金属材料热处理工艺及技术发展趋势探讨

金属材料热处理工艺及技术发展趋势探讨

                     ,陈,海,林   

           黔东南州特种设备检验所   贵州省 凯里市   556000

摘要：在金属制品的生产过程中，所采用的热处理工艺和技术不仅会对金属制品的质量产生很大的影响，而且还会对原材料的消耗量产生很大的影响，从而对环境造成一定的污染。 因此，为了实现可持续和长期的发展，我们必须不断改进和完善金属材料的热处理工艺和技术，尽可能的减少对环境的污染，减少材料的损耗，提高加工质量，从而提高我国的热处理技术和技术水平，促进国家经济更好的发展。

关键词：金属材料；热处理工艺；发展趋势

引言：在金属制品生产过程中，所使用的热处理工艺，不仅会对金属制品的质量造成很大的影响，而且还会影响到原材料的消耗量，从而造成对环境的污染。随着社会经济的不断发展，人们对环境保护越来越重视，对金属制品的质量也有了更高的要求。因此，要实现金属材料的可持续和长期的发展，就必须改进金属材料的热处理工艺，尽量减少对环境的污染，降低材料的损失，提高加工质量，从而提高热处理技术水平和技术，促进国民经济的发展。

1金属材料热处理工艺概述

1.1金属材料种类

多孔金属，适用范围广、强度高、韧性好、渗透性好。 在加工过程中，多孔金属不受孔径限制，其孔径调节灵活，应用范围广，具有良好的耐温性、塑性、韧性和耐强度。可用于制造散热器、消声器、过滤器、能量吸收装置和电磁装置。在工业上，多孔金属用来作为催化剂载体、传热介质、过滤材料、阻燃剂等。高强度纳米金属属于一种新型的金属，除了整体的稳定性和物理性能外，还可以用作催化剂，如铝基纳米材料[1]。

1.2金属材料的热处理

当其他产品由金属材料制成时，必须进行热处理，从而达到提高制品的使用寿命和质量的目的。热处理可以提高金属的强度、塑性、韧性和抗磨损能力，从而进行可持续利用，以达到降低成本，节省资源的目的。除此之外，采用现代热处理技术，对传统的冷却模式进行了改进，采用化学薄层渗透、激光、超硬涂层、振动处理处理、CAD等现代热处理热处理技术，此次改进方式有效地减少了对环境产生的污染。

2金属材料性能与热处理技术的关系

2.1金属耐久性与热处理应力

金属材料在实际使用的过程中，如果长期受到外力作用或者是长期暴露在腐蚀性的环境中，可能会发生裂纹或其他一系列变化。因此，对金属材料的耐用性和热处理应力的关系进行探讨是有重大意义且十分有必要的[2]。在实际的热处理过程中，由于热处理的应力和尺寸对其本身的寿命有较大的影响，因此，为了提高其性能和使用寿命，必须将各种热处理残余应力最小化。

2.2金属材料疲劳性与热处理温度

在处理金属材料时，应采用整体工艺和热处理工艺，通过这两种工艺，可以大大的提高金属制品的性能和质量；可以有效地避免由于温度变化而造成的制品表面硬化的现象，从而有效地避免了因为金属表面硬化现象而导致的制品表面不良的情况发生。在实际生产过程中，如果在相对较短的时间内迅速冷却，由于承受过大的压力，极有可能会使得金属材料产生裂纹。为了防止这种情况发生，在金属材料加工的过程中，操作人员必须尽可能准确的控制金属材料的温度，并在适当的温度范围内经常调整温度，找到最佳的温度值，以改善金属材料的疲劳性能[3]。

2.3金属材料的疲劳性与热处理

在热处理过程中，金属材料会受到一定程度的冷却。所以金属材料的组织结构和性能都会因此而受到影响，因此冷却速度越快，金属材料的组织结构和性能就越好。这是因为金属材料在冷却过程中，会发生大量的变形，所以为了防止变形，工作人员会根据不同的温度和冷却时间来进行相应的调整，在适当的范围内来调节温度和时间，使其达到最佳的耐磨性和耐压性。根据市场的需要，要对热处理工艺进行了不断的简化，不断降低工艺参数间的误差，达到对热处理工艺的十分精细的控制。比如，在金属材料的生产中，要有一个相对的衡量标准，不仅要充分考虑其结构特性，确定其结构特征和应用范围，而且还要通过使用来推断其结构，并对它的尺寸公差、表面活性等进行相应的规范。这样一来，采用热处理、冷加工技术，在提高加工精度的同时，又能保证其产品的品质，从而达到最小化的目的。

