关于金属材料的运用和热处理技术分析 林静1 唐伟东2 那帅1

发表时间:2019/7/19   来源:《新材料.新装饰》2019年3月上   作者:林静1 唐伟东2 那帅1
[导读] 随着我国加工技术和金属材料的不断发展,在金属材料的应用空间上越来越广泛,进行金属材料的热处理工艺和技术需要进行深入的研究和探讨,
(1.沈阳博帅材料科技有限公司,辽宁 沈阳 110179;2.惠州学院电子信息与电子工程学院,广东 惠州 516007)
摘要:随着我国加工技术和金属材料的不断发展,在金属材料的应用空间上越来越广泛,进行金属材料的热处理工艺和技术需要进行深入的研究和探讨,以加大对基础材料的应用效率。本文围绕金属材料热处理工艺和技术进行分析,希望能够对于强化材料运用,提高工艺质量具有参考价值。
关键词:金属材料;热处理;金属加工

 
        1 金属热处理和性能简述
        (1)热处理是影响金属材料使用寿命和性能的一项重要工艺,也是我们现有工业生产中考量材料使用效果的重要组成之一。金属材料是相对陶瓷易腐蚀物质,为了提高金属材料在各种特殊环境下使用寿命,合理的热处理工艺显得十分必要。而热处理技术与金属本身的材料特性有着很大的联系,因此就需要根据金属材料的加工历史和工艺,来评定出金属的最佳热处理参数。最常用的就是金属板材轧制塑性加工,通过利用上下两个轧辊对金属坯料进行压制,使得金属发生变形。金属在轧制变形过程中,尤其在多道次轧制工艺中,晶粒在压力作用下逐渐拉长,在一定程度下达到加工极限。在宏观表面上,即体现为微观裂纹,甚至断裂。因此,只有选择合适的热处理工艺才能使得金属塑性加工性能得到更好应用。
        (2)金属都具有疲劳性,金属的疲劳性是指金属在使用过程中所产生的内部微观结构发生细微改变的一个特性,在微观中体现出裂纹源的开动,裂纹扩展,尤其在夹杂物尖端处和应力集中区域。通过利用金属材料的疲劳特性,在适当时间对材料进行热处理处理可大幅度改善材料的服役性能和使用寿命。例如现有工业中应用较多的齿轮,在长期服役过程中,齿轮表面在润滑油和空气双重介质中来回切换,极其容易发生应力腐蚀。齿轮在服役中,在应力作用下,容易将润滑油中的夹杂物扩散在材料局部区域,甚至发生裂纹扩散。因此,定期对齿轮进行适当的热处理,将裂纹和夹杂物在微观中进行均匀化处理,可减缓齿轮服役过程出现使用失效的隐患,减少意外的发生。
        2 金属材料热处理技术
        金属材料热处理技术可以有效提高材料的使用性能,为了保证金属材料使用效果,要考虑金属材料自身特性与热处理之间的关系,明确金属材料处理之前的应力状态,合理选择热处理工艺,保证热处理效果。在金属材料切割的过程中,需要根据材料的硬度和性能,选择合适的切割工具,并做好金属材料预热处理工作。在切割时,根据施工环境的影响以及材料实际变形情况,材料进行热处理以提升切割的精准程度,并减少材料切割过程的变形程度,保证材料加工性能。但在实际切割过程中,需要注意的是,有的金属由于自身性质的原因,切割出来的产品不完美,切割效果不好,比如铝合金本身的熔点较低,在切割过程中放出的热量会导致材料出现严重变形,因此,必须根据材料实际性能选择适当的热处理技术,以保证材料的正常功能不被破坏,确保切割结果的完整性。
        金属如果直接进行热处理会导致处理质量不高,所以要通过利用金属切割来提升金属热处理的质量。这是因为受热处理的金属比较敏感,容易受到周围环境以及温度的影响,从而受到化学性质的改变,从而使得热处理后金属的内部性质发生变化而无法达到预期的效果。而利用切割技术就可以使金属材料内部的阻挠因素被剔除,从而使金属在受到热处理之后拥有一个良好的状态。不过有些金属需要注意类似于铝等金属,它们在进行热处理切割时,因为自己的特性而导致切割的效果达不到预期,所以就会使得一般的切割方式对于铝来说并不受用,所以就要采用正确的专有切削方式来使铝合金得到切割。一般采用的是二级切割,二级切割技术主要是考虑到内部金属的性质。根据金属的化学耐受性以及物理纹路等等因素来综合考虑所采取的切割方式。再进行切割时还要考虑金属的韧性,很多金属进行切割时,因为切割不当都会造成金属裂缝,从而导致切割过程出现问题。

