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摘要:制造业发展过程中,金属材料制造的关键、核心其实就是金属材料热处理节能工艺。制造业在加工制造时,热处理是一个不可或缺的工艺,但是热处理对于电能的消耗又是巨大的,所以对于金属材料热处理节能工艺必须要进行优化,通过不断开发新工艺,使得热处理的节能技术能够得以不断地提升。金属材料热处理节能工艺技术可以说是制造业当中最核心的技术,主要依赖于电力进行运转。但是当下社会金属材料热处理节能工艺的运转出现了技术上的不足,导致资源不能够被合理的利用,并且还出现影响环境的问题。基于此,本文从金属材料处理过程及工艺展开论述。
关键词:金属材料;热处理;过程;工艺
引言
在我国制造行业发展过程当中,金属材料热处理技术占领着主要地位,其中金属材料热处理技术都是属于机械工程类的专业,通过在研究塑性成型及铸加工等方式改变材料的微观结构和基础性能的同时,还能对材料进行一些改变和影响。而金属材料热处理工程的设计制造和加工方向也是我国国民经济的基本保障,能够为我国金属制造行业的发展奠定基础。
1概述金属材料
行业所用金属大多为黑色金属、有色金属、特种金属。其中黑色金属大致分为纯铁与铸铁。纯铁指的是内存铁量高于百分之九十的黑色金属,铸铁指的是碳含量在百分之二到百分之四之间,例如一些合金以及不锈钢等。有色金属指的是除了铁、锰、铬的全部金属,常见的有色金属可以分为轻金属、重金属、半金属、稀土金属等。有色金属具有电阻大、硬度高的特点。特种金属指的是具有特别特性、性能的金属,比如一些金属复合材料、纳米晶金属等。
2影响金属材料热处理变形的因素
根据以往研究,可以发现在实际金属材料热处理环节,虽然大部分的操作工艺已经能够在一定程度上满足预期的金属材料使用目标,但是在实际的操作、使用中仍旧存在一定的问题,而造成这一问题的主要因素集中表现在如下几个方面:首先,是热处理时效和金属材料热处理过程中的冷处理环节,根据实际金属材料热处理的研究可以发现,在实际的热处理环节通常会出现一定程度的“低温回火”现象,这种情况的存在会在一定程度上造成金属热处理环节发生形变。与此同时,热处理过程中的马氏体钢分解或者碳钢等的析出也会在很大程度上致使进行热加工的金属受到其金属自身的应力影响进而发生形变,影响后续的使用情况。其次,便是原始组织与其金属所受应力的影响,根据以往形变金属进行研究可以发现,在实际的热处理环节金属材料在进行热处理前夕其物体会受到一个与其相连的组织给予金属物质的影响,从而影响其金属材料的内部碳化物形态,进而使得其内部的金属纤维发生形变,进而影响该金属材料的热处理效果。与此同时,在实际的金属热处理环节,很多使用单位会用化学的模式进行金属材料的热处理,这种模式虽然能够获得较好的金属热处理效果,但是在实际的应用过程中会改变一部分的金属性能,一方面这种金属性能的改变会对该金属的抗氧化性、抗腐蚀性等功能做出优化,另一方面,如果这种化学模式下的热处理方法没有按照预期的反应模式状态进行,就需要对该化学处理模式进行二次的消磨,从而影响实际的热处理效果。
3金属材料的性能和热处理工艺
金属热处理早在公元前就有所发现,发展至今,越来越多的人们愿意去使用这样的技术,这项技术也发展越来越成熟。最早的时候,人们用热处理加工金属是为了制造兵器。热处理大致是有加热、保温、冷却3种,其中最常见的是加热和冷却。热处理顾名思义,“热”是其中的关键方式,加热就是其中的关键。人们通过热处理改变金属属性,实现人们对于金属材料的需求。在金属材料进行热处理前需要进行金属切削,这是为了提升金属成品档次,由于需要热处理的金属受到环境、机械设备等的影响,并不能保证在进行热处理前拥有一个良好形态,通过对产品半成品进行切削,可以对金属中一些不足进行去除,保证热处理过程前金属有个良好基础。但是需要注意,一些金属进行切削前很容易由于自身特性造成切削效果不完美,比如对于铝合金来说,一些种类铝合金由于其熔点较低,所以切削结果想要令人满意很困难,因此需要选择正确的切削模式,铝合金一般采用二级切削,因为二级切削会考虑金属内部结构与元素组成。金属材料热处理过程中还需考虑金属断裂韧性,每种金属断裂韧性都有所不同,每种金属由于其纹路等方面因素影响,当出现金属裂缝时都会有所差别,所以为了让每种金属都可以具有更佳的韧性,需要对每种金属晶部位置进行分散,尽可能降低金属内部错位晶部数量,以提高金属硬度。
3.1金属材料的耐久性,适合于进行热处理应力的提高
考虑到热处理应力与金属材料自身耐久性之间的关系,在长期放置在腐蚀环境下之后,应该根据金属材料相应的应力状况,采用相应的热处理工艺,热处理应力的大小与基础材料的资深耐久性具有一定的相关性。需要对热处理剩余应力进行提升。例如技术材料切割的方法,在进行金属材料切割施工工艺中,根据金属材料的特性进行切割工具的选择,事先要做好金属材料的预热处理。在切割过程中,根据金属的变形情况以及施工环境的影响,对金属材料采取相应的热处理工艺。
3.2根据金属材料的疲劳性,进行热处理工艺的选择。
例如在多孔金属材料的热处理上,在过滤和分离中,根据多金属多孔金属,流体介质中含有固体粒子的情况,进行相应的液体和气体的过滤与分离,实现分离介质和净化的目的。在进行过滤和分离的过程中,将多孔不锈钢和多孔轻钢进行应用。在能量吸收上,做好各类金属材料的热处理工艺。例如高速防护罩系统内衬,电磁屏蔽等。要根据多孔金属吸收电磁波的性能,在电磁屏蔽方面进行应用,使用三维网状镍或者砼结构,内部可以互相连通空气,散热性和透气性能较为优异,屏蔽性较强,体积也更小。而在纳米金属材料的热处理工艺中,要根据纳米材料具有的功能特性,对其力学性能指标进行计算,得到纳米技术支持下的金属材料的热处理工艺方案。由于纳米金属材料在耐磨性和硬度上较高,因此可以在切割工具的时候应用在涂层中,将纳米合金的化学合成和高能球磨加以运用,实现工业化。
结束语
热处理是现在社会中常见的对于金属材料处理的技术,应用的范围十分广,众所周知,热处理可改变金属材料属性,在进行热加工时,不可避免的是金属材料会因此而使形状发生变化,这种现象我们虽然不能让它消失,但是我们可以采用一些手段让这种形状的变化降到最小。优化热处理设备减少能源损失是金属材料热处理节能工艺优化最常用方式的一种。优化热处理设备减少能源损失,由于金属表面的涂层厚度已经降到了最低,所以金属加热时间也不再像以往一样,提高了时效性。但是优化热处理设备减少能源损失却更好的保障了金属材料的性能,对于环境的污染同时也是降到了最低,可以堪称是金属材料热处理节能工艺优化的成功的方法之一。
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