2.4金属材料的导电性与热处理关系

从本质上讲，金属的导电率就是当一个电子被电场或者是一个热能的时候，它就代表了一个活动的电子。由于电导率的研究比较复杂，不同金属的原子结构和电导率之间都有很大的差别，因此，为了满足日常使用的需求，我们必须使用热处理工艺来熔化单一的金属，并使用各种合金材料，采用有限元方法计算，这样可以避免热处理工艺的设计和计算过程中的困难。例如，在热处理工艺中，可以采用有限元位移节点，可以将矩阵与单元等效方程相结合，通过变分原理得到金属材料的最大值，从而达到连续离散的目的，把连续的金属物质分成单个细小的传导元件，这些元件由固定的结点连接在一起，形成一个特殊的网状结构。通过对实验数据的等价计算，缩短了工作过程，达到了不同情况下的导电性要求

[4]。

3金属材料热处理中的问题

3.1金属材料制造资源损失大

在金属材料的生产过程中，存在着大量的资源浪费。我国目前存在一定程度的资源短缺，采用传统的热处理方法，不仅违背了可持续发展的基本原理，而且增加了资本成本，对企业的长期稳定发展造成不利影响。

3.2热处理技术集成化程度低

智能化、数据化工艺流程是时代的需要。然而，由于各企业金属材料生产自动化程度不同，热处理信息处理变得不相容，导致资源信息无法实现真正的共享，从而降低了热处理工艺的集成化程度。无法调节温度、湿度、压力等关键参数，不能实现对热处理设备运行的科学化，由此导致生产效率迅速下降[5]。

3.3金属材料制造质量不达标

金属材料的设计审查是确保产品质量的一个是十分重要的环节。但是，现在很多公司都忽视了对设计方案的审查，因此导致产品出现一系列的问题，甚至是与客户的需求严重不符，从而影响到产品的质量。另外，由于金属材料加工过程中存在着许多不可预测的因素，而与此同时，相关的管理人员对基本的热处理操作并不熟悉，无法对其进行动态调整，对具体的数据掌握也不充足，无法预知潜在的风险，从而也使其无法达到预期的效果。

4利用多种技术手段

为了改善金属材料的基础，为了达到最佳的应用效果，对材料进行热处理的同时，必须配合采取多种措施，使其力学性能得到最大限度的提高。如果采取不当的热处理方式，则会使得金属材料失去其优良的性能，从而降低其抗老化、耐久性能。由此可知必须综合考虑金属的特性和结构，依据金属自身的特性来制定科学的工艺路线，对其进行利用价值的最大化。下面将主要论述热处理技术的基本手段。

4.1激光热处理技术

通常，激光热处理技术主要用于金属材料的淬火和变形硬化。激光热处理工艺的基本原理是通过高强度的激光对金属进行热处理，从而实现对金属的强化。在工业上，激光处理技术在汽车工业中得到了广泛的应用，经过激光热处理后，其表面的耐磨性能和硬度都变得很高。

4.2振动时效处理技术

金属材料在热处理过程中，难免会有很强的机械力和压力。在这种状态下，金属内部会振动，从而造成材料在切削时的位置发生位移，从而影响到金属的品质。所以，面对这种情况，管理者必须通过适度的调节振动参数，避免振动对材料的加工造成的影响，从而达到精确的工作得的目的。随着科学技术的飞速发展，金属材料的热处理技术也得到了飞速的发展。其中，控制气氛技术由于其操作灵活、操作简单、效率高而一跃成为当今最为先进的技术。可控气氛是通过控制气体的方式对金属进行加热，从而使其发生相应的化学反应，进而达到保护金属的安全的目的。控制气氛可以有效的将表面氧化、脱碳、增碳，从而提高金属的硬度，从而达到保护和改善热处理工艺的目的。

结束语：随着热处理技术的不断发展和改进，在其加工过程中对资源造成的浪费和给环境带来的破坏性的影响也逐渐得到了改善。因此看来，进一步的改进和完善属热处理技术十分有必要且具有重要的现实意义。

参考文献：

[1]薛勇.金属材料热处理工艺以及技术发展趋势探索[J].设备管理与维修,2021(06):75-76.

[2]常嘉玮.金属材料热处理工艺及技术发展趋势[J].中国金属通报,2021(01):1-2.

[3]张均红.金属材料热处理工艺及技术发展趋势探讨[J].南方农机,2019,50(12):183.

[4]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.

[5]张大为.试析金属材料热处理工艺及技术发展趋势[J].世界有色金属,2018(03):249-250.