件的亮度以及光洁度得到明显优化，增强金属材料的耐磨性，同时使金属的韧性与强度性能均得以提升。这项薄膜渗透技术的实际操作时，用多种合金元素组成的化学材料作为介质，将待加工金属工件放置于此介质中并加热处理，多种元素能更快更好地融入金属表层，从而达到改善性能的目的，有效控制材料的加工费用。薄膜渗透技术是一种常见的热处理工艺，具有操作工艺简单、耗费材料成本低、节能环保等优点，实际应用较多。

2.3激光热处理技术

激光热处理技术也可以称之为激光淬火技术，主要是利用激光直接照射在金属材料表面上，对其进行硬化处理。因为激光具有较强的穿透性，所以在优化金属材料表面性质方面具有一定的优势，在改善金属材料表面性质方面发挥着至关重要的优势。将激光热处理技术与计算机结合在一起，可以顺利实现自动化热处理，工作整体效率也得到了明显提升。除此之外，激光热处理技术在提升金属材料硬度和使用性能的同时，还可以处理传统工艺技术处理过程中容易出现的凹凸和深沟等特殊问题。而且和传统淬火技术相比，金属材料生产效率水平得到了明显提升，实现了自动化批量生产目标。

2.4属材料冷却方法

在对金属材料进行热处理后，需要对其进行冷却。一般情况下，技术人员都会根据金属材料的类型、成分以及相关要求选择冷却速度与淬火距离。常用的淬火方式有单液法与双液法，这两种方法应用的冷却介质不同，所以，金属材料的冷却速度也不同。相比之下，利用双液法有利于增强冷却速度的可控性，对各项指标进行严格控制，因此，技术人员可以利用这种方法进行冷却。

2.5热处理工艺的基本方式

热处理工艺是金属加工领域中的重要技术之一，主要包括退火、正火、淬火和回火四种方式。这四种热处理方式相互配合，能够使工件材料获得较为良好的使用性能和工艺性能。首先，退火热处理工艺是将工件材料适当加热，并根据工件材料的特性和尺寸控制加热温度、时间和冷却方式，以达到改善其使用性能和为淬火处理做好准备的目的。其次，正火处理方式与退火类似，结束加热后将工件材料在空气中冷却，能够改善工件材料的切削加工性能，通常作为前处理或预热处理。对于部分使用要求不高的零部件，正火也可作为最终使用状态。第三，淬火是一种快速冷却的热处理工艺，通过在淬火介质中对工件材料进行加热和保温后的快速冷却，提高金属及合金的强度和硬度，但也需要及时回火来避免出现脆性。最后，回火是一种通过适当的温度保温和冷却来降低钢材工件脆性的工艺。回火能够满足制件的使用性能，对于淬火后硬而脆的钢制件，需要通过回火调节硬度，提高综合性能，才能在生产中得到有效应用。

2.6振动热处理技术的使用

不锈钢等金属材料出厂时需固溶状态处理，通过振动时效的热处理工艺，在较高温度时通过振动的方式来抵消降低金属内部的残余应力。运用此技术可以提升工件几何精度，残余应力的弱化能有效预防金属的变形或开裂，从而使加工件的稳定性增强。相对于传统的热处理方式，振动时效消应力不受场地的限制，需要的时间短、效率高投资低、具有较强的适用性，应用于化工机械、桥梁以及船舶等领域。

2.7加大技术探索力度

在工业不断发展的过程中，技术人员应加大对技术材料热处理工艺与技术的研究力度，不断探索新的工艺与技术。例如，近年来，技术人员发现可以利用可控气氛热处理工艺对金属材料进行热处理。可控气氛热处理工艺主要利用气氛介质对金属材料进行保护与控制，增强加热处理过程的稳定性，继而有效维持金属材料的表面性能。总之，还有很多工艺与技术没有被探索出来，技术人员应不断研究。

结语

综上所述，伴随着社会不断进步与发展，金属材料热处理技术的重要性越来越突出。金属材料热处理工艺技术的进步对于高新技术升级、生态环境保护和科技创新能力提升而言，都具有十分积极的促进作用。对此相关科研单位和生产企业都要高度重视金属材料热处理工艺技术，引进节能环保的新技术，合理控制热处理作业成本，提升热处理工艺水平和金属产品质量。

参考文献

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