热处理工艺在提高金属零件制造水平中的作用

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摘要：伴随现代工业技术的发展，金属零件制造的重要性日益凸显，同样的热处理工艺也变得十分关键。金属材料的热处理工艺，是金属材料进行工艺性能、使用性能改革的一种主要措施，是提高金属材料产品使用时间、产品质量的重要途径。本文从热处理的工艺类型的划分、热处理工艺的主要作用、科学、合理的金属热处理工艺的设计，几方面进行一定的探讨，期望可以让更多的人了解热处理工艺的作用，进而最大程度的提高金属零件的制造水平。

关键词：热处理工艺；金属零件；作用

现今，伴随着社会的发展，工业生产方面也发生了较大的变革，多数都是使用金属的合金。金属合金的内部结构，原子在空间的排列配置，与金属的性能有着直接的关系[1]。为了使金属的性能更好，符合使用与制造的需求，通常都需要进行金属材料的热处理操作。具体操作过程就是，需要将金属工件放置在一定的介质中，并进行加热处理，达到适宜的温度后保持一段时间，在不同的介质中进行差异速度的冷却处理，进而改变金属内部的组织结构，改变金属的使用性能。热处理工艺，是金属材料进行工艺性能、使用性能改革的一种主要措施，是提高金属材料产品使用时间、产品质量的重要途径[2]。本文就对热处理工艺的相关问题进行一定的探讨，期望可以为提升金属零件的制造水平提供一定的理论借鉴。

1 热处理的工艺类型的划分

1.1 正火

热处理工艺中正火，可以细化晶粒，释放内应力，同时改善结构的均匀性。正火的过程，还可以有效恢复一定塑性，提高金属的韧性。因此，正火的工艺形式，主要用于改进切削加工的性能，同时降低部分切削加工而导致的变形问题。对于正火来讲，其目的性主要是在奥氏体化的整个程序中，尽最大努力溶解全部的渗碳体，进而获得最小自由铁素体；小晶粒细珠光体；自由渗碳体，大幅的提升低碳钢力学性能，改善切削加工性能，消除组织的缺陷，为后续的热处理提供一定的条件[3]。

1.2 淬火

淬火的工艺，主要包含贝氏体等温淬火；局部淬火；盐浴淬火；表面淬火；马氏体分级淬火等。淬火具体讲，就是将加热钢件到下临界点温度以上的一种温度后，保持一定的时间，使用合适的冷却速度，进而得到马氏体组织、贝氏体的一种工艺程序。淬火的目的性，主要是保证钢件得到需要的马氏体组织，进而提高零件的耐磨性、硬度以及强度，为后续的热处理创造基础。

1.3 退火

金属进行退火的工艺，主要是为了降低硬度，提高金属零件的可塑性。运用退火工艺，当退火完全时，可以显著的降低低碳钢的强度、硬度，降低切削过程中的阻力。现今，对于高碳钢、合金钢，改变切削性能、加工工艺，也多运用退火工艺，进而细化晶粒，改变应力，提高材料整体的结构均匀性，降低金属的硬度、强度，进而便于实施加工操作[4]。

1.4 回火

回火工艺，主要包括高温回火；低温回火；中温回火；多次回火等。回火具体讲，就是指钢件在进行淬硬之后，实行再次加热的过程。当保温一定时间之后，进行室温冷却的工艺程序。金属回火，主要的目的就是在钢件淬火过程中，有效的消除产生应力，进而具备较高的硬度、耐磨性能，同时具有较好的塑性以及韧性的过程。

2 热处理工艺的主要作用

2.1 可以显著降低金属应力腐蚀开裂

金属材料的应力腐蚀开裂，具体就是指金属材料，在特定的腐蚀环境、拉伸应力的共同作用下，出现的脆性断裂破坏的情况。在金属零件制造过程中，应力腐蚀开裂是一种经常出现的延迟断裂的现象。通常来讲，金属材料的应力可能是几年，或者是几分钟，不同的金属介质、不同的开裂时间等，都会导致金属应力的差异性。金属应力的大小，与金属介质、金属材料的断裂时间都有直接的关系。很多的应力腐蚀开裂的情况，都是因金属在焊接过程中，所产生的残余应力的影响。热处理工艺，可以帮助金属材料，降低金属制造、使用过程中发生腐蚀开裂的情况，提高金属材料使用时间的目的[5]。诸如，在具体的操作过程中，对金属进行焊接，也应进行不同的处理操作，主要分为金属焊接前；焊接时；焊接后的热处理操作。首先，在进行金属焊接前，应对金属材料的整体温差情况进行管控，对金属进行焊接操作时应在温差较小的情况下进行。其次，在金属进行焊接时，应持续不断的对金属材料进行热处理。这样不仅可以有效的规避金属焊接过程中，因受热不均匀而出现裂缝，同样还可以有效的确保金属材料，在焊接过程中始终保持温度的平稳变化，降低金属焊接的应力变化范围。第三，在金属材料进行焊接之后，实行热处理的操作，可以使金属材料的表面钝化膜破坏变慢，金属材料的拉应力值下降，显著的降低应力腐蚀开裂的几率。同样也可以显著的消除残余应力，提高金属材料的抗应力腐蚀能力。

