APP下载

基于金属材料热处理的冶金技术控制性能研究

2021-11-29

中国金属通报 2021年12期
关键词:淬火金属材料冶金

王 桥

(广州众山精密科技有限公司,广东 广州 510000)

现如今,我国科学技术的发展应有了质的发展,金属材料热处理工艺以及技术都获得了长足进步,金属材料的应用范围也越来越广。所谓金属材料,指的是具有光泽、具有延展性、容易导电、具有传热等性质的材料。通常情况下,金属材料分为黑色金属、有色金属以及特种金属三种类型。生活中我们常见的铁、锰等属于黑色金属。有色金属是除了铁、锰以及铬以外金属的统称。另外,特殊金属是包括了不同用途结构的金属材料以及功能材料。在实际的使用中,根据作用用途的不同选择正确的金属材料,完成生产。

1 金属材料热处理的本质

在日常金属材料、金属制品的生产过程中,为了保证金属材料制成的工件具备相应的力学性能、物理性能以及化学性能,在生产过程中除了需要选择合理的材料以及成型工艺以外,热处理的控制非常重要。热处理技术的应用是确保金属材料获取所需性能的重要环节,热处理工艺目前在现代工业的应用中非常广泛。较其他处理工艺来说,热处理技术不会改变工件的形状以及使用材料的整体化学成分,仅仅是通过内部显微组织或工件表面化学成分的改变,便能够赋予或是优化工件本身的使用性能,热处理技术最主要的特点就在于能够改善工件的内在质量,而这一变化依靠肉眼是无法察觉的。

在整个金属材料的生产处理过程中,都可以进行相应的热处理,从而改善金属材料的性能。通常情况下,金属铸件需要接受低温退火,消除内应力,或者是完全退火、正火,有的金属铸件还需要淬火后回火。在冶金企业以及机械工厂生产中,对金属锭的热处理、压力加工以及成品热处理都属于工厂制造生产的主要工序之一。如果将热处理工艺作为中间工序,那么就可以改进某些加工性能,比如锻造性。若热处理工艺是作为最后的操作,那么就能够给予金属、合金所需的各项综合性能,从而确保产品的质量要求。除此之外,在金属材料结构变化深度、多样性等方面的影响上,热处理技术较其他处理技术来说,效果更加显著。

2 金属材料热处理技术

2.1 振动处理技术

所谓振动处理技术指的是,将振动器上获得的方向以及动压力转嫁到金属材料上。通过方向和动压力的转嫁,金属材料的内应力能够在振动力的作用下获得抵消,因此金属材料的延展性以及柔韧性均得到了显著的上升,同时金属材料的性能变得更加稳定。振动处理技术不属于非常激烈的加工方式,在该技术的作用下金属材料受力更加均匀,能够在金属结构不被改变的前提下,实现内部结构的微量变形。

与传统热处理技术相比,振动处理技术能够更进一步的提升金属材料的柔韧性以及延展性,同时在不改变金属材料自身机体的情况下,大大增加金属的适应力,减小金属材料受热时可能产生的断裂、变形等情况发生概率。再加上振动处理技术在实际应用中具有操作简单、生产效果佳、能源消耗低以及生产周期短等特点,有效降低企业生产成本,普及率较高。

2.2 超硬涂层处理技术

在金属材料的热处理工艺中,超硬涂层处理技术能够大大增强金属材料的强硬度、耐磨性以及防腐蚀等效果。通过在金属材料的表面进行涂层技术的处理,有效降低金属材料表面与外界的密切接触,同时还能够保证金属机体的韧性不受影响的情况下,通过降低金属机体之间的摩擦,提高金属使用寿命。笔者在进行大量的调查研究后发现,有人员在实际的实验中,不同的涂层处理技术能够在不同的环境中进行灵活的使用。比如在刀具的加工处理中,由于金属基体与涂层本身热传导系数之间的差异,利用涂层处理技术,在不改变金属成分的前提下有效提高刀具硬度、韧度,从而减少摩擦过程中所产生的热量,最终提高刀具本身的使用性能。除此之外,超硬涂层处理技术在实际应用中不受金属材料的限制,应用灵活性较高,可以准确的根据情况、要求的不同,选择合适的涂层,从而满足金属材料的实际需求,在未来的行业发展中前景广阔。

2.3 化学渗透处理技术

金属材料的热处理技术,其中化学渗透处理技术就是通过一系列具体操作,将化学成分渗入到金属机体中,改变金属表层形态。在化学渗透处理技术的实际应用中,操作简单,在化学材料的渗透时间以及渗透方式上,与传统热化学处理方式不同。传统的化学热处理模式,无论是化学材料的渗透时间,还是渗透方式都必须严格按照相关的规定及要求进行,而化学渗透处理技术正好相反,无论是渗透时间,还是渗透方式都没有特定的要求。由于化学渗透技术在改变金属材料机体上非常迅速,进而具有操作简单、成本较低以及节能减排等特点。在实际的金属材料热处理应用上,普及率较高,能够大大提高金属材料的处理时限与使用质量。

