朱宇娟

（蘭州現(xiàn)代職業(yè)學(xué)院理工學(xué)院，甘肅 蘭州 730000）

目前在汽車、航天、農(nóng)機(jī)、礦山、化工等諸多領(lǐng)域運(yùn)用的金屬零部件，在機(jī)械制造中均是通過(guò)熱處理來(lái)優(yōu)化改善組織性能，以此來(lái)最大程度適應(yīng)各個(gè)行業(yè)發(fā)展性能要求。金屬零部件主要是基于熱處理來(lái)優(yōu)化材料內(nèi)部組織，對(duì)其表面化學(xué)組成成分、綜合性能等集中優(yōu)化。目前在鋼、銅、鐵、鎂等諸多合金部件中，應(yīng)用較多的金屬元素就是鋼鐵元素。所以，本文要注重以鋼鐵為例展開(kāi)分析，對(duì)金屬熱處理技術(shù)工藝進(jìn)行應(yīng)用探究。

1 金屬的熱處理工序概述

1.1 加熱

在金屬熱處理中，要注重對(duì)金屬實(shí)施有效加熱。比如基于A1為臨界點(diǎn)，當(dāng)加熱處于臨界點(diǎn)之下，其內(nèi)部組織不會(huì)產(chǎn)生改變。如果獲取奧氏體組織，此階段加熱要注重達(dá)到臨界點(diǎn)之上。由于較多工件在加熱中處于暴露的空氣環(huán)境中，為了保障通過(guò)熱處理的部件自身性能不會(huì)受到加熱階段氧化、脫碳現(xiàn)狀影響，要注重選取針對(duì)性保護(hù)措施實(shí)施加熱，比如選取真空、熔融鹽加熱操作等。相關(guān)加工企業(yè)要注重基于自身各項(xiàng)需求選取相應(yīng)熱源實(shí)施有效加熱，或是基于各類介質(zhì)實(shí)施間接加熱操作[1]。

1.2 保溫

當(dāng)前在機(jī)械制造加工中，諸多部件在加熱階段暴露在空氣環(huán)境中會(huì)產(chǎn)生氧化、脫碳反應(yīng)。其次，當(dāng)部件整體規(guī)格較大，在加熱中要注重保障加熱均勻，對(duì)其實(shí)施有效保溫。有部分部件材料選取中，要注重參照尺寸大小、保溫介質(zhì)、保溫時(shí)間長(zhǎng)短進(jìn)行選取。正常情況下，部件尺寸較大對(duì)應(yīng)的熱能傳導(dǎo)性就較差，所以要通過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間實(shí)施保溫，保障部件能充分熱透[2]。

1.3 冷卻

在金屬熱處理操作中冷卻是相對(duì)重要的環(huán)節(jié)，通過(guò)冷卻操作處理之后的組織性能受到冷卻速率、冷卻技術(shù)工藝、冷卻方法影響較大。所以當(dāng)前要注重對(duì)各類冷卻操作方法工藝集中管控，規(guī)范化控制冷卻速率。在正常情況下，退火冷卻速率要小于正火冷卻速率、淬火冷卻速度[3]。

2 金屬熱處理分類分析

2.1 整體熱處理

現(xiàn)階段要先對(duì)部件整體實(shí)施全面加熱，之后基于相對(duì)穩(wěn)定的速率實(shí)施有效冷卻管控，這樣能對(duì)其整體性能集中優(yōu)化，其屬于熱處理操作。在各類常見(jiàn)的鋼鐵材料熱處理中，要注重選取退火、正火、淬火、回火處理。在退火操作中，即是將各類待加工金屬部件加熱到一定溫度以后，基于金屬材料差異性以及各類尺寸大小展開(kāi)保溫處理操作，之后實(shí)施有效冷卻。通過(guò)退火處理的部件其內(nèi)部組織處于相對(duì)平衡的狀態(tài)，在材料硬度不斷降低基礎(chǔ)上要注重適度提升材料整體可塑性，便于加工處理操作。在各項(xiàng)工藝技術(shù)應(yīng)用中，要注重對(duì)各項(xiàng)工序?qū)嵤┙M織準(zhǔn)備。其中各類機(jī)械部件綜合性能差異性突出，要選取各項(xiàng)工藝技術(shù)來(lái)滿足其各項(xiàng)要求。

