金屬材料熱處理變形的影響因素及控制策略

蔡富強(qiáng)，胡發(fā)貴，晁志勇

（西寧特殊鋼股份有限公司，青海 西寧 810005）

在進(jìn)行零部件加工中，由于有的情況下要對金屬材料進(jìn)行熱加工處理，以此來提升金屬材料的性能。在我國的金屬材料加工中，是制造業(yè)發(fā)展的一個(gè)表現(xiàn)，對機(jī)械設(shè)備的需要也在不斷增加，在這樣的條件下，要保證好機(jī)械材料的質(zhì)量問題，就要對金屬材料進(jìn)行熱加工處理[1]。

1 影響金屬材料熱處理變形的因素

在對金屬材料進(jìn)行熱加工環(huán)節(jié)中，由于金屬材料自身結(jié)構(gòu)問題，在受到外部環(huán)境變化，主要是受不等時(shí)間內(nèi)冷和熱的不均勻，就會(huì)有變形的可能。在對金屬這些熱處理過程中，金屬本身溫度會(huì)受到明顯的變化，這樣的溫度變化，會(huì)對金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)形成影響，這樣的影響在加劇的時(shí)候，就會(huì)引起金屬外部形狀的變化，這種變化就叫住內(nèi)應(yīng)力塑型變形。在內(nèi)應(yīng)力變形中，對金屬外部特征的改變較多，而且這樣的改變還會(huì)隨著對金屬材料的熱加工頻率而發(fā)生改變，也就講，在對金屬熱加工的次數(shù)越高，變形的可能性就越大。

在正常的情況下，金屬材料的內(nèi)應(yīng)力主要分層兩種，一種是熱應(yīng)力，另一種是組織應(yīng)力變形。在對金屬材料進(jìn)行等同的熱效應(yīng)和冷效應(yīng)后，在對這樣的操作過程中，就可以獲得熱應(yīng)力變形。然而在組織應(yīng)力形狀變形中，金屬本身的性能、形狀、還有就是對金屬材料的加入和冷卻方式都有著直接的關(guān)系。在對金屬材料熱加工過程中，我們可以了解到，要提高金屬材料的使用性能，對這個(gè)提高的過程是繁瑣和復(fù)雜的，而在操作中還要考慮金屬材料的種類，以及操作規(guī)范都要進(jìn)行合理的調(diào)整，同時(shí)收集參數(shù)內(nèi)容。由于受到我國技術(shù)加工的局限性，在加工過程中對溫度的控制和監(jiān)測的精度都難以進(jìn)行有效的把控，在這樣的環(huán)境中進(jìn)行熱加工處理，是非常容易出現(xiàn)對溫度控制的準(zhǔn)確性，使金屬材料的變形。

2 金屬材料熱處理減少變形應(yīng)遵守的原則

2.1 遵守科學(xué)性的原則

要想要金屬材料在熱處理加工環(huán)境中減少變形的因素，就需要采用科學(xué)的管理方法來應(yīng)當(dāng)金屬材料的熱處理[2]。在工作中，我們金屬加工工藝師要抱著科學(xué)的精神，用科學(xué)的手段，科學(xué)的理念的指導(dǎo)下，才能在現(xiàn)在技術(shù)設(shè)備不夠完善的情況下，保證好技術(shù)材料的熱加工不會(huì)有變形的情況發(fā)生，或者有發(fā)生，也要控制在合理的范圍以內(nèi)。

2.2 遵循實(shí)用性的原則

金屬材料對于地球資源來講，是一種不可再生資源，在這樣的資源利用中，我們要考慮得是資源的浪費(fèi)問題，以及資源的可持續(xù)發(fā)展。如何保證金屬材料的資源浪費(fèi)中的問題，我們要就要在對金屬熱加工工程中減少材料變形問題，對資源進(jìn)行有效的利用。同時(shí)都資源的有效利用，就是對環(huán)境的一種保護(hù)，在保護(hù)好了環(huán)境，我們才能在發(fā)展，這也就是可持續(xù)發(fā)展的核心內(nèi)容。因此，在對金屬材料熱加工中，就要采用科學(xué)的方法，保證加工處理是以實(shí)用性為基礎(chǔ)的加工，保證材料的有效性使用。當(dāng)然，在保證材料的有效節(jié)約的同事，這樣的前提是要保證金屬材料在熱加工中的質(zhì)量問題。只有保證好了質(zhì)量，才能使最大化的實(shí)用性。

