关键词：金属材料；热处理；工艺分析
引言
虽然金属作为工业生产中最为重要的原材料，但它多以单质形式存在，需要经过深度加工处理才能切实满足工业生产需求，热处理技术就能实现这一目标，改变金属材料的基本性质。具体来讲，金属热处理加热过程中所改变的是金属的基本外形与内部结构，通过加工也能提升金属整体性能，所以在金属热加工过程中深度分析其热处理技术与金属材料之间的互动关系是非常有必要的。
1热处理的三个必备过程
根据温度控制的变化，热处理工艺总结为加热、保温、冷却三个过程。加热是热处理工艺的第一个步骤，早期的热处理工艺加热工序大部分利用木炭和煤炭作为热源，随着能源产业的发，又出现了液体和气体燃料；电力技术的普及，为热处理加热工序带来了新的变革，普遍使用电力完成加热过程，电加热方式快捷并且易于控制，减少了对外部环境的污染。利用木炭、煤炭、液体气体燃料以及电力等作为热源，不借助加热介质加热统称为直接加热；间接加热则是利用熔融的盐或者浮动粒子达到金属工件升温的效果。在加热过程中，为保护金属工件不受大气中氧气、一氧化碳等气体影响而发生氧化、脱碳等现象，加热环境要确保可控，加热装置要具备气氛保护功能，比如利用熔融盐或者真空环境进行加热，也可通过涂层或包装来完成。保温工序是在一定的技术规范指导下，在确保加热温度和精准控制下，让加热之后的金属工件保持一定的温度，通常会在相变温度以上进行加热以获得所需的结构。将金属工件表面加热到符合要求的温度并保持在一定的时间间隔之内，以确保工件内部与外部温度能够保持一致，从而使金属结构能够实现完全转变，这段时间间隔在热处理工艺规范中称为保温时间；有些热处理工艺保温过程要求极短，甚至不需要保温时间，例如，为了增加金属材料表面的耐磨性，需要进行高能密度加热，其特点是短时或者瞬间致热，这个过程就不需要保温时间。热处理的另一个重要工序是冷却过程，不同的热处理工艺，冷却方式不同，冷却速度各不相同，冷却速度的控制是冷却环节的关键，其中，退火最慢，正火较快，淬火最快，但是由于金属材质的不同，其要求也不同，例如，空气硬化钢可以通过冷却速率的标准化来硬化。
2金属材料与热处理之间的相关性
金属材料与热处理之间主要具有以下相关性：首先，热处理可改变金属材料的削切性能。这是因为在对金属材料进行热处理之后，金属材料的性质会因为处理技术的作用发生改变，主要包括硬度、柔韧性等方面的功能，这就使得金属材料的性能更符合削切要求。而且有的金属材料在经过热处理之后，稳定性会得到提高，如此一来便能为金属材料削切奠定基础，寻找更好的削切角度，在力度的控制上也更加科学；其次，热处理影响金属切边。这是因为当金属材料热处理过后，其性能会发生一定的改变，这有可能加大了切边的难度，同样也有可能降低了切边难度，但必定会造成影响；最后，热处理改变金属材料的柔韧性。不同金属材料在柔韧性上会有所不同，当其经过热处理后，柔韧性也会发生改变，可使金属材料更加稳定，使用时间更长。
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3金属材料热处理工艺
3.1金属材料断裂韧性与热处理温度之间的关系
一般而言，在常规环境下不同的金属材料也具有不同的性质，其主要体现于尺寸稳定性及裂纹的数量上。容易产生裂纹的材质，在长时间外力作用下，很容易就会断裂。如果金属材料中，金属晶体的位错较少，那么金属的强度则相应较高，金属在实际应用中不容易断裂。因此，为了有效提高金属的强度，可使用细化晶粒方法来减少金属晶体的位错量。而这种工艺的主要原理是，材料在一定的温度及应力作用下，局部错位密度级别在相应条件化也会产生不同变化，这个过程中能够让错位密度级别积累到很高的程度，从而让金属强度得到提升。由此可见，金属的强度是可以提高的，而提升工艺的主要因素与温度关系密切。
3.2金属材料热处理之涂层技术
金属材料热处理中有一种涂层技术，其包含了多种类别，可将其统称为超硬涂层，主要是在金属表面进行涂层，以是金属材料硬度得到提升。通常来说，较为常见的金属材料涂层物质有两种类别，一种是纳米晶，如金刚石、氮化碳等；另一种是金属衍生物，如氮化金属、氧化金属等。金属表面上用这些物质进行涂层后，还需要经过一系列的高科技来进行加工，以制备好涂层，如采用蒸镀技术、沉积技术等。利用涂层技术来对金属材料进行热处理，其优势在于加工方法简便，不会对金属内部结构造成较大的损害，而且能有效强化金属的硬度，提高金属材料的应用效果。
3.3化学薄层渗透技术的应用
化学薄层渗透技术的主要用途是，结合金属材料自身特性，针对性地采取相应的化学处理方法，在化学薄层渗透技术的作用下，最大程度减少金属材料在柔韧度、强度变化过程中所产生的损耗，以此达到提升生产效益、降低成本的目的。目前，汽车零件加工行业是化学薄层渗透热处理技术应用最为广泛且效果较好的领域：化学薄层渗透热处理技术极大地改善了以往传统热处理加工高耗电量的弊端，以一种最为节能的方式实现了汽车金属零件加工的高效化生产。
3.4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。
结语
在当今工业化快速发展的今天，金属材料的热处理技术是不可缺少的一项内容，该项技术的快速发展能够让金属零部件的使用性能大大提高。同时，在实际工业产品生产中，相关工作人员也需要在操作环节中，对于相关材料与热处理关系把控好精确度，从而使该项技术能够切实服务于人们日常生活。
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.
论文作者:林杨
论文发表刊物:《科学与技术》2019年18期
论文发表时间:2020/4/28
标签：金属材料论文; 金属论文; 技术论文; 工艺论文; 涂层论文; 温度论文; 薄层论文; 《科学与技术》2019年18期论文;