芦中良
中国第一重型机械股份公司 黑龙江齐齐哈尔 161042
摘要：我国科学技术不断的发展，工业和制造业发展的速度也在不断的加快，但是在实际发展的过程中出现了对环境的破坏和能源利用效率低等问题，为了能够实现可持续发展的目标，促进我国工业和制造领域中企业核心竞争力的提升，应就当前制造企业中金属材料的热处理技术的使用给予更多的重视，并发挥出热处理技术对在环境保护和能源利用方面的优势。
关键词：金属材料；热处理；发展趋势
引言
热处理是金属材料通过一系列手段改变其性质及性能的处理过程，主要包括加热、保温及降温等处理方式。当前在生产生活中各个层面均离不开热处理。通过热处理后的金属材料，其表面的硬度得以增强，同时，采用热处理能够极大提高金属材料的柔韧性，使金属材料的抗磨损及抗疲劳能力得以增强，将热处理后的材料制成金属零件，延长了金属零件的使用时间，在一定程度上实现了节能减排的目的。因此，现阶段热处理的作用被人们多广泛认知，与传统热处理不同的是，现代热处理技术转变了加热-保温-降温的简单流程，而是采用更为高级与先进的技术对金属材料进行处理，这种热处理技术能够更为大幅度提升金属材料的硬度，并降低金属材料脆性，其现实意义较高。
1影响金属材料热处理变形的因素
1.1应力状态
在展开金属材料热处理的过程中，往往会由于进出材料的自身结构问题、密度问题和外部因素问题，导致金属材料产生冷热分布不均匀的情况。通常情况下热处理金属材料主要包括三方面内容:加热、保温和冷却。在金属材料加热和冷却的过程中，金属材料内部结构应力也会随着温度变化产生变化，进而就提高了金属材料出现变形的概率。大部分状况下，热处理金属材料时，往往都会由于材料内部应力分布状况不合理导致金属材料出现变形，即内应力塑性变形，这种变形的发生频率是相当高的。
1.2热处理工艺
虽然金属材料的热处理技术简单来说分为加热过程、保温过程以及冷却过程，但在实际生活中，金属材料热处理的工艺实质上包含多方面内容，包括正火、淬火、回火和退火等，同时在热处理技术操作中，往往要结合材料种类调整相关操作，因此金属材料热处理工艺实质上是比较复杂的。但因为我国金属材料热处理工艺在控制和监控温度的技术上存在缺陷，导致难以把控热处理的精准温度，进而很容易导致金属材料出现结构损坏，最终会导致变形状况的产生。
1.3工件的机械加工方式
首先受到不同切削用量的影响，在加工细长类工件的时候往往会产生程度不一的残余应力，进而会导致淬火变形的敏感度增加。其次，通过继续方式加工金属材料预留的热处理变形量、加工余量和热处理后的机加工量之间的误差相对较大，由此就会导致难以修复材料热处理变形问题。
2金属材料热处理工艺技术
2.1化学薄层渗透技术
化学热处理的主要方式是将化学成分薄层渗透到金属材料之上，从而改善金属实际柔韧性和硬度，这种薄层渗透的方式能够改变金属表面形态，从而减低金属材料在生产加工过程中出现浪费。另外，采用化学薄层渗透的金属物质在加工过程中能够降低生产成本，并避免金属加工对环境造成的影响。同时，与传统化学处理模式相比，薄层渗透仅作用于金属表面，无需渗入到金属的内部结构，其处理方法较为简单，所产生的效果较好，具有极高的性价比，能够提升技术材料热处理效率。
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2.2激光热处理技术
激光热处理也被称之为激光淬火，是采用激光束照射金属表面，当金属表面的温度快速升高后关闭激光束，在热传导作用下，金属迅速自然冷却，在金属表面形成一层较薄的组织，与常规淬火模式相比，这一方式所处理后的金属表面硬度更高，成为当前常见的金属材料热处理工艺之一。激光作用于金属材料之上具有穿透性强的特征，因此，使用激光进行金属材料热处理，其效果较好，激光能够促进金属表面形成硬度较大的外层，从而提高金属材料硬度，改善金属现有结构。同时，当前多采用计算机系统控制激光进行热处理，这种模式下处理方法与处理技术均采用计算机予以控制，能够进行自动化的激光热处理，显著提升其工作效率，从而进行批量化生产。
