金屬材料與熱處理技術的應用研究

摘 要:改革開放以來,隨著現代科學技術的不斷發展,第二產業有了突飛猛進的進步。機械的制造是第二產業發展的基礎,在機械制作的過程中金屬材料是基本。金屬材料的熱處理技術應用愈發廣泛,金屬材料的熱處理技術可以大大增強金屬材料的加工性能和使用性能,保障金屬材料的質量,但目前在金屬材料的熱處理技術中仍存在一些問題,本研究主要分析了現階段我國金屬材料熱處理技術的應用現狀,并且對其中出現的問題提出解決建議。


  關鍵詞:金屬材料;熱處理;應用技術


  前言


  金屬材料是具有金屬特性的材料的統稱,一般是指工業應用中的純金屬或合金,其主要構成是金屬元素或以金屬元素為主的材料,包括黑色金屬、特種金屬、有色金屬等。熱處理是一種金屬材料熱加工工藝,金屬材料在固態狀態下,通過加熱、保溫和冷卻的方式,改變材料的表面以及內部的化學成分和組織,從而使金屬材料獲得所需要的性能。本研究針對金屬材料與熱處理技術應用的專業設備、操作實施、節能環保等方面的現狀進行研究,并提出解決問題的建議。


  1.金屬材料與熱處理技術的應用現狀


  1.1 金屬材料與熱處理技術應用的專業設備現狀


  隨著現代經濟的繁榮和科學技術的不斷發展,我國的工業發展突飛猛進,機械制造業隨之取得了巨大的進步。在機械制造的過程中,金屬材料熱處理技術正處在前所未有的迅速發展階段。金屬材料熱處理的專業設備主要是對金屬材料進行退火、回火、淬火、加熱等熱處理工藝操作的設備。大部分的設備工作原理是:電流流進加熱線圈時,線圈內產生極性瞬間變化的強磁束,將金屬材料放入線圈內,磁束貫穿金屬材料,在其內部與加熱電流相反的方向就會產生相對應的渦電流。由于金屬材料本身存在著電阻,所以會產生很多的焦耳熱,使金屬材料的溫度迅速上升。目前,大部分金屬材料熱處理企業使用的設備較為落后,存在著專業設備老舊化的問題。


  1.2 金屬材料與熱處理技術應用的操作實施現狀


  目前金屬材料的熱處理技術在金屬材料加工的過程中使用越來越廣泛。一般來說,熱處理技術主要分為三大類:整體熱處理、表面熱處理和化學熱處理。整體熱處理是對金屬材料進行整體加熱,后以適當的速度冷卻,進而改善材料整體的組織和結構性能。整體熱處理一般有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。退火是指材料加熱到一定溫度后緩慢冷卻的過程,這一過程可以降低金屬材料的硬度,增強其可塑性;正火是指材料加熱到Ac3溫度時適當保溫后在空氣中冷卻的過程,這一步驟可以均勻組織、細化晶粒、降低其應力;淬火是指材料加熱到Ac3或Ac1以上溫度后以一定冷卻速度獲得馬氏體組織的過程,這一過程可以改善金屬材料的性能,與回火配合應用可以延長金屬材料的使用壽命。表面熱處理是指對金屬材料的表層進行快速加熱至其表面達到淬火溫度,在熱量傳到材料內部之前低溫回火、冷卻,獲得馬氏體組織的過程。化學熱處理是指通過將介質中的活性原子滲入金屬材料表面的方式改變金屬材料的化學成分和組織結構,這種化學熱處理會使金屬材料具有較強的耐磨性和抗蝕能力。現階段熱處理技術應用中操作實施方面的問題是:熱處理技術較為復雜,步驟較多,需要更加專業的操作和專業的工作人員。


