機械加工表面質(zhì)量的提升方案及熱處理技術(shù)分析

郭山 李志勇

摘要：機械加工與人類的生活有著密切關(guān)系，在機械加工產(chǎn)品的不斷精細化下，對產(chǎn)品的表面質(zhì)量提出了嚴格要求。對此，機械加工的表面質(zhì)量已經(jīng)成為機械加工重點關(guān)注的內(nèi)容。若想有效提升機械加工表面的質(zhì)量，就應該利用熱處理方式。而熱處理作為一項新技術(shù)，必須要進行深入分析。本文主要對機械加工表面質(zhì)量的提升與熱處理技術(shù)進行了探討

關(guān)鍵詞：機械加工；表面質(zhì)量；熱處理技術(shù)

盡管我國是農(nóng)業(yè)大國，可是生產(chǎn)的快速發(fā)展，機械加工已經(jīng)成為生活與生產(chǎn)中不可或缺的內(nèi)容，應該促進機械加工的進一步發(fā)展。因為現(xiàn)代化機械加工產(chǎn)品的精細化從而為了加強企業(yè)競爭力，因此對機械加工的表面質(zhì)量提出嚴格要求?？墒菣C械加工表面的質(zhì)量提升需要應用熱處理。而熱處理技術(shù)的應用，在一定程度上有效改進了機械加工的表面質(zhì)量。但是現(xiàn)階段國內(nèi)熱處理技術(shù)依然存在一些問題，對此必須要有效完善熱處理技術(shù)。

1 機械加工表面質(zhì)量的影響要素

1.1 表面質(zhì)量對配合質(zhì)量造成的影響

表面粗糙度數(shù)值的大小直接影響著配合表面的整體配合質(zhì)量。從間隙配合方面而言，粗糙度數(shù)值相對較大就會加大磨損，從而使間隙增大，嚴重破壞配合性能。從過盈配合方面而言，在進行裝配時部分表面的凹縫被擠平，導致現(xiàn)實過盈量降低，嚴重影響配合間之間的連接強度。

1.2 表面質(zhì)量對疲勞強度造成的影響

金屬在交變荷載作用過后會形成疲勞破壞，一般情況下出現(xiàn)在零件表面與表面的冷硬層下，對此零件的表面質(zhì)量嚴重影響著疲勞強度。若是表面的粗糙度相對比較大，而抗疲勞強度就相對較小。

1.3 表面質(zhì)量對耐磨性造成的影響

零件的磨損通?？煞殖扇齻€時期，主要有初期磨損階段和正常磨損階段以及劇烈磨損階段。通常狀況下，表面粗糙度數(shù)值比較小，而磨損性就比較好。可是表面粗糙度數(shù)值過小，潤滑油就難以儲存，而且接觸面間比較容易出現(xiàn)分子粘結(jié)，造成磨損增加。對此，接觸面粗糙度數(shù)值一定要合理，而粗糙度數(shù)值和零件的工作情形有著密切關(guān)系，若是工作荷載相對較大，初期的磨損量就加大，同時表面的粗糙度最佳數(shù)值也會增大。

2 加強機械加工表面質(zhì)量的對策

2.1 改進切削條件

在進行切削時，切削與加工表面相應塑性變形的程度比較小，而粗糙度也會減小。刀瘤與鱗刺主要是在切削速度比較下形成的，對此科學選取切削用量，應用相對較高的切削速度完成塑性材料的切削，能夠有效避免刀瘤的形成，降低進給量也能夠減小表面的粗糙度，從而提升表面質(zhì)量?？茖W選取有效切削液，在一定程度上提升高冷卻潤滑的效果，減小切削速度，防止表面出現(xiàn)燒傷問題，降低已經(jīng)加工表面相應殘余應力，同時還能夠抑制刀瘤與鱗刺的形成，防止切削過程中塑性變形，降低表面粗糙度。

2.2 改進加工材料的性能

材料的塑性與金相組織嚴重影響著表面粗糙度。通常狀況下，塑性材料在加工之后表面的粗糙度相對比較大，而脆性材料在加工之后表面粗糙度和理論粗糙度相對比較接近。另外，同種材料，若是晶粒相對比較大，該表面的粗糙度就大。對此，在進行切削加工之前，針對塑性相對較大的低碳鋼和低合金鋼材料，應該預先完成正火處理，從而獲取均勻細密的晶粒組織，合理提升硬度，從而在一定程度上減小加工后表面的粗糙度。

