淺談鋁合金加工變形控制

肖麗媛，曹媛媛，郭西園

（山西航天清華裝備有限責(zé)任公司，山西 長治 046012）

鋁合金材料能夠適用于各種高溫環(huán)境，耐高溫性能非常高，且具有很強的導(dǎo)電性能，對施工環(huán)境的要求不是很高。但是在對鋁合金材料進行安裝與應(yīng)用的時候，仍然存在著諸多的問題，在溫度適宜的情況下，鋁合金材料內(nèi)部應(yīng)力值變化非常大，在這個時候，不能對正在進行應(yīng)力值變化的鋁合金材料進行內(nèi)部觀察[1]。通常來說，鋁合金材料一旦出現(xiàn)應(yīng)力值變化，那么就會持續(xù)保持在這一狀態(tài)，適量的清除鋁合金材料后，能解決內(nèi)部應(yīng)力值變化問題，使其內(nèi)部的應(yīng)力位置重新分布，從而使鋁合金零件出現(xiàn)嚴(yán)重變形[2]。

1 鋁合金材料加工變形的研究前提

鋁合金材料本身具有很多的優(yōu)勢，如重量比較輕、有較高的防腐性能以及導(dǎo)熱性等。通過對鋁合金材料材質(zhì)的分析與研究可以得知，這一材料耐高溫性比較強，可以適應(yīng)各種高溫環(huán)境。不過，在對鋁合金材料進行應(yīng)用加工的時候，仍然會出現(xiàn)一些問題，比如鋁合金的變形問題。導(dǎo)致鋁合金材料在加工時出現(xiàn)變形的因素有很多種，在進行加工的時候，因為加工部件內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)不均勻，所以鋁合金材料內(nèi)部壓力會發(fā)生一定程度的變化，在材料內(nèi)部壓力變化的時候，部件內(nèi)部的平衡將會被打破，部件內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)也會出現(xiàn)變化，且會受到外部作用力的影響，從而導(dǎo)致鋁合金材料出現(xiàn)變形，嚴(yán)重影響鋁合金材料質(zhì)量，使其使用壽命大大降低。

2 鋁合金加工變形因素

導(dǎo)致鋁合金在加工的過程中出現(xiàn)變形的因素有很多，主要包括有機床、夾具、刀具、切削參數(shù)、材料特性以及切削工藝，且還包含著溫度、通風(fēng)以及振動等一系列隨機因素。機床的影響主要有定位的精度以及剛度，其中，定位精度的影響是最大的；夾具的尺寸以及夾緊力也會給鋁合金材料的加工帶來影響，如果尺寸及夾緊力不合理的話，那么將會導(dǎo)致加工變形現(xiàn)象的發(fā)生。刀具對鋁合金材料加工變形的影響是非常大的，刀具的刃數(shù)參數(shù)、材質(zhì)以及道具的剛性，直接影響著鋁合金材料加工效果，如果刀具選擇不合理的話，那么也會導(dǎo)致鋁合金材料變形現(xiàn)象的發(fā)生。而鋁合金材料本身特性的影響，主要是由于材料本身具有一定的剛性、內(nèi)應(yīng)力以及塑性，而剛性以及內(nèi)應(yīng)力則會影響鋁合金部件的加工變形。

3 擠壓鋁合金在機械加工過程中產(chǎn)生變形的主要原因和特點

（1）鋁合金在機械加工過程中產(chǎn)生變形的主要原因。通過相關(guān)研究可以發(fā)現(xiàn)，在對鋁合金材料進行切削加工的時候，如果其溫度過高或者切削力過高的話，也會大大增加鋁合金材料的變形幾率。在進行鋁合金零部件制造加工的過程中，如果按壓的速度比較慢，那么將會導(dǎo)致材料在擠壓機出口的時候溫度過高，很難達到標(biāo)準(zhǔn)溫度要求，導(dǎo)致零部件無法完成凝固，一直處在半凝固狀態(tài)，而在這時，如果生產(chǎn)現(xiàn)場沒有良好的通風(fēng)條件，零部件的溫度就得不到有效降低，那么零部件就會出現(xiàn)變形問題。由此可以看出，高溫與通風(fēng)問題也是導(dǎo)致鋁合金材料在加工生產(chǎn)時出現(xiàn)變形問題的主要原因。