3 金屬材料熱處理減少變形的途徑和方法

3.1 金屬材料熱處理淬火工藝的科學(xué)運(yùn)用

這對金屬材料熱加工過程中，淬火工藝是金屬材料熱加工的核心技術(shù)，在這樣的技術(shù)中，對金屬熱加工溫度的稍微把握不準(zhǔn)確，就會(huì)造成對金屬材料的內(nèi)應(yīng)力變形，因此在加工中，要使用好淬火介質(zhì)，有對介質(zhì)合理有效的利用，保證金屬內(nèi)部不會(huì)有失調(diào)的現(xiàn)象發(fā)生，從而保證好金屬變形[4]。因此在淬火介質(zhì)的使用中我們要采用科學(xué)合理的使用方法，要在工作中不斷創(chuàng)新，要不斷提高介質(zhì)的使用，這是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)積累的過程，在工作中，要求金屬加工工藝師要不斷發(fā)現(xiàn)問題，然后解決問題，在解決問題中創(chuàng)造出新的工藝方法，從而在根本上解決金屬材料在熱加工中變形問題。

在對金屬冷卻過程中是金屬變形的關(guān)鍵步驟，因此，金屬加工工藝師要嚴(yán)格按照工作流程來完成，要使用科學(xué)的冷卻方法，在冷卻中要把握好速度，這樣就能有效的保證好金屬材料的質(zhì)量，而且還能金屬變形的增量。在淬火工藝中，淬火的常用介質(zhì)一般是水和油，在保證好放入的速度時(shí)，還要保證好水的溫度，介質(zhì)水溫一般要求在55度到65度。如果使用油作為淬火介質(zhì)，要求油溫保持在60度到80度，關(guān)鍵技術(shù)還是在放入的速度把控中，質(zhì)量和變形就看冷卻的效果。這里對科學(xué)方法使用的強(qiáng)調(diào)，其最終的目的就是要保證好金屬的變形問題，和質(zhì)量性能問題。

3.2 金屬材料在熱加工中冷卻方法的科學(xué)化選擇

在現(xiàn)階段的我國技術(shù)熱處理加工中，對金屬冷卻的方法主要有雙液淬火方式和單液淬火方等多種方式[5]。所謂的雙液淬火冷卻方式主要是指，在對金屬加入中，包金屬先放入到一種液體介質(zhì)中，使金屬溫度迅速降到300度，然后在把技術(shù)放入溫度更低的介質(zhì)中進(jìn)行有效的冷卻，這里還是要把握好兩次放入的的速度問題，把握好速度才能把握好金屬材料的質(zhì)量。在單液淬火工藝中，需然能夠提高在淬火中的工作效率，但是，卻在淬火速度的控制中很難把控科學(xué)的方法。在對這兩種淬火工藝的選擇中，可以根據(jù)實(shí)際需要，來對金屬淬火的質(zhì)量與水平的把握。

3.3 科學(xué)的選擇裝夾方式和夾具

在對金屬加熱和冷卻的過程中，對金屬加工裝夾的使用方式不同，被加工的金屬材料的現(xiàn)狀也就不同，在這里就要根據(jù)金屬的實(shí)際現(xiàn)狀來選擇裝夾工具，在合適的裝夾工具中，才能保證技術(shù)材料的受熱均勻，同時(shí)才能保證材料在加工過程中不會(huì)變形。而且在實(shí)際的工作中，?？梢愿鶕?jù)加工金屬形狀的改變，靈活采用裝夾工具。

4 結(jié)語

經(jīng)過對金屬材料的熱加工工藝分析，了解在加工過程中影響金屬變形的原因，并在工作中，盡量克服困難，找出解決的方法。