金属材料热处理工艺解析

金属材料热处理工艺解析
王文兰1，2郭开波1
（1.苏州大学，江苏苏州215000；2.硕腾生物制药有限公司，江苏苏州215000）摘要：金属材料热处理工艺技术的应用可以改善金属的应用性能，对金属材质品质的提高具有重要作用。

现主要分析了热处理工艺对金属材料的影响，并根据金属材料的性能特点，重点探究了金属热处理工艺技术，如激光处理技术、超硬涂层工艺以及振动处理技术的实际应用，以期为相关领域研究人员提供参考。

关键词：金属材料；热处理；工艺技术
0引言
金属材料在工业生产中得到了广泛应用，其耐热、质地坚固的特点使其成为重要的加工材料。

实际应用中，金属材料热处理工艺和相关技术水平的高低直接影响产品质量的优劣。

现阶段我国金属材料热处理工艺还存在一定技术缺陷，因此探究热处理工艺对金属材料性能的影响具有重要的现实意义。

1热处理工艺对金属材料的影响
热处理工艺技术在金属材料中的应用有利于提升金属材料的耐久性。

在金属材料的具体使用环节，材料受到长期载荷和潮湿环境的影响，容易发生局部弯曲和生锈腐蚀的问题，对产品的耐久性构成一定威胁。

而金属材料热处理工艺的应用，如涂层工艺可提高金属材料的使用强度和其他相关性能。

同时，金属材料的疲劳性也和热处理工艺有直接关系，金属材料具体加工过程中，需要热处理技术的参与，使其成品的综合性能得到明显提升[1]。

值得注意的是，在金属材料热处理工艺应用过程中，相关人员应合理控制温度，金属材料热处理工艺对温度要求较高，技术人员稍有不慎便会导致技术应用失败。

热处理工艺对金属材料的要求较高，需要材料完成相关处理流程后，快速冷却，此时金属材料受工艺技术的影响，其自身应力达到临界值，容易发生断裂，技术人员应对具体的工艺流程和相关注意事项提高关注度，保证热处理工艺技术对金属材料性能的积极影响。

2金属材料热处理工艺的应用
2.1激光处理技术和CAD技术
激光热处理技术也被称为激光淬火，在应用环节需要利用激光对金属材料表面进行照射。

激光具有穿透力强、能量大的特性，使金属表层温度迅速升高，待金属表面温度达到期望值后，技术人员需要关闭激光设备，并利用热传导技术，使金属温度逐渐下降，达到规定的温度标准。

该技术在具体应用环节会在金属材料表层形成较薄的保护层，使金属物质原有结构发生改变，与传统的淬火方式比较，该技术能够有效提升金属表面硬度，并且具有操作简便、经济环保的特点，因此成为金属材料热处理中的常用工艺技术。

随着计算机信息技术的快速发展，通过计算机控制激光设备，实现金属材料淬火与高温回火的智能化管理，成为目前激光处理技术发展的新方向。

计算机与热处理技术的有机结合，使得工作效率获得明显提升，对金属材料热处理工艺流程的控制水平也获得相应进步，是新时期金属材料加工行业的发展方向。

热处理CAD技术是目前最为先进的技术形式，其应用首先需要通过计算机技术对热处理工艺流程进行模拟，然后计算机系统根据模拟结果，智能生成金属材料热处理解决方案，最后CAD软件对处理结果做出评价。

由此，在金属材料热处理过程中，CAD技术的应用促使金属材料加工流程更加完善，是智能化程度较高的技术形式[2]。

2.2超硬涂层工艺和薄层渗透
实践中，金属材料的超硬涂层工艺应用也较为广泛，其具体实现方式是在金属表面利用技术设备进行涂抹操作，根据金属材料属性，选择不同的涂层材料，该技术的应用会使金属材料表面硬度得到提升，进而改善金属产品使用性能。

实际应用中，其涂层物质材料的选择较为广泛，具体包括金刚石、氮化碳及纳米材料等，同时也包含硼化金属和碳化金属等，相关工艺操作有蒸镀、溅射和沉淀等方式，通过超强涂层工艺技术的应用，可实现对金属材料性能的改善与提升。

在涂层技术的应用过程中，管理人员应利用先进的技术设备，对具体的操作流程进行监督，保证超硬涂层工艺的应用效果。

薄层渗透技术是热处理工艺中的化学方法，技术人员需要将含有特定成分的化学物质渗透到金属材料中，与传统的工艺技术比较，该种渗透热处理工艺无需接触金属材料的深层，只需将相关化学成分加入到金属物质浅层便可有效改善金属材料硬度和强度。

同时，相关技术的应用也改善了金属材料的柔韧度，使金属表层利用率显著提升，减少材料在生产与加工过程中的浪费。

在金属材料热加工处理中，采取薄层渗透技术具有操作简单、成本低廉和效果良好的特点，技术人员应积极推广薄层渗透工艺在金属热处理中的应用。

2.3振动处理技术和真空处理
振动处理技术在金属材料热处理中的应用，主要通过振动器和振动电源实现，在技术应用具体过程中，振动器为金属材料的加工施加一定方向的力，并改进金属材料的振动频率和振幅，起到对金属材料本身内应力的抵消作用，进而提高金属材料内部结构的稳定性，促使金属材料具有一定的使用强度和韧性，实现微量变形的技术应用效果。