2.3超硬涂层技术
超硬涂层并不是一种技术，而是多种涂层技术的合称，其本质是采用多种技术在金属表面制备涂层，该涂层硬度较高，从而实现金属表面硬度的提升。一般用于超硬涂层的物质包括氮化金属、碳化金属、硼化金属及氧化金属等金属衍生物，也包括金刚石、氮化硼、氮化碳、纳米结构及纳米晶等等。将上述物质涂抹于金属表面，采用蒸镀、溅射、沉积、离子镀等高科技形式完成涂层的制备。超硬涂层技术的优势在于方便快捷，对金属材质内部的影响较小，因此，超硬涂层技术是金属热处理中应用最广泛的技术之一，也是当前提高金属表面硬度的主要方式。目前金属热处理涂层技术不断发展，采用更为先进的方式进行金属材料涂层处理，可以更为简单快捷的提升金属材料表面硬度，具有极高的应用效果。
2.4真空热处理技术
真空热处理技术是目前金属材料处理中利用的另一种广泛性技术。此种处理技术主要是利用真空环境对金属进行特处理。从技术利用来看，此技术的突出特点是高效率，因此在时间成本节约方面的效果特别突出。另外，利用此种技术能够有效地将加工过程中的有毒废气进行控制，所以此技术的环保效果十分突出。
2.6振动时效处理技术
在对金属材料进行热处理过程中由于一些金属材料自身的性能问题会在表面出现一些裂纹，如果不进行及时的补救，会使金属材料的使用寿命受到一定的影响，严重的裂纹就需要对成品进行二次加工。而通过振动时效处理技术的应用能够对这一问题进行有效的解决，通过利用不同频率的振动达到对热处理造成失误进行控制及处理，金属加热的时间缩短，降低了能源消耗，促进了热处理企业经济利润的提高。
3金属材料热处理技术发展趋势
当前科学技术高速发展下，各种金属材料热处理技术均得以全面提升，尤其是近年来各种先进的金属材料热处理技术层出不穷，极大发展和拓展了我国金属制造行业发展。笔者就当前金属热处理相关文献及学术成果加以研究，认为未来金属材料热处理的技术发展应以可控气氛技术为主，所谓可控气氛（Controlled?Atmosphere）是指采用控制气体模式加热金属，从而使金属与气体之间形成化学反应，从而导致金属表面形成一层保护层，这层保护层硬度与柔韧度与所用气体及金属材质具有密切关系。一般而言，多采用氢气、氩气、氮气作为可控气氛，使金属表面氧化、脱碳、增碳。能够有效提升金属材料的硬度，生产中多使用2种及2种以上的气体进行热处理，以达成保护金属表面、提升金属表面硬度的目标。在未来对金属热处理技术认识更为深入之后，笔者相信可控气氛热处理技术必然随之显著发展，这项技术操作难度低、生产效率较高，十分适用于生产之中。
结束语
综上所述，金属材料热处理工艺随着科学技术的发展而进步，现阶段金属材料在经过热处理之后，其硬度、延展度及柔韧度得以增强，采用不同方式的热处理技术，能够保证金属材料质量，并降低生产企业加工成本。因此，研究热处理技术具有较高的现实意义，不仅降低了金属材料的浪费，同时也避免了金属材料生产过程中对生态环境的污染，有效扩大了金属材料的应用范围。
参考文献：
[1]刘磊，白涛.浅谈金属材料热处理工艺及技术发展趋势[J].科技视界，2016(05).
[2]杨雪婷.浅谈金属材料热处理工艺与技术展望[J].技术与市场，2016(11).
[3]邹德祥.试论金属材料热处理工艺与技术展望[J].机电信息，2010(12).
论文作者:芦中良
论文发表刊物:《防护工程》2018年第12期
论文发表时间:2018/10/22
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