淺析金屬材料工藝種類及加工方法思考

黃維鴿

（新疆工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 830022）

不同的金屬材料其元素、化學(xué)元素不同，使得其力學(xué)特點(diǎn)、物理屬性等有著較大差別。此外，不同的金屬材料其加工種類也不同。因此，在金屬材料加工中應(yīng)選擇不同的工藝種類與方法，才能確保金屬材料的有效利用，發(fā)揮其應(yīng)有有作用。

1 金屬材料工藝種類

1.1 鑄造工藝

鑄造工藝原理是把金屬加熱熔化倒入砂型或模子里，形成液態(tài)形式。隨后，按照工藝要求展開生產(chǎn)制造的工藝形式。應(yīng)用時(shí)還需要滿足金屬條件要求，對其工藝要求較為嚴(yán)格。鑄造根據(jù)材料與澆注形式可以劃分成：砂型鑄造與特殊鑄造。我們常見的鑄造材料分為鑄鐵、鑄鋼、鑄鋁、鑄銅。一般會(huì)結(jié)合應(yīng)用要求、使用年限、經(jīng)濟(jì)投入等選取鑄件材料。

1.2 焊接工藝

在材料生產(chǎn)加工中，通過焊接工藝加工成為目標(biāo)成品，在工藝生產(chǎn)中具有重要作用。焊接性是代表材料對焊接工作的適應(yīng)性，衡量材料在一定焊接工藝狀態(tài)下得到優(yōu)秀接頭的難易度與接頭是否可以在一定條件下穩(wěn)定運(yùn)行。焊接包括工藝焊接與應(yīng)用焊接兩種。金屬材料焊接性不只和材料自身有著密切聯(lián)系，也與較多焊接工藝要求相近?；诓煌附庸に嚑顟B(tài)下，相同材料有著不同的焊接性。此外，新焊接形式的出現(xiàn)、材料與工藝的優(yōu)化，部分焊接性低的金屬材料，也是焊接性好的材料。

1.3 切削工藝

切削工藝是利用刀具或砂輪等削去工件的一部分。伴隨著切削速度的提升，提升大約達(dá)到5～10倍。一定時(shí)間中的材料削切率得到了提升，能夠達(dá)到正常切削的3～6倍。在切削過程中，當(dāng)切削提高到一定參數(shù)后，切削力能夠減少到30%，特別是徑向切削力的降低，有助于提升薄壁細(xì)肋件等剛性差構(gòu)件的高速精密加工效果。在高速切削過程中，元件處于冷卻狀態(tài)。所以，適合應(yīng)用在熱變形構(gòu)件中。

1.4 鍛壓工藝

鍛壓工藝具有適用范圍廣、適合應(yīng)用到全部金屬材料，鍛壓配合CNC加工滿足全部構(gòu)件功能。鍛壓工藝要求符合金屬材料條件要求，才能確保具有防沖擊效果。鍛壓工藝要求嚴(yán)格應(yīng)規(guī)范加工制造；還應(yīng)結(jié)合金屬材料特征滿足鍛壓工藝要求。鍛壓產(chǎn)品有著較強(qiáng)的定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、精密性，配合CNC加工能夠節(jié)省較多經(jīng)濟(jì)投入。鍛壓產(chǎn)品外觀應(yīng)盡可能防止尖角過渡，建議圓角在R0.3以上。鍛壓產(chǎn)品外觀構(gòu)成為：鍛壓工藝成型，設(shè)計(jì)中影響因素較少。不過，外觀若想要達(dá)到多元效果，還應(yīng)用注重工藝可行度。

2 金屬材料加工方法分析

金屬材料加工中應(yīng)結(jié)合材料不同屬性與特征，結(jié)合生產(chǎn)加工要求，制定可行性加工方法。接下來，筆者結(jié)合多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，就金屬材料加工方法進(jìn)行簡要分析。

