金属材料热处理工艺及技术发展趋势探讨李鹏厚论文_李鹏厚

金属材料热处理工艺及技术发展趋势探讨李鹏厚论文_李鹏厚

李鹏厚

徐州华润电力有限公司

摘要:金属热处理技术所处的地位和重要价值不言而喻,有关部门应加大对金属热处理技术的科研力度,要在金属材料和热处理工艺技术间进行分析,通过对具体技术的研究,确定优势和应用方法。

关键词:金属材料;热处理工艺;发展趋势

1金属材料分类简述

1.1纳米金属材料

随着科学技术的不断进步,纳米科学技术的发展使得纳米金属材料成为了一种新型的金属物质。通过将材料的实际密度尺寸压缩到纳米级别,可以在很大程度上将材料自身的物理性质以及化学性质进行大幅度的改变。在这样的情况下,通过纳米技术可以将普通的金属物质的物理性质以及化学性质按照使用者的需求来进行相应的调整和改变,从而让金属本身的物理性质更加的可靠,更好的满足各种工作的需求。

1.2多孔金属材料物质

另一种非常常见的金属材料类别就是多孔金属材料,通常情况下,多孔金属材料物质的本身具有非常好的渗透性能,同时也会具备较强的耐腐蚀性,这样的特性使得多孔金属物质在一些恶劣的环境之下依然可以保持稳定正常的工作状态。除此之外,多孔金属材料还可以在一定程度内吸收能量,因此在起落架相关的机械设备中得到了非常广泛的应用。多孔金属材料另一个比较明显的优势就是比一般的金属物质吸收的电磁更多,因此其在一些需要设置移动电磁装置的设备上应用同样非常普遍。

2金属材料热处理技术

2.1振动处理技术

顾名思义将振动器上获得的方向和动压力,转嫁到金属材料中,这种力量可以使金属材料在振动力的作用下使内应力得到抵消,极大的提高了金属材料的延展性和柔韧性,使其更加稳定。通过不激烈的加工方式,使金属受力更加均匀,在不改变金属结构的前提下,实现微量变形。振动器技术较传统热处理技术更能增加金属的柔韧性和延展性,借助外力不激烈加工方式,未改变金属材料的自身机体,增加金属的适应力,减小受热时断裂和变形概率。并且该项技术普及率较高,易于工人操作、生产效果较好、能源消耗低、生产周期短、节约生产成本。例如,临汾职业技术学院将振动处理技术和计算机相结合,通过对计算机软件的数据编辑,将所需要的产品结果录入,计算机通过计算精准的控制振动器,又好又快的完成要求任务,提升生产质量效率,缩短生产时间,节约人力物力[1]。振动处理技术发展较快、技术比较成熟、使用成本较低、为企业减能增效,节能减排起到了良好的示范和带头作用。

2.2超硬涂层处理技术

在金属表面通过涂层技术处理,使金属增强硬度、耐磨、防腐蚀等能力。涂层技术降低金属材料与外界的接触,且不降低金属机体的韧性,通过降低金属机体之间的摩擦提高金属的使用寿命。例如,临汾职业技术学院教师在实验中发现,不同的涂层可以根据不同的使用环境灵活运用,在刀具的加工中,涂层本身的热传导系数比金属基体要低得多,在不改变金属成分的前提下,涂层技术能有效增加刀具等金属的硬度和韧度,减少摩擦中所产生的热量,从而提高刀具的产品质量和性能。同时超硬涂层技术的应用十分灵活,不受金属材料的限制,可根据实际情况和要求采取不同涂层,满足金属材料理想应用。结合计算机能实现对生产过程中涂层含量的控制,提升工作效率,在行业中的应用十分广泛。

2.3化学渗透处理技术

化学薄层渗透技术是将化学成分渗透到金属机体,从而改变金属的表层形态,这种技术较为简便,与传统热化学处理模式不同,对化学材料的渗透时间和渗透方法没有特定要求,因该技术对于改变金属材料机体较为迅速。该技术较简单,具有成本低、效果好、节能减排等优势特点。例如,临汾职业技术学院在化学课上,通过使用化学薄层渗透技术渗透到金属表层,与金属发生反应,使金属添加化学特质,增加其耐腐蚀性、耐磨、耐老化、耐油、耐水、耐老化等多种特点,使金属的应用范围更广,应对不同的使用场景。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前该技术发展前景广阔,技术普及率高,操作简便,能提高金属材料处理时限和质量。