2.2 可以显著提高金属材料的切削强度与切削功效

现今，伴随科技的迅猛发展，对金属零件的需求逐年提升。过去传统的工艺手段，已经很难满足现展的需求，对于金属零件的加工过程，同样需要较高的切削强度与切削功效作为支撑。在金属材料加工的具体过程中，应处理好热处理工艺、金属材料切削两者之间的关系，使两者可以有效的融合，进而降低切削过程中的缺陷问题，提升金属零件的整体性能，最终提高金属零件制造的效率[6]。诸如，在对铝合金类的金属材料进行切削时，应运用固溶热处理的工艺手段。该种方式可以使金属材料的内部结构，变得均匀一致，进而显著的提高切削加工的精度。对齿坯类金属材料实行切削加工时，应选用正火、不完全淬火的形式，进行热处理操作。齿坯类金属材料，在经过热处理操作之后，金属材料的硬度明显变大，可以显著的降低金属材料的切削粘刀的几率。

2.3 可以显著提高金属材料的断裂韧性

金属的断裂韧性，具体就是指金属的裂纹，因受到不同的外力作用的影响，而产生的抗击裂纹的反作用力。此种抵抗裂纹扩展的性能，就被称之为金属的断裂韧性。在金属进行工艺处理的过程中，依据金属的断裂力学理论，金属出现断裂情况是广泛存在的。各种材质的金属，都会发生不同尺寸、不同数量的金属裂纹，而且因金属的属性特征，金属的断裂韧性也存在较大的差异性。依据裂纹韧性的测试结果可知，金属进行热处理操作，可以使金属组织发生变化[7]。当金属再次受热时，温度、应力只有达到一定的限制时，才会使金属发生动态结晶，因此我们在实际处理中，常通过控制热处理温度的方式，提升金属材料的断裂韧性。

3 科学、合理的金属热处理工艺的设计

金属材料的种类多种多样，其性能、用途也是不尽相同，有时同种材料经过不同的热处理工艺，都会得到截然不同的性能。因此在金属零件的制造工艺中，进行科学、合理的金属热处理工艺的设计，就变得十分重要了。具体操作过程中，设计人员应依据金属材料的具体成分，仔细、精确的进行金属材料、热处理工艺两者之间的处理，有效的、合理的设计金属热处理工艺的流程，进而提高金属零件的制造水平。通常情况下，金属热处理的工艺流程，都包括加热；保温；冷却的过程，而且这些程序之间应有序衔接，不可中断[8]。热处理的加热环节，为了防止氧化情况的发生，应在密闭的环境中进行，加热温度也应依据热处理的目的、被处理的金属材料的不同而有所区别。同样的对于金属材料的冷却处理，也应依据金属的特性进行冷却速度的控制。

参考文献：

[1]史美堂.金属材料及热处理[M].上海科技出版社，2001.

[2]刘静.金属热处理工艺及发展现状研究[J].华章，2011（22）：93-95.

[3]候维彬.热处理工艺对于提高金属零件制造水平的意义分析[J].科技创新与应用，2013，25：138.

[4]梁凤尧.热处理工艺在金属零件加工中的作用[J].轻工科技，2012（5）：101-104.

[5]李淑敏.浅谈热处理工艺在提高金属零件制造水平中的作用[J].神州，2013，1：226.

[6]潘勇.论热处理工艺在提高金属零件制造水平中的作用[J].2016，4：104.

[7]崔波，赵启洲.热处理工艺在提高金属零件的制造水平中的作用[J].科技创新与应用，2012，12（中）：39.

[8]黄建辉.热处理工艺在提高金属零件的制造水平中的作用[J].科技创新与应用，2012，4（下）：53.

[9]李晓华.探析热处理工艺在提高金属零件的制造水平中的作用[J].中国科技投资，2012，8：66.