徐芳

摘要：熱處理是機械制造過程中一項必要的生產(chǎn)工藝，能有效改善金屬或合金材料零件中存在的性能缺陷，使金屬材料最終成為能滿足機械生產(chǎn)作業(yè)所需的零件。本文首先對機械制造中熱處理的概念進行介紹，然后從機械制造工藝、零件毛坯質(zhì)量、零件切削加工性能、零件表面處理效果幾個方面闡述熱處理在機械制作過程中產(chǎn)生的作用，旨在為相關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：熱處理;機械制造;作用

引言

機械制造為國民經(jīng)濟的發(fā)展提供基礎(chǔ)技術(shù)保障，只有確保零件在綜合性能和質(zhì)量上達到預(yù)定指標(biāo)，才能保障工業(yè)生產(chǎn)效率。在機械制造過程中應(yīng)用熱處理工藝對零件進行處理，能有效改善零件金屬材料本身和在制造過程中存在的缺陷，對實現(xiàn)機械制造目標(biāo)具有重要支撐意義。

1 ?機械制造中的熱處理

熱處理是指利用加熱、保溫和冷卻的工藝對固態(tài)材料進行處理，以使固態(tài)材料具有符合工業(yè)生產(chǎn)要求的性能或預(yù)期組織，在機械制造中的應(yīng)用非常廣泛，與切削加工、鍛壓、焊接等同屬于機械制造的必要生產(chǎn)工藝[1]。熱處理能使金屬材料中金屬晶粒的大小和排列方式發(fā)生變化，機械制造中應(yīng)用的金屬材質(zhì)零件在用過熱處理后，在不改變零件形狀、大小、質(zhì)量的情況下使其內(nèi)部或表面化學(xué)成分發(fā)生變化，使其更加滿足機械制造零件性能要求。金屬材料在性能上的應(yīng)用潛力通過熱處理方式被進一步發(fā)掘，切削加工性能得到改變，使用壽命得到延長，且零件生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本都得到不同程度的優(yōu)化。因此，在機械制造過程中，結(jié)合不同的生產(chǎn)目標(biāo)采用不同熱處理加工工藝對金屬材料進行處理，對促進機械制造行業(yè)的進步與發(fā)展都有積極的促進作用。

2 ?熱處理在機械制造過程中的作用

2.1 ?對機械制造工藝產(chǎn)生的作用

機械制造屬工業(yè)生產(chǎn)部門，主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)機床、工具、儀器、儀表、各類機械設(shè)備等，為國民經(jīng)濟的發(fā)展提供技術(shù)裝備，由于機械制造生產(chǎn)目的和應(yīng)用工序位置存在差別，可將其進一步劃分為預(yù)先熱處理和最終熱處理兩類。其中預(yù)先熱處理通常應(yīng)用在毛坯生產(chǎn)和切削加工（或粗加工與半精加工）兩道工序之間，主要包含退火、正火、調(diào)質(zhì)、時效處理等步驟，應(yīng)用目的是為了對零件毛坯中存在的缺陷進行改善，提高零件內(nèi)應(yīng)力。如采用均勻化退火可改善完成鑄型凝固后液態(tài)合金表面化學(xué)成分排布不均勻的偏析現(xiàn)行，鑄件冷卻過程中產(chǎn)生的應(yīng)力可通過去應(yīng)力退火消除，還可應(yīng)用去氫退火對毛坯鑄件中的氫含量進行調(diào)整，通過熱處理使零件獲得更好的切削加工性能，使零件金屬晶粒得到細化，為下道工序的應(yīng)用創(chuàng)造良好的準(zhǔn)備條件。如等溫正火工藝是在機械制造過程中，將毛坯構(gòu)件加熱至形成奧氏體后，迅速降溫冷卻同時銜接珠光體等溫轉(zhuǎn)變，以此調(diào)整毛坯構(gòu)件的金相組織。大量生產(chǎn)實踐經(jīng)驗表明，由于等溫正火中增加了預(yù)處理步驟，以等溫正火方式替代正火，能更好地控制金屬材料的硬度，在生產(chǎn)大批量具有精度和性能要求的零件時，具有良好的應(yīng)用效果。

最終熱處理通常應(yīng)用在半精加工和精加工兩道工序之間，具體包含淬火、回火，表面熱處理，滲碳、氮化等方式，具體需要結(jié)合零件最終生產(chǎn)性能要求進行應(yīng)用[2]。部分機械零件因在精密度等方面有更加嚴(yán)格的要求，還需要增加輔助熱處理工序，通過冷處理、蒸汽處理、時效處理等多種方式提高機械零件的精密度或其他性能參數(shù)。

2.2 ?對零件毛坯質(zhì)量產(chǎn)生的作用

我國機械制造行業(yè)正處于從傳統(tǒng)粗加工批量生產(chǎn)到精細化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)型階段，生產(chǎn)的零件在造型、性能等方面的要求都有所提升，應(yīng)用可控氣氛工藝成品進行熱處理，能充分滿足不斷提高的機械制造需求，具體應(yīng)用流程如圖1所示。在機械制造過程中，通常采用焊接、鍛壓、鑄造等成型方式對零件毛坯進行處理，但以上毛坯成型方式在應(yīng)用過程中會不可避免的對毛坯造成一定損害，使得實際生產(chǎn)的毛坯在質(zhì)量上存在一定不足。通過科學(xué)的應(yīng)用熱處理方法，能有效消除不同毛坯成型方法對毛坯質(zhì)量帶來的不良影響，如正火、退火等方式。應(yīng)用熱處理方式對零件存在的缺陷和問題進行改善并消除，使零件達到預(yù)期性能標(biāo)準(zhǔn)[3]。