  1.3 金屬材料與熱處理技術應用的節能環保現狀


  隨著經濟和科技的快速發展,我國工業發展呈現高效化的趨勢,金屬材料成為各個產業所需的重要資源。金屬材料是工業安全的保證,因此,金屬材料的質量安全逐漸成為首要注意因素,金屬材料的生產、加工和施工過程都要保證其質量安全。在金屬材料熱處理的過程中,對環境有一定的影響。現在,部分金屬材料熱處理企業對于熱處理技術的重視不夠,投入資金較少,技術落后,導致金屬材料的使用效率較低。現階段較為突出的問題是:在金屬材料熱處理過程中產生的大量空氣、水以及電磁污染和噪音污染問題;在熱處理過程中消耗資源巨大的問題給資源節約型、環境友好型生態建設帶來了很大壓力。


  2.關于解決金屬材料與熱處理技術的應用中問題的建議


  2.1 關于解決金屬材料與熱處理技術的應用中專業設備問題的建議


  隨著熱處理技術的不斷創新,為了解決目前大部分金屬材料熱處理企業使用的設備較為落后、專業設備老舊化的問題,必須要更新熱處理設備,只有先進的熱處理專業設備才能最大程度地發揮熱處理的技術。具體來說,更新設備可以加強真空加熱高壓氣淬爐設備的開發,這個設備的特點是真空環境、耐高溫高壓,可以為大多數熱處理新技術提高實施設備。就目前的現實情況來看,對于離子碳氮的滲透、冷卻、淬煉,可以使用低壓離子滲碳爐;對于冷卻材料和準確淬煉,使用低壓滲碳雙室高壓氣淬爐設備。此外,密封滲碳高壓氣淬爐、涌泉式淬火槽等也是金屬材料熱處理的新型常用設備。


  2.2 關于解決金屬材料與熱處理技術的應用中操作實施問題的建議


  對于金屬材料的熱處理技術更新,真空熱處理是一種真空技術和熱處理技術完美結合的新型先進的熱處理技術。真空熱處理是指在真空狀態下進行金屬材料的熱處理,是實現金屬材料無氧化、變形小、去磷屑、無脫碳、脫脂除氣的過程,經過真空熱處理的金屬材料具有較強的穩定性。此外,專業技術人員是科技不斷發展的強大動力,在金屬材料熱處理技術的操作實施中,專業的技術人員缺乏也是金屬材料熱處理技術落后的原因之一,因此,要加大對于金屬材料熱處理專業人員的培訓。目前大部分的技術人員是年紀偏大的老工人,生產經驗豐富,但難以學習掌握新技術和新設備。因此,金屬材料熱處理企業要積極納入新鮮血液,組織加強技術人員的培訓,促進先進技術的引進和學習。


  2.3 關于解決金屬材料與熱處理技術的應用中節能環保問題的建議


  在金屬材料的熱處理過程中,主要的污染包括空氣、水以及電磁污染和噪音污染等。這其中,電磁污染和噪音污染相對比較容易處理,可使用電磁屏蔽設備來控制電磁污染,使用噪音防護設備來減少噪音污染;金屬材料在淬火的過程中使用清潔能源可以降低其產生的有機物和化學物品對于環境的污染。此外,在節能環保方面,采用的金屬材料熱處理技術十分重要。感應熱處理是一種新型的清潔型熱處理技術,通過電磁感應使材料內部產生漩渦進而進行加熱。感應熱處理對于降低生產成本,提高生產效率,減少能源消耗,減輕環境污染有很大的作用。


  3.金屬材料熱處理后的使用性能與壽命


  在金屬材料熱處理的過程中,退火、正火、淬火等步驟可以細化晶粒,提高金屬材料的韌性,降低其應力和強度,增強其使用性能,有利于對金屬材料的進一步加工。同時配合回火,也可以提高金屬材料的強度硬度、耐磨性,增強了金屬材料的使用壽命。


  4.結語


  隨著我國科學技術的發展,機械制造水平不斷提升,金屬材料的熱處理技術也在逐步提高。本研究針對金屬材料與熱處理技術應用的專業設備、操作實施、節能環保等方面的現狀進行研究,雖然其有所發展,但其中也存在一些問題。本研究也提出了解決問題的建議,金屬材料熱處理相關企業轉變傳統思想,引進先進技術,更新設備,對專業技術人員進行培訓,提高資源能源利用效率,減少對環境的污染,提高生產效率和經濟效益。

Post date :2018-03-23