2.3 選擇合理的刀具幾何形狀和材質(zhì)，加強刀具的刃磨質(zhì)量

為了能夠減小殘留面積，應該利用刀尖圓弧半徑相對比較大和副偏角相對較小或是精車刀等，科學選取刀具的幾何形狀，應用比較大的刀具前角與刀具后腳，同時在刃磨的過程中盡可能降切削刃口半徑。選擇和工件材料具備良好適應性的刀具材料，科學限制刀具的后面磨損寬度，防止應用磨損相對嚴重的刀具，從而在一定程度上降低表面粗糙度。

3 熱處理技術(shù)分析

3.1 避免金屬材料應力腐蝕開裂

金屬材料會在拉伸應力以及特定腐蝕環(huán)境等作用下出現(xiàn)脆性斷裂損壞，其稱之為應力腐蝕開裂。許多發(fā)生應力腐蝕開裂的應力一般是因為殘余拉應力造成的。而殘余拉應力通常是在金屬焊接時形成。金屬進行加熱時和加熱過后的冷處理時，會改變材料內(nèi)部組織與性能，并且形成金屬熱應力與相變應力。另外，金屬材料在進行加熱與冷卻時，表層與心部加熱以及冷卻速度不同，主要指溫差造成材料體積出現(xiàn)膨脹與收縮不均勻從而形成應力，也就是熱應力。而在熱應力的作用之下，因為冷卻過程中金屬的表層溫度要比心部低，而且收縮表面要比心部大，所以心部就會承受拉應力。同時材料在進行熱處理時，因為組織變化過程中，比容的加大會導致材料體積膨脹，且材料的各個位置先后相變，導致體積的長達不同，從而形成組織應力。另外，組織應力的變化會使表層承受拉應力，心部承受壓應力，正好和拉應力相反。金屬的熱處理中熱應力與相變應力的疊加結(jié)果為材料殘余應力，從而導致應力腐蝕開裂。

3.2 材料質(zhì)量對機械加工熱處理造成的影響

因為國內(nèi)鋼廠冶煉質(zhì)量相對比較低，對此在進行機械加工時常常會發(fā)生塑性變形，出現(xiàn)冷作硬化問題，同時切削熱也會造成表面金相組織變化與殘余應力等相關(guān)物理性能改變。因此制作的產(chǎn)品盡管可以滿足質(zhì)量審核需求，可是質(zhì)量卻相對較差。大部分企業(yè)為了追求低價格，就會向生產(chǎn)水平相對比較低的小鋼廠進行采購，從而導致大部分企業(yè)的熱處理發(fā)生異常問題。

3.3 提升金屬材料斷裂韌性

金屬材料相關(guān)斷裂韌性主要指裂紋材料在遭受外力作用下具備的抗裂紋擴展性能。有效提升金屬的斷裂韌性就應該避免金屬晶體的中位錯，從而使金屬材料相應位錯密度有效降低，加強金屬強度。對此應該利用細晶強化手段，該原理就是經(jīng)過細化晶粒，從而使晶界占據(jù)的比例提升，從而避免位錯滑移，有效加強材料的韌性。

4 結(jié)束語

國內(nèi)機械加工行業(yè)已經(jīng)相對較為成熟，對此在生產(chǎn)時不但要加強產(chǎn)品的質(zhì)量，還應該加強產(chǎn)品的外觀表面質(zhì)量。特別是在機械加工的表面質(zhì)量不斷提升下，對于機械裝置的質(zhì)量提出了嚴格要求?？墒怯捎跈C械加工的表面質(zhì)量提升需要利用熱處理技術(shù)，對此一定要熟練掌握熱處理技術(shù)，對熱處理技術(shù)存在的問題進行處理，實現(xiàn)創(chuàng)新與改進，從而有效提升加工表面質(zhì)量。

參考文獻：

[1]鄭玉皎.機械加工表面質(zhì)量的影響因素及其對策[J].中國科技博覽，2010，（21）.

[2]楊春雷等.淺談機械加工影響配合表面的原因及對策[N].中華建筑報，2013，（10）.