正火是將金屬部件有效加熱到一定溫度之后進(jìn)行保溫，之后將其放置在空氣環(huán)境中實(shí)施冷卻處理。金屬部件基于正火能全面提升力學(xué)性能，對(duì)各類組織缺陷有效控制。更有助于機(jī)械加工活動(dòng)進(jìn)行，還能為后續(xù)各項(xiàng)工藝操作執(zhí)行奠定基礎(chǔ)。在正火時(shí)，要注重對(duì)各類部件實(shí)施最終熱處理，與退火相比，通過(guò)正火處理的部件內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)更為精細(xì)。在淬火處理中，要注重將金屬部件加熱到一定溫度之后實(shí)施保溫處理，之后將其放置在粹冷介質(zhì)中實(shí)施快速冷卻。當(dāng)前常用的淬冷介質(zhì)主要是水、油、無(wú)機(jī)鹽等，不同金屬部件對(duì)淬冷介質(zhì)的選取存有一定差異。高效化淬火能有效獲取馬氏體、貝氏體組織，為后續(xù)各項(xiàng)組織操作提供保障。

在回火中，鋼件通過(guò)淬火處理之后，其整體脆性不斷提升。為了對(duì)脆性有效控制，要注重做好加熱管控。其中正常情況下，溫度要高于室溫，低于650℃之間的某一溫度。通過(guò)長(zhǎng)期保溫之后，要注重展開(kāi)冷卻操作。經(jīng)過(guò)回火的鋼件，要注重具備淬火的硬度、強(qiáng)度、耐磨屬性，其整體塑性、硬度會(huì)不斷提升。

在常用的回火技術(shù)工藝中，要注重做好中高溫回火。低溫回火速率要注重控制在150℃～250℃范圍中，基于低溫回火的部件能獲取回火馬氏體組織，在操作中，要應(yīng)用到較多工件。其中低溫回火的相關(guān)部件硬度較高、耐磨性突出且內(nèi)應(yīng)力較小、脆性偏低。中溫回火要控制在350℃～500℃范圍內(nèi)，基于中溫回火的相關(guān)部件能獲取屈氏體組織，硬度范圍處于HRC35-50。在熱作模具以及彈簧高效化處理中應(yīng)用較多，基于中文回火部件其整體韌度較高，對(duì)應(yīng)的屈服強(qiáng)度、彈性極限偏高。在淬火處理之后，基于高溫回火也稱之為調(diào)制處理操作。當(dāng)前主要是應(yīng)用在連桿、齒輪等重要器械中。

2.2 表面熱處理

當(dāng)前為了保障金屬部件表面具備良好的力學(xué)性能，要注重對(duì)其表面實(shí)施針對(duì)性加熱處理操作，其屬于表面熱處理操作。其中在表面熱處理技術(shù)工藝中，要注重對(duì)金屬部件表面實(shí)施加熱，為了促使部件內(nèi)部不會(huì)過(guò)多接受熱量傳導(dǎo)，要注重對(duì)各類熱源合理選取。

在生產(chǎn)加工階段，要注重選取電子束、感應(yīng)電流、激光、氧乙炔火焰作為熱源。此類熱源對(duì)應(yīng)能量密度較高，在較短時(shí)間內(nèi)能獲取較多傳遞熱量，促使溫度快速上升。表面熱處理中，要注重做好火焰加熱表面淬火處理、電接觸加熱表面淬火處理、感應(yīng)加熱表面淬火處理。

2.3 化學(xué)熱處理

現(xiàn)階段為了保障各類金屬工件硬度、抗疲勞強(qiáng)度全面提升，對(duì)其抗氧化、抗腐蝕、耐磨性等集中優(yōu)化。要注重選取部分金屬工件放置在含有化學(xué)元素的化學(xué)介質(zhì)中，對(duì)其展開(kāi)有效加熱與保溫操作。

通過(guò)化學(xué)熱處理操作之后，部分金屬工件表層對(duì)應(yīng)的化學(xué)成分會(huì)產(chǎn)生一定變化，其組織結(jié)構(gòu)與各項(xiàng)性能會(huì)不斷改善。在化學(xué)處理中，化學(xué)介質(zhì)選取主要是含有合金元素以及碳、氮等元素的氣體、液體等。