2.4激光处理技术

激光有着集中性、能量性,方向性等优势,十分适用于金属材料的热处理。运用激光进行局部或整体照射,通过热传导,改变金属原有结构。激光热处理技术,主要运用激光穿透性强的特点,这种方式比传统淬火技术控制的更加精准,且加工出的金属表面硬度更高,激光热处理的铸铁金属,其硬度从HB230提高到HB680,使用寿命成倍提升。对于激光加热技术,较传统技术灵活性更高,操作更简单易于控制。当激光加热结束时,因为快速加热时金属机体大体积中仍保持较低温度,故被加热区域可以通过金属本身迅速冷却,从而实现淬火等热处理效果。

3金属材料热处理变形控制措施

3.1注重预处理变形控制

针对材料预处理的开展,要想降低材料变形的几率,可以结合情况选择等温正火进行材料的处理。相关实践研究表明,正火处理过程的有效开展之后,在经过等温淬火进行材料的有效处理,可以确保材料结构的均匀性不会发生不均匀的现象,以此降低材料发生变形的几率。在热处理工艺实施过程中,材料的结构特点存在差异,所以处理工序环节需要依托于材料的实际结构特点,选用合适的处理工序,进而提升热处理效果,降低变形几率。当然,此预处理方式的开展具备较高的成效性,但是其成本较高,并且处理时间相对较长,所以需要结合实际需求合理选择。该预处理方式适用于精细金属材料加工之中。

3.2注重冷却方法合理选择

热处理工艺的实施,其中涉及到材料的冷却,起到重要的作用,如若冷却方法的不合理,会增大材料变形几率。当前,常用冷却方式分为:①分级淬火冷却方式、②单液淬火冷却方式、③等温淬火冷却方式;④双液淬火冷却方式。每种冷却方式具备独有的优势和缺点,需要基于热处理工艺实际需求,选择合适的冷却方式:①分级淬火冷却方式。其优势体现在应力的降低,实现对材料变形结构的改善。而劣势体现在需要通过对盐液或者是碱液的辅助应用,所以适用于精度需求较高的材料;②单液淬火冷却方式。其优势体现在冷却方式具备较高的自动化与机械化,有效提升其处理效果。而劣势体现在难以进行冷却速度的有效控制;③等温淬火冷却方式。适用于精度需求较高的材料,其劣势体现在时间较长,并且成本较大。

3.3注重对机械加工的强化

热处理工艺在金属材料加工过程中其工序并不是固定不变的,而是根据材料的不同,其工艺实施工序也存在差异。部分材料的加工,热处理工艺在最后环节,而有些材料的加工,工艺在中间环节。由于机械加工处理过程中,针对余量的情况可以更为简答的确定,所以需要在实际机械加工过程中进行加工余量的预留,可以将多出的部分当作材料加工过程中出现变形的被允许范围。如若材料实施热处理工艺完毕,需要进行二次加工,可以在实际加工处理过程中,基于对材料变形规律,结合反变形等方式,来提升材料的合格率,实现对材料变形的有效控制,降低提升材料质量。

结束语

随着我国工业化进程的飞速发展,对金属材料的需求和要求也越来越高。科学技术的不断发展,金属热处理工艺水平不断提升,使金属材料的处理也更加理想。提高对金属热处理的能力,不仅可以提升金属物理属性,还间接对工业生产发展提供支持保障,应加大新技术的开发力度,重视新技术在金属材料热处理中的应用,实现节能减排。

参考文献

[1]张龙.金属材料热处理过程及工艺浅述[J].世界有色金属,2018(20):164+166.

[2]付旭哲.浅谈金属材料热处理工艺及技术发展趋势[J].世界有色金属,2018(18):293+295.

[3]钱宏义,钱文勇.金属材料热处理工艺与技术分析[J].科技风,2018(33):104.

[4]张发海.金属材料热处理变形的影响因素与控制策略[J].现代制造技术与装备,2018(10):146+150.

论文作者:李鹏厚

论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第22期

论文发表时间:2019/11/27

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