摘要：热处理是当前机械产品生产、制造、加工过程中不可或缺的一项重要处理工艺类型，其能够有效改善机械工件的内部质量并改善或者赋予当前工件新的使用性能，对满足机械产品的使用质量要求以及功能要求均有非常重要的作用。相关人员在机械工件热处理的过程中必须依照当前工件的实际材料类型、功能要求、工艺环境等多项元素，确保热处理工艺流程的合理性、工艺的科学性，如此才能确保机械零件热处理工艺的使用效果。基于此，本文将针对机械零件热处理过程中其材料的选择与零件的设计进行综合分析，同时针对机械零件热处理工艺与机加工工艺之间的关系进行探讨总结。
关键词：热处理工艺；材料选择；零件设计；机加工工艺
机械零件接受热处理工艺的最终目的在于对机械零件的性能进行有效改造以使其能够满足不同类型的功能、质量使用需求。也正因此，机械零件在热处理过程中必须合理安排机械零件的热处理工艺流程，满足当前机械零件热处理工艺使用过程中的各项环境需求、技术需求、参数需求，同时以材料设计目的为基础针对材料的热处理工艺、机加工工艺进行合理规划，使不同类型的处理工艺在具体的材料制造加工过程中能够充分发挥其加工优势，以此有效保障机械零件最终的加工质量。本文将针对机械零件热处理过程中其材料的选择与零件的设计进行综合分析，同时针对机械零件热处理工艺与机加工工艺之间的关系进行探讨总结。
一、机械零件热处理过程中材料的选择
设计人员在选择相应的零件进行热处理时必须充分考虑到机械零件的各项性质因素，其具体包括以下方面：
1.1 零件材料的淬透性
材料的淬透性指的是材料在规定条件下使用试样材料的淬透层深度以及硬度分布来作为主要特征的材料特性，材料淬透性的好坏将直接决定材料在零界淬火冷速条件下的大小状态。以强力螺钉为例，其本身在使用过程中对材料本身的动载荷承受能力要求较高，因此必须具备较高的材料强度以及材料韧性，需要经过断面淬透处理方能达到相应的要求。对此，设计人员可选择30CrMnSi、40CrNi等高淬透性钢材料作为直径较大的强力螺钉材料，选择35CrMnSi、40CrMnVb钢材料作为直径较小的强力螺钉材料。
1.2 零件材料的淬硬性
材料的淬硬性指的是钢材料在淬火处理时的硬化能力，当前工业领域常使用材料在淬火处理后马氏体的最大硬度值作为代表参数。材料的淬硬性与其内部所含有的碳元素含量息息相关。
1.3 零件材料的热处理工艺性质
零件材料的热处理工艺性质除了材料本身的淬透性、淬硬性以外，还包括材料在常规热处理规范条件下所表现出的变形倾向、开裂倾向等性质。尤其是在材料淬火处理过程中其经常会产生各种变形、开裂等问题，对材料后续的使用功能和使用寿命均产生严重影响。因此设计人员在选用热处理材料时也必须考虑到其上述性质，避免热处理工艺使用过程中的质量问题。
二、机械零件热处理过程中零件的设计
2.1 机械零件热处理中的几何形状设计
结合当前机械零件在热处理工艺应用过程中的实际表现情况来看，设计人员在机械零件设计过程中应尽量选用对称结构的设计，尽可能的降低尖角、锐边等设计内容比例，同时在机械零件设计过程中保持零件截面的过渡均匀特性，避免出现危险断面而导致机械零件的热处理工艺效果受损。以高硬度碳素钢磨具的热处理工艺为例，一旦其本身单边壁较薄的情况下则很容易导致薄壁位置出现淬火裂纹等质量问题。
2.2 机械零件热处理中的技术要求设计
机械零件其材料本身成分必然存在一定的限制性，因此机械零件在接受热处理时其设置的工艺参数也存在相应的限制性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆设计人员在机械零件热处理过程中必须对零件提出合适的技术要求以确保其能够适应热处理工艺的使用要求，包括材料本身的硬度、硬化层深度、深层深度等相关指标。同时需要注意的是，机械零件材料在热处理过程中对其材料特性的要求在适当情况下可以放宽，且并不是指标范围内的公差数值越小越好，其需要结合热处理工艺流程的各项设置参数进行科学要求。
三、机械零件热处理工艺与机加工工艺之间的关系
从机械零件的整体加工工艺流程来看，热处理工艺流程属于机械零件加工过程中的单独处理工艺，但其工艺处理效果将直接影响到后续加工工艺的使用效果。因此机械零件热处理工艺与其机加工工艺之间存在非常密切的关系，提升机械零件热处理工艺流程与整体机加工工艺流程之间的衔接性，对确保机械零件的最终加工质量有非常重要的意义。
3.1 机械零件的预先热处理流程
机械零件热处理工艺流程的应用效果，将对机械零件后续机加工处理过程中的切削性能、加工精度以及可能产生的变形裂纹等质量问题提供保障性的重要作用，是确保机械零件内在质量性能的一项重要工艺。对此进行分析，首先诸多类型的机械零件材料其最佳切削性能与材料本身的硬度范围、金相组织等息息相关，例如亚共析钢筋在正火处理后将会转变为片状球光体组织、过共析钢筋在退火处理后将会转变为粒状球光体组织，在此状态下上述两种材料的切削性能是最好的。又例如铝合金在接受固溶处理及时效强化处理后，其切削性能与经过铸态处理及压力加工处理后的铝合金材料来的更好，因此针对铝合金材料的处理一般会先进性固溶处理联合时效处理，而后再进行切削加工。
3.2 机械零件热处理工艺在整个机加工工艺中的顺序安排
首先针对有效厚度不超过30mm的调质件，其本身截面较小且硬化深度较高，因此可使用毛坯调质处理以有效降低调质前的正火处理次数、回火处理次数。同时毛坯调质处理除了能够有效节省调质件的处理流程以外，还能有效提升调质件后续处理过程中的切削性能。例如有效厚度为20mm的中碳钢锻件，其以往处理流程为高温回火、粗加工、调质处理，当前可直接采用毛坯调质处理，能充分满足后续机加工的整体工艺流程要求；
其次针对有效厚度超过30mm的调质件，工作人员可以将其调制工序安排在机加工工艺流程的中段时间内。其原因在于调质件胚料经过粗加工、毛坯氧化处理后其工件表面已经较为光滑且性能良好，经过淬火处理后硬度较高且软点等质量问题得到有效处理，此时调质件胚料的性能相较于毛坯料来的更好。相关淬透性较差的钢材料在经过上述处理后，还能有效保留其较厚的硬化层以使其满足后续的机加工处理工艺要求；
最后针对部分必须将热处理工艺放在最终阶段的高硬度零件，可以先对当前零件的热处理变形规律进行探索并结合其变形规律对当前零件的热处理公差进行有效调整，确保零件热处理后其具体精度仍然能达到机械产品的制造及加工需求。
四、结语
综上所述，机械零件热处理工艺流程涉及到正火处理、退火处理、固溶处理、时效处理、淬火处理等多项处理工艺类型，设计人员应当结合当前机械零件的实际条件安排其热处理工艺在整个机加工工艺中的具体顺序，确保机械零件的各项性能符合相应的热处理工艺使用要求，确保机械零件的最终加工质量。
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论文作者:邓月锋
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/9/11
标签：工艺论文; 机械零件论文; 材料论文; 过程中论文; 零件论文; 工艺流程论文; 加工论文; 《基层建设》2019年第16期论文;