2.3 ?對零件切削加工性能產(chǎn)生的作用

在機械制造生產(chǎn)過程中，薄壁鋁合金管殼類零件由于整體抗剪切承載能力較弱，經(jīng)常發(fā)生變形問題，嚴(yán)重影響該類產(chǎn)品的成品率[4]。應(yīng)用熱處理工藝在薄壁鋁合金管殼類零件進行剪切造型之前對其進行處理，能有效提高該類零件的抗剪切承載能力，有效改善零件變形問題。先應(yīng)用淬火和失效固溶方法對零件毛坯進行處理，提高材料的切削加工性能;利用粗加工后的再結(jié)晶時效熱處理消除零件中留存的應(yīng)力;半精加工后再進行時效熱處理，保證零件內(nèi)部應(yīng)力完全消除;完成切削加工后，對零件最后進行低溫?zé)崽幚?，使零件整體性能、強度等達到預(yù)期目標(biāo)。通過以上方式對薄壁鋁合金管殼類零件進行處理后，能有效改善零件在生產(chǎn)加工過程中存在的變形問題，確保零件能達到預(yù)期精度要求，在生產(chǎn)質(zhì)量和成品數(shù)量雙方面都有所保障。

衡量金屬材料切削加工性能的指標(biāo)主要包含生產(chǎn)率和刀具耐用度、切削力的大小、切削溫度高低、加工質(zhì)量等，金屬材料本身的物理性能、化學(xué)成分、力學(xué)性能等都會對其切削加工性能產(chǎn)生一定影響[5]。在機械制造生產(chǎn)加工的初始階段，金屬材料的力學(xué)性能、物理和化學(xué)成分等都是固定且統(tǒng)一的，只有應(yīng)用熱處理方式對其進行處理，才能使金屬材料的內(nèi)部組織、力學(xué)性能等發(fā)生變化，使其具有更好的切削加工性能，最終得到滿足應(yīng)用指標(biāo)的零件。

2.4 ?對零件表面處理的作用

由于完成生產(chǎn)加工的金屬或合金零件最終工作環(huán)境工作強度較大，需要長期處于摩擦環(huán)境中，保證金屬或合金零件表面的硬度和耐磨水平，對我國工業(yè)行業(yè)的發(fā)展具有重要意義[6]。因此，在機械制造過程中，需要對該類金屬或合金零件的硬度、耐磨度、抗沖擊能力、芯部強度及韌性等都提出嚴(yán)格要求，才能使其適應(yīng)高強度的作業(yè)環(huán)境，為相關(guān)機械正常運行提供保障。在實際機械制造過程中，若單純采用淬火和回火工藝對鋼材料進行處理，難以保障完成生產(chǎn)的零件能達到預(yù)期性能指標(biāo)，通過應(yīng)用具有針對性的熱處理工藝，對零件表面進行處理，使其在性能和強度上得到優(yōu)化，是當(dāng)前機械制造過程中對零件綜合性能進行優(yōu)化的主要方式。如應(yīng)用熱處理工藝對連桿、軸承類零件進行處理，利用調(diào)質(zhì)處理獲得回火索氏體組織，使連桿、軸承類零件的綜合機械性能得到增強，使其具有更好的韌性和強度，能適應(yīng)受力情況較為復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境。應(yīng)用淬火和低溫回火工藝對高硬度、高耐磨要求的模具類零件進行處理，獲得回火馬氏體、細粒狀碳化物和少量參與奧氏體組織，能有效提高該類零件的硬度和耐磨性。通過此種方式對各類金屬或合金材質(zhì)的工具、模具和零部件進行處理，能有效提高工具、模具和零部件的綜合性能，使其在實際作業(yè)環(huán)境中更好地發(fā)揮其應(yīng)用價值，延長工具、模具和零件的使用壽命，節(jié)省工業(yè)生產(chǎn)成本，提高相關(guān)企業(yè)的綜合效益。

3 ?結(jié)束語

綜上所述，熱處理工藝屬于一種必要的機械制造方法，隨著我國機械制造行業(yè)的不斷發(fā)展，熱處理工藝也更加成熟，在實際應(yīng)用中可根據(jù)應(yīng)用目標(biāo)的不同進行針對性調(diào)整，以確保完成生產(chǎn)加工的零件達到預(yù)期性能指標(biāo)。對機械制造從業(yè)人員來說，只有深入了解熱處理工藝的應(yīng)用原理，掌握不同熱處理加工方式對不同金屬或合金材料產(chǎn)生的不同影響，在實際機械制造過程中科學(xué)的應(yīng)用熱處理加工方式，才能切實提高我國機械制造水平，促進行業(yè)發(fā)展。

參考文獻

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[2] 王志宏， 薛子闖. 熱處理在機械制造過程中的作用[J]. ?2021（2019-11）：69-69.

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[4] 楊宗偉. 探析機械制造過程中熱處理工藝及其運用[J]. 建材與裝飾， 2019， （013）：211-212.

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[6] 王志宏， 薛子闖. 熱處理在機械制造過程中的作用[J]. 科技資訊， 2019（11）：69-69.