2.1 熱處理方法

該種加工方法原理是把金屬材料放進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)介質(zhì)內(nèi)，隨后進(jìn)行加熱或冷卻形式讓金屬材料屬性發(fā)生變化，同時(shí)做好性能控制?，F(xiàn)階段，熱處理的應(yīng)用范圍較廣，成為金屬材料工藝加工常見方法，具有重要作用。金屬材料應(yīng)用熱處理工藝方法為：加熱→保溫→冷卻。在加熱時(shí)應(yīng)避免金屬材料與大氣充分接觸，尤其是氧氣，不利于金屬材料加熱。因此，做好金屬材料保護(hù)與封閉；做好氣溫控制。因?yàn)?，只有做好氣溫掌控才可以保證后續(xù)生產(chǎn)加工的順利進(jìn)行。熱處理中金屬材料的不一使得氣溫不斷變化，在材料有效溫度控制中做好內(nèi)部、外部溫度變化控制，確保金屬材料變化良好。冷卻在一定程度上影響工藝差別。因此，在熱處理中也是關(guān)鍵環(huán)節(jié)具有重要影響。具體材料加工中，冷卻工藝容易受到熱處理工藝制約而出現(xiàn)不同。

2.2 金屬材料切削工藝方法

切削也是金屬材料加工中的主要形式。高速切削因?yàn)榍邢魉俣瓤焖?，因此，生成的碎屑在未接觸到元件時(shí)被吹走，讓元件一直處于冷卻環(huán)境下，確保元件不會(huì)由于溫度影響導(dǎo)致元件狀態(tài)變化。該種工藝方法經(jīng)濟(jì)投入少，能夠確保元件加工中的高準(zhǔn)確性。

高速切削加工形式也要注意工具的使用。由于工具處于快速狀態(tài)下溫度升高，對其自身影響較大。因此，想要確保構(gòu)件質(zhì)量還需要做好工具選擇。同時(shí)，確保工具硬度、耐熱點(diǎn)。筆者建議：PCBN刀具、圖層硬質(zhì)合金刀具、新型硬質(zhì)合金、陶瓷刀具都能夠滿足高速切削要求。

該種加工方法不同于其他工藝技術(shù)，高速切削能夠?qū)?jiān)硬金屬材料進(jìn)行加工制造。在使用時(shí)應(yīng)注意操作的有序性并如實(shí)記錄材料的利用，為后續(xù)工藝加工奠定基礎(chǔ)并作為依據(jù)。

2.3 溫?cái)D壓成形加工

該種加工技術(shù)是按照金屬材料的塑形成形特征，把金屬材料放進(jìn)模型內(nèi)通過外力展開擠壓，讓金屬材料生成模型的形狀。該種工藝方法的關(guān)鍵在于擠壓模型的設(shè)計(jì)，要求模具能夠控制金屬材料，避免較大流動(dòng)性。當(dāng)受到擠壓后，金屬材料塑形得到提升。因此，模具大小、精度、形狀等具有重要作用。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對模具承載的壓力參數(shù)有準(zhǔn)確的掌握、做好壓力機(jī)、模具結(jié)構(gòu)、擠壓工藝、設(shè)計(jì)流程等選擇。溫?cái)D壓工藝方法中，將形成較高擠壓溫度；當(dāng)溫度升高后會(huì)減少擠壓力；在達(dá)到限定熱量后，則會(huì)讓金屬外層開裂繼而導(dǎo)致組織較大問題。因此，最佳溫度應(yīng)在150～190℃，大約降低擠壓力10%。擠壓模型一直處于高溫度環(huán)境下，其硬度、強(qiáng)度將會(huì)發(fā)生改變。對此，會(huì)減少模具應(yīng)用年限。針對這一問題，筆者建議選擇壓縮空氣形式冷卻模具凹凸位置的溫度，繼而達(dá)到降低溫度的效果。

3 結(jié)語

總而言之，工藝技術(shù)的進(jìn)步使得金屬材料加工工藝趨向多樣化發(fā)展。同時(shí)，對工藝加工要求也越來越嚴(yán)格，要求提升金屬材料穩(wěn)固性。對此，只有做好工藝技術(shù)方法控制，才能更好的推動(dòng)行業(yè)進(jìn)步發(fā)展繼而帶動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)步。

[1]程永紅.金屬材料磨損失效及防護(hù)的探討[J].中國金屬通報(bào)，2017（08）.

[2]范瑞成，張瑋琦，王永旺，陳東，張?jiān)品?耐鹽酸腐蝕的金屬材料[J].中國錳業(yè)，2017（04）.