论热处理工艺在提高金属零件制造水平中的作用

潘勇

摘 要：在金属零件制造的过程中，热处理工艺是确保金属零件质量的关键性技术，对金属零件制造水平的提高有重要的作用。因此，讨论热处理工艺在提高金属零件制造水平中的作用具有重要意义。文章将结合热处理工艺在金属零件制造过程中的实际应用情况，探讨热处理工艺在提高金属零件制造水平中的作用。

关键词：热处理工艺；金属零件；作用

近年来，随着社会经济的不断发展，金属处理工艺也有了很大的进步和提高。在金属零件制造过程中，热处理工艺是影响金属零件制造水平的重要措施。热处理技术能够帮助金属零件在获得所需性能的前提下，通过改变相应的参数指标，例如金属零件的加热温度、保温时间、冷却方式等，改变金属零件的加工过程，从而实现节能降耗、缩短生产周期的目的。热处理技术在金属工艺制造过程中是一种值得推广的、对提高金属工艺水平有帮助的金属加工工艺。

金属材料热处理过程是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度在不同的介质中冷却，通过改变金属材料表面或内部的显微组织结构来改变其性能的一种工艺。正确的热处理工艺能够提高某些金属材料的机械性能，而不合理的热处理条件，会降低金属材料的性能。因此，在热处理技术使用的过程中，必须根据金属材料与成分，合理分析该种金属材料与热处理工艺之间的关系。提前制订合理的处理工艺，科学安排工艺流程，这样才能实现提高金属零件制造水平的目标。文章将具体分析热处理工艺对提高金属零件制造水平的作用。

1 热处理工艺能够提高金属材料切削功能和切削强度

随着社会的不断发展，对金属零件的性能要求变得越来越高，传统的工艺技术已经不能满足现代社会的需要。在进行金属零件加工的过程中，要求金属零件要具备较高的切削功能和切削强度。为了满足这一要求，在进行加工的过程中需要做好金属材料切削和热处理工艺之间的沟通，使其能配合得较为默契，从而完成对金属材料的热处理，这样不仅能减少切削过程中的缺陷，提高金属零件加工的性能，同时还能提高金属零件制造的效率。

例如：在对齿坯类金属材料进行切削处理时，第一步就是要进行热处理，可以采用正火和不完全淬火的热处理方式。经过热处理后的齿坯类金属材料在切削时比较碎裂，从而使得金属材料切削粘刀的概率大大降低。此外，经过热处理后的齿坯类金属材料的硬度也会变大，这对于减少切削粘刀现象的发生也有很大的帮助。在进行铝合金类的金属材料切削时，采用固溶热处理工艺，可以使得金属材料内部的组织结构变得更加均匀，从而使得切屑加工的精度变得更高。

2 热处理工艺能够提高金属材料的断裂韧性

在金属进行工艺处理过程中，金属零件最容易出现断裂现象，根据金属的断裂力学理论进行研究，金属断裂的现象是普遍存在的。任何材质的金属都会存在不同数量、不同尺寸的金属裂纹。根据每种金属的属性特点，金属的断裂韧性也有着很大的差别。所谓金属的断裂韧性就是指金属的裂纹在受到不同程度的外力作用时会产生抵抗裂纹的反作用力，这种抵抗裂纹扩展的性能就是金属的断裂韧性。日常生活中，在对金属进行裂纹韧性的测试时发现，对金属进行热处理可以让金属的组织发生变化，如果金属再次接受热处理，只有当应力和温度达到一定标准时，金属才有可能发生动态结晶。对于不同的金属材料，我们就可以通过控制不同的热处理的温度，来提高金属材料的断裂韧性。

例如：在SY钢坯料上线切割适当的小圆柱，机加工后，选择在700℃，800℃，900℃、1000℃和1100℃在Cleeble-1500型热模拟试验机上以5×10-1的变形速率保温30s压缩变形50%，然后在空气中冷至室温，再进行680℃×6hAC（空冷）的退火处理，再将压缩后的试样沿轴向线切割剖开，研磨抛光后用化学物质显示晶粒形貌。实验现象为：在700℃时，扁平的晶粒开始逐渐向等轴晶粒的形状变化。800℃变形的晶粒中等轴晶粒已经有少量出现，但仍然以变形拉长的晶粒为主。在900℃变形开始，晶粒突然变得细小，几乎全部为等轴晶粒，晶粒度达到YB12级。在900℃以上，晶粒开始长大。因此，为了提高此种钢的断裂韧性，在对其进行热处理时温度应控制在900℃左右。

3 热处理工艺能够减少金属应力腐蚀开裂

金属材料在拉伸应力和特定腐蚀环境共同作用下发生的脆性断裂破坏称为应力腐蚀开裂。应力腐蚀开裂在金属零件制造过程中是一种常见的延迟断裂的现象。金属应力的大小和金属材料的断裂时间以及金属介质有很大关系，不同的开裂时间和金属介质会导致金属应力的不同，通常来说金属材料的应力可能是几分钟，也可能是几年。大部分引起应力腐蚀开裂的应力是金属在焊接过程中产生的残余应力。热处理工艺能够帮助金属材料实现在以后制造和使用过程中减少腐蚀开裂，延长使用寿命的目标。

例如：在对金属进行焊接前要控制金属材料整体温差，只有当温差较小时才能对金属进行焊接。在对金属进行焊接时，金属材料要进行持续的热处理，这样不仅能够减少焊接过程中金属材料的温度变化，使其温度呈现平稳的变化趋势，还可以有效避免金属焊接过程中因受热不均而出现的裂缝，使金属焊接的应力处于一个较小的状态。在金属材料焊接之后进行热处理，会使得金属材料的拉应力值大幅度下降，从而使得金属表面钝化膜破坏的速度变缓，进而使得应力腐蚀速率大幅度下降，这样就可以降低应力腐蚀开裂的概率。此外，在金属材料焊接之后进行热处理，残余应力消除的效果会随着温度的升高而愈加明显，金属材料的抗应力腐蚀能力也会有明显地提高。

4 结束语

综上所述，在金属零件制造的过程中，热处理工艺的应用将会影响金属零件制造的水平。采用热处理工艺，不仅能保证金属零件的性能，同时还可以利用多种技术改变金属零件制造过程中的能耗问题，实现节能降耗的目标。此外，采用热处理工艺还能大大提高金属零件生产的效率，有效缩短生产周期。因此，在金属制造的过程中要对热处理技术给予高度的重視。

参考文献

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