論熱處理工藝設(shè)計質(zhì)量控制的幾個環(huán)節(jié)

1 引言

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們對機(jī)械工藝質(zhì)量的要求也在日益提高。熱處理作為機(jī)械產(chǎn)品加工工業(yè)的一項重要技術(shù)，它是改善和提高材料性能、提高產(chǎn)品使用壽命、可靠性和安全性的關(guān)鍵技術(shù)。只有不斷完善并提高熱處理工藝，才能使材料性能得到最大程度地發(fā)揮，以此來提高經(jīng)濟(jì)效益。論文重點分析控制熱處理工藝質(zhì)量的環(huán)節(jié)。

2 影響熱處理工藝的因素

2.1 工件表面的氧化脫碳傾向控制

工件表面的質(zhì)量直接影響著工件的使用壽命，工件表面質(zhì)量降低后使得工件受疲勞程度下降，因此就縮短了工件的使用壽命。熱處理工藝加熱過程中，工件表面會出現(xiàn)氧化脫碳的傾向。熱工藝處理過程中，工件表面氧化脫碳傾向嚴(yán)重，直接影響工件質(zhì)量，導(dǎo)致工件使用壽命降低。影響工件表面氧化脫碳傾向的因素有以下幾點：第一，熱處理過程中的加熱溫度和時長，加熱過程中溫度越高，時間越久，工件表面的氧化脫碳傾向就越嚴(yán)重；第二，熱處理過程中的加熱設(shè)備和介質(zhì)，熱處理工藝設(shè)備按照有效加熱區(qū)域的溫度均勻性分為不同的等級，運用不同的設(shè)備進(jìn)行熱處理加工，則氧化程度也是不一樣的，在有氧化性介質(zhì)的情況下加熱，則更容易發(fā)生氧化反應(yīng)。

2.2 工件變形傾向控制

工件在進(jìn)行熱處理加工時，要進(jìn)行加熱和冷卻兩個環(huán)節(jié)。在這兩個環(huán)節(jié)中，工件受溫度的變化會發(fā)生熱脹冷縮，使得工件內(nèi)部組織發(fā)生變化，從而導(dǎo)致工件發(fā)生形狀的改變和體積大小的改變。因此，工件在熱處理過程中，工件變形的程度與淬火過程中溫度的急速變化有很大的關(guān)聯(lián)。

2.3 工件原材料質(zhì)量控制

工件加工所采用的原材料對最后的成品質(zhì)量也有很大的影響。因此，對工件原材料要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量把關(guān)，按照相關(guān)程序，工件原材料質(zhì)量把關(guān)應(yīng)該具備兩道程序，即初驗和復(fù)驗。工件加工原材料要在復(fù)驗程序過關(guān)后才能真正進(jìn)入加工環(huán)節(jié)，尤其在進(jìn)行原材料更換或者被替代的情況下，更應(yīng)加強(qiáng)對原材料的復(fù)驗工作，以便生產(chǎn)出的產(chǎn)品滿足設(shè)計和質(zhì)量要求。

2.4 檢測過程控制

熱處理工藝檢測過程包括對儀器儀表的檢測、爐溫均勻性的檢測、施工環(huán)境的檢測以及對零件設(shè)備的檢測。在熱處理工藝施工過程中，一方面，所使用的儀器儀表和爐具等應(yīng)該定期進(jìn)行質(zhì)量和安全檢測，以保證在熱處理過程中能夠正常使用；另一方面，要加強(qiáng)對儀器儀表和爐具的維護(hù)，延長使用壽命，降低生產(chǎn)企業(yè)購買設(shè)備成本，從而提高生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。對于熱處理施工環(huán)境來說，一方面要保證熱處理工藝所需要的特殊環(huán)境，例如，若想減弱工件表面的氧化反應(yīng)，則需要在較少的氧化介質(zhì)環(huán)境中進(jìn)行；另一方面要做好施工現(xiàn)場的清理工作，保證良好的工作環(huán)境。