（2）鋁合金在機械加工過程中產(chǎn)生變形的特點。在采用鋁合金材料來進行零部件加工制造的時候，通過對中鋁型材的擠壓加工，能夠生產(chǎn)出結(jié)構(gòu)形式比較簡單的鋁合金型材，如棒式、管式以及線式鋁合金型材，可以應(yīng)用這些型材來對結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的鋁合金部件進行生產(chǎn)加工。

4 鋁合金加工變形控制措施

（1）采用先進的加工技術(shù)。在對鋁合金材料進行加工的過程中，由于加工零件在切割時的溫度比較高，所以應(yīng)當(dāng)對切割力度進行合理的控制，應(yīng)當(dāng)積極引進先進的鋁合金材料零件加工工藝，并對加工工藝進行合理的使用。

這樣能夠有效防止鋁合金材料在加工過程中出現(xiàn)變形，確保鋁合金零件能夠順利、高質(zhì)量完成生產(chǎn)。

（2）利用熱處理技術(shù)。鋁合金材料在實際加工的時候，會產(chǎn)生一定的應(yīng)力值，而應(yīng)力值的出現(xiàn)將會給加工零件的質(zhì)量帶來極大的影響，為了使零件質(zhì)量得到有效的保障，防止鋁合金材料變形現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的措施來對產(chǎn)生的應(yīng)力進行消除。熱處理方法是最為常見的一種應(yīng)力消除方法，在對該方法進行使用的時候，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際情況來對熱處理方法進行合理的選擇與優(yōu)化。

（3）利用切削刀具解決鋁合金的變形。鋁合金材料本身所具有的高導(dǎo)熱特性，在實際加工過程中會導(dǎo)致加工件的溫度上升速度過快，從而導(dǎo)致加工件出現(xiàn)變形。所以，在進行鋁合金材料切削加工之前，需要選擇質(zhì)量較高的刀具，并綜合考慮刀具的直徑、刃數(shù)以及螺旋角參數(shù)是否能夠符合切削要求，利用切削刀具來對鋁合金材料的變形問題進行解決，以防止鋁合金材料在實際加工的時候出現(xiàn)變形。

（4）利用冷處理技術(shù)。在進行鋁合金材料加工的時候，合理利用冷處理方式能夠有效防止加工偏差問題的出現(xiàn)。冷處理的原理主要是通過振動來產(chǎn)生能量，從而驅(qū)動組件的移動。在這一過程中，振動強度的不同也會帶來不同的驅(qū)動效果，會使原來的分散組件恢復(fù)到原來的位置，從而使零部件內(nèi)部的穩(wěn)定性得到有效提高，以防止零部件變形現(xiàn)象的發(fā)生。

（5）裝夾方式。根據(jù)生產(chǎn)零件的自身特點，來選擇最為合適的裝夾方式。如果零件的尺寸比較大，那么就需要選擇真空裝夾方式，而如果零件的尺寸比較小，那么則需要選擇虎鉗裝夾方式，這樣能夠有效保證剛性以及穩(wěn)定性，進一步提高鋁合金零件的加工效率及加工質(zhì)量，防止鋁合金材料變形問題的發(fā)生，且能夠有效降低勞動強度以及加工成本。

（6）解決鋁合金硬鋁板料變形的實例。淬火技術(shù)是鋁合金材料加工過程中的一種十分常見的技術(shù)，鋁合金硬鋁板料在接受淬火處理的時候，其內(nèi)部應(yīng)力會大幅上升，由于板材內(nèi)部應(yīng)力與板材厚度是成正比的，所以板材厚度的增加，也會使板材內(nèi)部應(yīng)力提升。在實際加工的時候，如果不對板材內(nèi)部應(yīng)力采取相應(yīng)的措施，那么在使用的時候?qū)⒑苋菀壮霈F(xiàn)板材變形問題。

5 結(jié)語

總之，在材料制造業(yè)中，鋁合金材料的變形問題是一種非常常見的問題，導(dǎo)致鋁合金材料在實際加工中出現(xiàn)變形的原因有很多，其中最為主要的就是加工時的加工工藝使用不合理。

為了使鋁合金材料加工變形問題得到有效控制，使材料變形幾率得到有效降低，應(yīng)當(dāng)加強對先進技術(shù)方案的采用，使工業(yè)生產(chǎn)水平以及鋁合金材料加工水平得到有效提高。所以，不管是現(xiàn)在還是未來，在對鋁合金材料進行加工的時候，都必須要對加工工藝進行不斷的優(yōu)化，以防止鋁合金材料在加工過程中出現(xiàn)變形問題。