2.4 激光处理技术

在激光处理技术中,激光的优势比较显著,其具有集中性、能量性以及方向性等实际优势,比较适用于金属材料的热处理。在金属材料的激光热处理中,利用激光对金属材料进行照射,通过热传导作用,改变金属材料原有的结构。激光热处理技术主要是利用了激光具有较强穿透性的特点,与传统淬火技术相比较发现,激光热处理技术控制效果更加的精准,并且经过激光热处理的金属材料,其表面的硬度更高。据数据资料显示,经过激光热处理的铸铁金属,表面硬度从原本的HB230提高到了HB680,使用寿命也获得了倍数上升。除此之外,与传统的技术相比,激光热处理技术具有更高的灵活性,操作起来也更加容易控制。在激光加热快要结束时,因为快速加热时,金属机体大体积中仍然处于温度较低的情况,因此被加热的区域可以利用金属本身进行迅速的冷却,从而实现淬火等热处理效果。

3 基于金属材料热处理的冶金技术控制性能

3.1 基于金属材料热处理优化冶金控制温度

在冶金技术的控制性能中,控制温度是其中核心的参数之一,冶金控制温度将直接影响到冶金技术控制的有效性。因此,在基于金属材料热处理的冶金技术控制性能中,首先需要优化冶金控制温度,提高冶金技术控制效果。在以往常规的冶金技术控制方法中,容易受到各种因素的限制与阻碍,为了有效改善这一现象,在冶金技术控制中加入金属材料热处理技术,实现冶金控制温度的进一步优化。冶金指的是将金属矿石通过高温冶炼形成金属的制作过程,金属属于晶体材料,熔点与相变过程都是固定的。因此,基于金属材料的热处理方式能够合理、有效的控制熔炼温度。在此过程中,首先需要确定冶金熔炼温度,所有需要接受熔炼的金属矿石都必须达到液相线温度,才能够达到高效的熔炼效果,反之熔炼效果不佳。另外,如果熔炼温度过高,将会导致热能的浪费,并且还会导致金属过热,从而造成金属的成形性较差。因此,在基于金属材料的热处理过程中,需要根据冶炼矿石的不同,确定熔炼液相线温度,优化冶金控制温度,实现冶金技术的控制性能。

3.2 改善冶金凝固顺序优化冶金控制过程

除了控制温度以外,冶金凝固顺序的改善也是基于金属材料热处理的关键技术之一。通过冶金凝固顺序的改善,优化冶金的控制过程中,实现冶金控制性能。所谓冶金凝固顺序的改善,指的是通过控制金属材料由一种组织向另一种组织进行转变。在冶金过程中,不同组织的凝固顺序不同,会大大增加冶金技术控制性能的难度。因此,改善冶金凝固顺序,优化冶金控制过程非常重要。在冶金实际的过程中,铁元素、奥氏体以及莱氏体的相变自由能不同,因此通过控制其转变过程中,将冶金凝固顺序进行有效的控制,使得E铁素体>E奥氏体>E莱氏体,实现冶金凝固顺序的改善,最终在优化金属材料热处理冶金控制温度的基础上,完成了冶金工艺控制性能的研究。

4 金属材料热处理变形措施

在整个金属材料的热处理中,淬火工艺是所有环节中最核心、最重要的一步。因此,如果在淬火介质的选择上使用不当,就会导致金属材料内应力失调,最终影响金属材料的结构与形状。为了减少金属材料热处理变形,在实际的热处理操作过程中,应当尽可能的降低淬火阶段出现的误差,这就要求相关人员不断的更新与优化金属材料热处理的淬火工艺。

在金属材料的淬火、冷却阶段,必须科学、合理的控制与调整金属材料的冷却速度,保证金属材料在淬火过程中的变形。据了解,比较常用的金属材料淬火、冷却方式包括双液淬火、单液淬火等。双液淬火指的是在短时间内将金属材料的温度降至300℃以下,提高金属材料的冷却速度。单液淬火冷却法能够有效提高淬火效率,但是无法科学控制淬火速度。因此,在淬火冷却方式的选择上应当尽可能的选择双液淬火法,保证金属材料热处理效果。

5 结语

总之,在工业生产制造中金属材料应用范围较广,属于比较常见的材料种类之一。金属材料的热处理技术将对机械生产质量产生直接影响,本文提出了基于金属材料热处理的冶金技术控制性能,结果显示给予金属材料热处理优化冶金控制温度,改善冶金凝固顺序,从而优化冶金控制过程中,最终证实冶金控制技术实施具有一定的有效性。

猜你喜欢

淬火金属材料冶金
长沙特耐金属材料科技有限公司
淬火介质浓度对45钢淬硬层深度及组织性能的影响
实战“淬火”
长沙特耐金属材料科技有限公司
国内外氢冶金发展综述
河南豫光冶金机械制造有限公司
河南豫光冶金机械制造有限公司
河南豫光冶金机械制造有限公司
自动化激光淬火技术的开发与应用
一种耐磨陶瓷金属材料