3 常用的、比較有前景的金屬材料熱處理工藝

3.1 真空熱處理技術(shù)

真空熱處理技術(shù)是指在低于一個大氣壓（10-1～10-3Pa）的環(huán)境中加熱的熱處理工藝。目前，真空熱處理技術(shù)的發(fā)展還存在一定的問題，無法實現(xiàn)絕對的真空狀態(tài)，通常會在小于10Pa的環(huán)境中實施真空熱處理。在這種環(huán)境下，金屬材料的性能并不會發(fā)生較大的改變，同時還可以避免一些變形問題，如金屬材料內(nèi)部產(chǎn)生氣孔等，最終材料的處理結(jié)果也比較理想。

3.2 振動時效處理技術(shù)

振動時效處理技術(shù)是通過機(jī)械振動（如超聲波）的方式消除、降低或均勻工件內(nèi)殘余應(yīng)力的工藝，又稱振動消除應(yīng)力法。這種工藝是利用振動原理，對金屬材料進(jìn)行的熱處理。振動時效處理后，能提高金屬材料的穩(wěn)定性，并且可以有效控制材料的變形情況。

3.3 表面滲層處理技術(shù)

表面滲層處理技術(shù)是將化學(xué)元素滲入工件表層，從而達(dá)到改善金屬工件性能的目的。如將工件放置在含有碳、氮或其他合金元素的介質(zhì)中加熱，使碳、氮等元素能滲入工件表層，達(dá)到改善工件耐磨性、亮度和光潔度的目的。在對材料進(jìn)行表面滲層處理時，首先通過化學(xué)熱處理方法，對材料實施滲層處理，從而達(dá)到提高金屬材料塑韌性的目的。通過表面滲層處理，可以有效提高金屬材料的使用率，降低材料浪費問題，從而實現(xiàn)對產(chǎn)品生產(chǎn)成本的有效控制。

3.4 激光熱處理技術(shù)

激光熱處理技術(shù)，不僅具有良好的熱處理效果，同時還可以提高金屬表面的硬度，整體處理效果比較理想。為了保證激光處理的精準(zhǔn)程度，在進(jìn)行激光熱處理時，需借助計算機(jī)及相關(guān)設(shè)備合理控制激光使用。在計算機(jī)的輔助作用下，該項技術(shù)也將朝著自動化方向發(fā)展。

3.5 電子束淬火技術(shù)

電子束淬火是以電子束作為熱源，以極快的速度加熱工件的一種自冷式淬火。電子束的能量遠(yuǎn)高于激光，而且其能量利用率也高于激光熱處理，可以達(dá)到80%。同時，電子束表面淬火質(zhì)量較高，淬火過程中工件的基本性能幾乎不會受到影響，它是一種很有前途的熱處理技術(shù)。

3.6 可控氣氛熱處理技術(shù)

可控氣氛熱處理技術(shù)是指為了達(dá)到無氧化、無脫碳或按要求增碳，工件在爐氣成分可控的加熱爐中進(jìn)行的熱處理。這種熱處理方法的目的是減少和防止工件加熱時的氧化和脫碳，提高工件尺寸精度和表面質(zhì)量，同時還能達(dá)到節(jié)約鋼材、控制滲碳時滲碳層碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。另外，通過這種技術(shù)，可以實現(xiàn)使脫碳工件重新復(fù)碳的目的。目前，可控氣氛熱處理技術(shù)是一種較為成熟且應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)，在應(yīng)用該項技術(shù)時，可以通過對可控氣體的合理應(yīng)用，對材料熱處理過程形成合理的控制與保護(hù)。

4 結(jié)語

在現(xiàn)有的金屬材料熱處理技術(shù)當(dāng)中，無論是對金屬內(nèi)部的改變還是表面的處理，都有非常大的局限性。為此，本文基于熱處理工藝提出新型建筑金屬材料的應(yīng)用。該材料無論是在生產(chǎn)工藝上還是加工的過程中，都可以有效保障材料的精準(zhǔn)程度，另外還可以保障材料本身具有的特性。