所以在切割之前,通常采用晶体化的方式来使金属内部的韧性得到分散,从而来提升金属对切割的耐受性,变相提高金属的硬度。
        而且对于铝合金的应用上,通常是采用高温晶体来进行外表的硬化,在这种过程中要注意对晶体的加热不能太快,要采取缓慢加热的方式来使金属周围的环境升温。经研究表明,通过缓慢提升金属周围的温度可以使周围韧性分散度达到30%左右。而480摄氏度通常是铝合金最容易发生断裂和屈服的一个点。在完成金属加热进行降温过程中,如果降温温度的平衡点没有把控良好,就容易导致金属在降温过程中发生形变,从而使得金属的硬度以及化学性质发生改变。导致最终结晶无法形成,所以对于温度的把控一直都是金属结晶化的一个重要控制点。
        3 金属材料热处理技术的应用
        3.1 金属激光热处理技术
        激光束具有高密度、高功率、穿透性强、破坏性大等特点,可以利用激光束进行金属表面的热处理工作,有效改变金属表面的性质。但由于金属激光可控性较差,受距离影响较大,因此,在使用金属激光进行热处理过程中,需要严格控制激光束的强度与距离,保证金属改性效果。首先,技术人员要使用激光束对金属的表层进行照射,然后对金属表层进行硬化处理或者合金化处理,有效改善金属表面的性质,提升金属材料整体的硬度、强度以及力学性能。
        3.2 真空热处理技术
        真空热处理技术顾名思义是在真空状态下实现金属材料的热处理工作,真空热处理技术可以避免在原有大气环境下处理过程中的变形、氧化、脱碳等问题,极大地提升了热处理效果。而且,经过真空热处理技术加工的金属材料整体性能和稳定性都得到了极大的提升,表面也变得更加明亮和洁净,材料能够进一步应用于多种精细加工领域,扩大了金属材料的使用范畴。
        3.3 化学热处理薄层渗透技术
        化学热处理薄层渗透技术作为当前一项新兴金属材料处理技术,既能够保证金属材料性能,也能解决传统热处理过程中污染严重和能源消耗严重的问题。而且,在以往的金属热处理过程中,化学元素会深入到金属材料表面而影响最终的处理效果。化学热处理薄层渗透技术的热处理时间明显缩短,能源的消耗大大降低,具有显著的节能效果,可以有效提升金属热处理的生产效率,真正实现高效、节能、环保、科学的生产。
        3.4 感应热处理技术
        感应热处理技术指的是在金属材料周围通过相关电子设备产生强大的电场或磁场,使金属材料表面通过电磁感应能够产生电磁漩涡,进行内部加热而实现热处理效果。在实际工业生产中应用感应热处理方法能够有效降低热处理的成本,提高生产效率,而且在通过电磁热处理过程中没有任何污染物质的排放,能够有效减轻热处理工程对环境的污染,是未来金属材料热处理新技术的一个重要发展方向。
        4 结束语
        综上所述,金属材料热处理技术能够显著提升金属材料的使用性能,实现金属制造业的稳步发展。本文主要针对我国金属材料热处理技术的现状进行探究,指出金属材料热处理技术应用的主要方法,希望能够提高金属材料热处理效果,保证热处理企业的生产效率,促进企业的可持续发展。
参考文献
[1]朱建军,郭康乐.金属材料热处理节能技术研究[J].世界有色金属,2017 (23) :231-232.
[2]王德华.金属材料热处理技术的探讨[J].中国金属通报,2017(12):118-119.
 
 
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