广东 佛山 528255
【摘 要】目前我国机械工业的热处理生产技术水平和产品质量有了较大提高，为我国机械工业的发展提供了有力的支持。但和国外先进热处理技术相比，我国热处理技术仍存在不小差距。因此，文章重点研究了机械加工制造中金属的热处理工艺，以供参考。
【关键词】热处理；机械制造；淬火；回火
1 金属的热处理工序
1．1 加热
1．2 保温
加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一，选择和控制加热温度，是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异，但一般都是加热到相变温度以上，以获得高温组织。部件在加热过程中暴露在空气里会发生氧化反应以及脱碳等情况，另外部件较大的情况下要保证部件加热均匀，此时就需要进行保温。部件的材料选择与其尺寸的大小直接影响到保温时间的长短与保温介质的选择。通常来说，部件尺寸越大其热能的传导性就越差，此时就需要较长的时间来进行保温，以保证部件能够热透。
1．3 冷却
冷却是金属的热处理过程中最为重要的一个步骤也是最后一个步骤。由于金属在热处理中，经冷却之后的组织性能受冷却方法、工艺及冷却速度的影响较大，因此我们必须熟练掌握不同冷却方法的工艺过程，并严格控制好冷却速度。通常情况下退火的冷却速度<正火的冷却速度<淬火的冷却速度。
2 金属的热处理分类
2．1 整体热处理
首先将部件进行整体加热，之后再以一定的速度进行冷却，以此改变其性能的金属热处理工艺称之为整体热处理。我们以钢铁为例来了解整体热处理的四大基本工艺：退火、正火、淬火、回火。
①退火：是将金属部件加热到一定的温度之后，再根据其金属材料的不同以及不见尺寸的大小进行不同时间的保温，最后再缓慢冷却。经过退火后的部件其内部组织能够接近或处于一种平衡状态，在材料硬度降低的同时提高了材料的可塑性，使其更利于加工。在工艺及使用性能方面都有良好的效果。同时也为之后的工序做好组织准备。由于不同的机械部件对其性能的需求不同，这就需要不同的工艺来满足其需求。因此，又将退火工艺分为完全退火、去应力退火、球化退火等。完全退火通常用作对一些部件进行预先的热处理或某些不重要部件的最终热处理。
②正火：是将金属部件加热到一定温度后进行适当的保温，之后再将其置于静止的空气中冷却。金属部件通过正火可以提高其力学性能，减少组织缺陷，更利于机械加工，同时也为后续工艺做好组织准备。正火有时也作为一些部件的最终热处理。正火较退火而言，经过正火的部件其内部组织更细。
③淬火：是将金属部件加热到一定的温度后进行保温，之后再将其置于淬冷介质中进行快速冷却。常用的淬冷介质有水、油、无机盐等。不同的金属部件对于淬冷介质的选用也是不同的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过淬火，使得部件的硬度大大提高，强度及耐磨性也增强。但与此同时部件的脆度也相应的变大。淬火能够使部件获得贝氏体或马氏体组织，并为之后的工序做好组织准备。
④ 回火：钢件通过淬火之后，其脆度大大增加。为了降低其脆性，可将其再进行加热（温度通常控制在大于室温且低于650℃之间的某一温度），经过较长时间的保温之后，再进行冷却。通过回火的钢件，不仅具有了淬火后的硬度、强度、耐磨性能，其塑性及韧性也大大得以提升。常见的回火工艺有低温、中温、高温回火。低温回火的温度一般控制在150～250 oC范围内，通过低温回火的部件可获得回火马氏体组织，其硬度范围通常为HRC58—64。在各种高碳切削刀具、轴承、冷冲模具等工件中应用较多，通常低温回火的部件都具有高硬度、高耐磨性、内应力小、脆度低的特点。中温回火的温度一般控制在350～500℃范围内，通过中温回火的部件可获得回火屈氏体组织，其硬度范围一般为HRC35—50。在一些热作模具以及弹簧的处理中应用较多。通过中温回火的部件其韧性较高，弹性极限及屈服强度也较高。高温回火的温度一般控制在500～650℃范围内，通过高温回火的部件可获得回火索氏体组织，其硬度范围一般为HB200—330。淬火后经高温回火的工艺过程也称调制处理。在连杆、齿轮等一些重要机械部件中应用较多。经过高温回火的部件，其综合机械性能较好。也由于其具有高强度、高硬度、良好的韧性及塑性等特点，高温回火工艺较多应用于汽车及机床中重要部件的加工。
2．2 表面热处理
为了使金属部件表面能够具有期望的力学性能，通常会只对工件的表层进行加热，这种工艺称之为表面热处理。由于表面热处理工艺只需对金属部件的表面加热，因此，为了使部件的内部不过多接受表层热量的传导，我们对热源的选择也是有特殊要求的。生产加工中通常会选择感应电流、电子束、氧乙炔火焰以及激光等作为表面热处理的热源。这些热源的能量密度都比较高，这样可以使得部件在较短的时间内获得较多的热量，使温度瞬时升高。表面热处理有火焰加热表面淬火热处理、感应加热表面淬火热处理以及电接触加热表面淬火热处理等方式。
2．3 化学热处理
为了使金属工件表面的硬度、抗疲劳强度得到提高，并同时改善其抗氧化、抗蚀、耐磨等性能，通常会采取将金属工件置于一些含有化学元素的化学介质中，对其进行加热和保温。通过化学热处理，金属工件表层的化学成分发生了变化，其组织结构及性能也得以改善。在化学热处理中化学介质的选用通常是一些氮、碳、硼或合金元素的气体、液体或固体。根据介质选用的不同，可将化学热处理工艺分为渗氮、渗碳、渗硼、渗金属等。
3 结语
金属的热处理工艺作为机械制造行业中重要的一项工艺过程，它能够在保证机械部件的形状外观、整体的化学成分不改变的同时，通过改变其内部组织结构或表面的学成分等而使部件具有期望的物理性能、化学性能、力学性能、机械性能等，这是其它加工工艺所不及的。为了使金属的热处理工艺更好的服务于机械制造业，除合理的选择金属材料，熟练掌握各种成型的热处理工艺外，还需要我们对金属物理以及其他相关新技术进行不断的发现、研究、利用，从而促使金属热处理工艺更好的应用于机械制造业。
参考文献：
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[2]廖波，肖福仁. 热处理节能与环保技术进展[ J ] . 金属热处理，2009（01）.
[3]葛欣.金属材料热处理节能新技术的应用[J].中国高新技术企业，2011（33）.
论文作者:邓鸿1,班飞翔2,邓爱明3
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第8期
论文发表时间:2016/8/25
标签：部件论文; 金属论文; 工艺论文; 正火论文; 温度论文; 表面论文; 组织论文; 《低碳地产》2015年第8期论文;