论热处理工艺设计质量控制的几个环节

1 引言

随着我国社会经济的迅速发展，人们对机械工艺质量的要求也在日益提高。热处理作为机械产品加工工业的一项重要技术，它是改善和提高材料性能、提高产品使用寿命、可靠性和安全性的关键技术。只有不断完善并提高热处理工艺，才能使材料性能得到最大程度地发挥，以此来提高经济效益。论文重点分析控制热处理工艺质量的环节。

2 影响热处理工艺的因素

2.1 工件表面的氧化脱碳倾向控制

工件表面的质量直接影响着工件的使用寿命，工件表面质量降低后使得工件受疲劳程度下降，因此就缩短了工件的使用寿命。热处理工艺加热过程中，工件表面会出现氧化脱碳的倾向。热工艺处理过程中，工件表面氧化脱碳倾向严重，直接影响工件质量，导致工件使用寿命降低。影响工件表面氧化脱碳倾向的因素有以下几点：第一，热处理过程中的加热温度和时长，加热过程中温度越高，时间越久，工件表面的氧化脱碳倾向就越严重；第二，热处理过程中的加热设备和介质，热处理工艺设备按照有效加热区域的温度均匀性分为不同的等级，运用不同的设备进行热处理加工，则氧化程度也是不一样的，在有氧化性介质的情况下加热，则更容易发生氧化反应。

2.2 工件变形倾向控制

工件在进行热处理加工时，要进行加热和冷却两个环节。在这两个环节中，工件受温度的变化会发生热胀冷缩，使得工件内部组织发生变化，从而导致工件发生形状的改变和体积大小的改变。因此，工件在热处理过程中，工件变形的程度与淬火过程中温度的急速变化有很大的关联。

2.3 工件原材料质量控制

工件加工所采用的原材料对最后的成品质量也有很大的影响。因此，对工件原材料要进行严格的质量把关，按照相关程序，工件原材料质量把关应该具备两道程序，即初验和复验。工件加工原材料要在复验程序过关后才能真正进入加工环节，尤其在进行原材料更换或者被替代的情况下，更应加强对原材料的复验工作，以便生产出的产品满足设计和质量要求。

2.4 检测过程控制

热处理工艺检测过程包括对仪器仪表的检测、炉温均匀性的检测、施工环境的检测以及对零件设备的检测。在热处理工艺施工过程中，一方面，所使用的仪器仪表和炉具等应该定期进行质量和安全检测，以保证在热处理过程中能够正常使用；另一方面，要加强对仪器仪表和炉具的维护，延长使用寿命，降低生产企业购买设备成本，从而提高生产企业的经济效益。对于热处理施工环境来说，一方面要保证热处理工艺所需要的特殊环境，例如，若想减弱工件表面的氧化反应，则需要在较少的氧化介质环境中进行；另一方面要做好施工现场的清理工作，保证良好的工作环境。

3 常用的、比较有前景的金属材料热处理工艺

3.1 真空热处理技术

真空热处理技术是指在低于一个大气压（10-1～10-3Pa）的环境中加热的热处理工艺。目前，真空热处理技术的发展还存在一定的问题，无法实现绝对的真空状态，通常会在小于10Pa的环境中实施真空热处理。在这种环境下，金属材料的性能并不会发生较大的改变，同时还可以避免一些变形问题，如金属材料内部产生气孔等，最终材料的处理结果也比较理想。

3.2 振动时效处理技术

振动时效处理技术是通过机械振动（如超声波）的方式消除、降低或均匀工件内残余应力的工艺，又称振动消除应力法。这种工艺是利用振动原理，对金属材料进行的热处理。振动时效处理后，能提高金属材料的稳定性，并且可以有效控制材料的变形情况。

3.3 表面渗层处理技术

表面渗层处理技术是将化学元素渗入工件表层，从而达到改善金属工件性能的目的。如将工件放置在含有碳、氮或其他合金元素的介质中加热，使碳、氮等元素能渗入工件表层，达到改善工件耐磨性、亮度和光洁度的目的。在对材料进行表面渗层处理时，首先通过化学热处理方法，对材料实施渗层处理，从而达到提高金属材料塑韧性的目的。通过表面渗层处理，可以有效提高金属材料的使用率，降低材料浪费问题，从而实现对产品生产成本的有效控制。

3.4 激光热处理技术

激光热处理技术，不仅具有良好的热处理效果，同时还可以提高金属表面的硬度，整体处理效果比较理想。为了保证激光处理的精准程度，在进行激光热处理时，需借助计算机及相关设备合理控制激光使用。在计算机的辅助作用下，该项技术也将朝着自动化方向发展。

3.5 电子束淬火技术

电子束淬火是以电子束作为热源，以极快的速度加热工件的一种自冷式淬火。电子束的能量远高于激光，而且其能量利用率也高于激光热处理，可以达到80%。同时，电子束表面淬火质量较高，淬火过程中工件的基本性能几乎不会受到影响，它是一种很有前途的热处理技术。

3.6 可控气氛热处理技术

可控气氛热处理技术是指为了达到无氧化、无脱碳或按要求增碳，工件在炉气成分可控的加热炉中进行的热处理。这种热处理方法的目的是减少和防止工件加热时的氧化和脱碳，提高工件尺寸精度和表面质量，同时还能达到节约钢材、控制渗碳时渗碳层碳的质量分数。另外，通过这种技术，可以实现使脱碳工件重新复碳的目的。目前，可控气氛热处理技术是一种较为成熟且应用较为广泛的技术，在应用该项技术时，可以通过对可控气体的合理应用，对材料热处理过程形成合理的控制与保护。

4 结语

在现有的金属材料热处理技术当中，无论是对金属内部的改变还是表面的处理，都有非常大的局限性。为此，本文基于热处理工艺提出新型建筑金属材料的应用。该材料无论是在生产工艺上还是加工的过程中，都可以有效保障材料的精准程度，另外还可以保障材料本身具有的特性。