3 機(jī)械制造中金屬的熱處理工藝

3.1 真空熱處理

真空熱處理操作就是在低于大氣壓的環(huán)境中實(shí)施的熱處理技術(shù)工藝，其和熱處理技術(shù)、真空技術(shù)有效結(jié)合能組成新型熱處理技術(shù)。這樣能對(duì)常規(guī)熱處理技術(shù)工藝有效優(yōu)化，促使熱效果全面提升。真空熱處理中，常見(jiàn)真空度主要是在10-1至10-2Pa,在真空介質(zhì)中，要注重將工件加熱到所需要的溫度，之后再在不同介質(zhì)中通過(guò)多樣化的冷卻速率進(jìn)行冷卻熱處理。技術(shù)人員要對(duì)真空度合理選取，真空度并非是越高越好，要注重基于金屬工件、熱處理完整體系進(jìn)行綜合判定。通過(guò)真空熱處理有助于實(shí)現(xiàn)無(wú)滲碳、無(wú)脫碳、無(wú)氧化作用，還能有效控制金屬工件表層磷屑。具備良好的光亮凈化作用，所以近年來(lái)實(shí)際應(yīng)用范圍較廣。

3.2 復(fù)合板容器熱處理

當(dāng)前要注重對(duì)復(fù)合板容器焊后實(shí)施有效處理，從處理原則層面來(lái)看，對(duì)比基層應(yīng)用材料，在焊后熱處理中，要注重對(duì)復(fù)合板制造的容器實(shí)施焊后熱處理。對(duì)于尚未熱處理操作，要注重提前判定熱處理對(duì)各類材料力學(xué)相關(guān)影響情況。相關(guān)人員還要對(duì)耐腐蝕性進(jìn)行判定，掌握受熱處理影響程度。當(dāng)各類壓力容器是通過(guò)不銹鋼復(fù)合板材制作產(chǎn)生，在熱處理以后，對(duì)復(fù)層材料以及焊接接頭會(huì)產(chǎn)生較大影響。導(dǎo)致材料出現(xiàn)碳化情況，此類情況較為嚴(yán)重將會(huì)對(duì)復(fù)層性能產(chǎn)生一定損害，對(duì)耐腐蝕性以及整體力學(xué)性能產(chǎn)生較大危害。所以，當(dāng)容器是選取不銹鋼材料制作，要注重對(duì)焊接之后的熱處理情況集中處理，對(duì)材料各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行分析。綜合判定各類材料耐腐蝕性能以及受影響程度，在特殊情況中，要注重選取最規(guī)范化的復(fù)層材料。

3.3 形變熱處理

形變熱處理技術(shù)工藝屬于新型熱處理技術(shù)工藝，在形變強(qiáng)化以及熱處理強(qiáng)化基礎(chǔ)上全面發(fā)展延伸的。高溫形變淬火技術(shù)工藝運(yùn)用中，對(duì)材料進(jìn)行加熱，促使材料奧氏體從穩(wěn)定區(qū)域逐步展開(kāi)形變，之后通過(guò)淬火獲取對(duì)應(yīng)的馬氏體組織。其中高溫形變淬火之后進(jìn)行規(guī)范化的溫度回火，能獲取良好的強(qiáng)韌性，對(duì)應(yīng)強(qiáng)度、塑性能有效提升，沖擊韌度也會(huì)不斷增長(zhǎng)，抗脆斷能力有效提升。在相變中針對(duì)相關(guān)變熱處理，可以選取等溫形變處理、形變熱處理等。促使金屬加工工件產(chǎn)生形變，在加工中保障奧氏體不斷硬化，鋼材獲取良好強(qiáng)化成效。

4 結(jié)語(yǔ)

綜合上述，當(dāng)前在機(jī)械制造行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展中要注重突出金屬熱處理技術(shù)工藝應(yīng)用價(jià)值。在機(jī)械制造業(yè)快速發(fā)展中，要想全面發(fā)揮金屬熱處理操作價(jià)值，要注重合理選取金屬材料，全面掌握各類成型的熱處理技術(shù)工藝。對(duì)多項(xiàng)技術(shù)全面探究、應(yīng)用、實(shí)踐，促使金屬熱處理技術(shù)工藝能服務(wù)于機(jī)械制造行業(yè)建設(shè)發(fā)展。