该项技术可在不改变金属结构外在形式的情况下，增加金属刚度与强度，促使金属材料的使用性能更加完备，有效降低金属材料受热弯曲或发生断裂的概率。

实践应用中，金属材料的振动处理技术比传统的热炉技术加工的金属品质更好、柔韧度更强，
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并且具有节约电力能源、生产成本低和周期短的技术应用优势。

技术人员可通过计算机网络技术，有效控制金属材料振动处理中的各项参数，并加强精细化操作与处理，进而显著提升热处理工艺的应用标准，促使金属材料加工效率获得提高。

目前，振动热处理技术的发展较快，已经成为企业加固金属材料应用的主要方式之一，对改善金属产品质量做出了有益贡献。

真空热处理技术主要通过真空环境实现对金属材料的加工与处理，在具体应用中具有较强优势，例如，采用真空处理方式，工作效率高，可实现对废气的回收与利用，具有环保经济的应用特点。

3结语
综上所述，在金属材料加工过程中，通过激光处理技术、超硬涂层工艺以及振动处理技术的应用，可显著提升金属材料性能，对金属材料的稳定性和安全性具有重要意义。

随着工业生产技术的进步，金属材料热处理技术会不断更新与发展，相关人员需增加对热处理工艺的研究力度，保证金属材料的使用性能。

［参考文献］
[1]柴彩彩.金属材料热处理工艺分析[J].南方农机，2019，50
（16）：166.
[2]刘芳.金属材料热处理工艺与技术分析[J].冶金与材料，
2019，39（4）：93-94.
收稿日期：2019-09-30
作者简介：王文兰（1981—），女，江苏苏州人，在职研究生，研究方向：金属材料成型。

以要固定机床的底脚，以提高表面粗糙度。

5.2尾座顶尖的问题
要加工细长轴肯定会用到尾座顶尖，用尾座难免出现“锥度”现象。

如果锥度比较小，可以通过程序调整。

如果锥度比较大，程序调整不过来，就要通过调整尾座解决问题。

尾座调整方法如下：（1）在车床上夹一根尽可能长的圆钢，尾部打中心孔，用尾座上的顶尖顶住工件。

（2）在卡盘和尾座两端，各用X 轴拖板上同一刻度车一刀（也可全部车一刀）。

（3）停车后把百分表固定在大拖板上，并将百分表触头处置于工件水平中心线上。

（4）移动Z轴拖板，用百分表测量两端加工面的数据。

（5）调整尾座上的螺栓，使百分表测得的两端读数尽量相同。

（6）上述方法重复进行一次更为可靠。

5.3加工中的尺寸误差问题
悬挂螺栓的尺寸精度要求非常高，外圆公差一般都在2丝以内，稍不留神，尺寸就会超差，造成产品不合格。

经过分析原因，认为应该在每次精车前多留一些加工余量，可以减少加工误差。

本次加工把原来每次精车前留30丝的余量，改成留60丝，然后分两次精车，这样基本上就能控制尺寸，产品合格率在98%以上。

5.4铁屑缠绕问题
悬挂螺栓在普车上粗车完成后要进行热处理（调至硬度HB270～320），热处理过后在数控车床上进行精加工，铁屑很难断开。

在开始的加工过程中铁屑经常会划伤工件表面，也经常会缠绕工件，使尺寸发生变化。

通过仔细观察和研究，终于找到了一个合适的切削速度和切削量。

5.5加工效率不高的问题
由于悬挂螺栓比较小，加工时间也比较短，用一般的数控车床加工，学生又要扳卡盘，又要摇尾座，劳动强度非常大，且一天最多加工30多个，效率非常低。

后来采用斜导轨车床，其卡盘、尾座都是液压控制，比起人工扳卡盘、摇尾座要快得多，效率显著提高，产量也随着提高，一天能做到100个。

6结语
在市场经济快速发展的今天，产品质量决定着企业的市场竞争力。

质检工作是一项技术性很强的工作，其重要性不言而喻。

悬挂螺栓的质量检测主要包括：
（1）检测外圆：用25～50mm的外径千分尺分别测量ϕ（27.6±0.02）mm、ϕ36（0.042/0.026）mm、ϕ40mm（0.018/0.002）。

用50～75mm千分尺测量ϕ55mm（0.051/0.032）。

由于该零件比较长，在加工过成中必须使用尾座顶尖，难免会出现锥度和椭圆现象。

因此，在测量同一个圆柱时要从上面、中间、下面分别测量，查看有无“锥度”现象。

同时把工件旋转90毅查看有无“椭圆”现象。

（2）检测长度：用高度尺分别量出（47±0.3）mm、（78±0.3）mm、（174±0.5）mm、（231.5±0.5）mm，务必保证工件的尺寸在公差范围之内。

（3）检测圆弧：用R规分别检测R1和R6的圆弧。

（4）查看工件有没有划伤，毛刺有没有去好。

［参考文献］
[1]李有为.产品质量检验方法研究[J].企业技术开发（下半
月），2011，30（1）：71-72.
[2]刘庚武.电力机车电机悬挂螺栓组件抗拉疲劳及防松性能浅
析[J].科技创新导报，2007（31）：20，22.
收稿日期：2019-09-17
作者简介：夏中坚（1981—），男，江苏淮安人，讲师，研究方向：数控加工自动化控制。