材料成型與控制工程中的金屬材料加工分析

黃志強(qiáng)

摘 要：材料成型與控制工程中，金屬材料的加工不僅要考慮原材料的選擇，還要根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際需求，選擇合理的加工技術(shù)?？茖W(xué)合理的加工技術(shù)能夠有效地提升金屬材料的成型質(zhì)量，對(duì)于推動(dòng)行業(yè)的健康發(fā)展意義重大。本文將對(duì)材料成型與控制工程中金屬材料加工的選材要求和加工方法進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：材料成型與控制；金屬材料；選材；加工方法

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，機(jī)械制造行業(yè)也發(fā)生了翻天覆地的變化，材料成型及控制工程的發(fā)展也受到了愈來愈多的關(guān)注和重視。電力行業(yè)、交通行業(yè)等與材料成型與控制工程密不可分，金屬材料的加工也十分重要。

1.材料成型與控制工程中的金屬材料選材要求

生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)要求的不斷提升，對(duì)各種產(chǎn)品使用的金屬材料性能提出了更高的要求。金屬材料要具有良好的耐磨性，硬度要相對(duì)較高，質(zhì)量過硬，滿足實(shí)際的工程需要。但是，金屬材料的這些性能也大大增加了其成型的難度。為了保證金屬材料的成型質(zhì)量，相關(guān)工作人員必須從金屬材料的加工技術(shù)狀況出發(fā)，要充分協(xié)調(diào)產(chǎn)品的使用要素及性能需求。對(duì)于某些金屬材料來說，要在保證產(chǎn)品性能的基礎(chǔ)上順利完成成型工作，就要在二次加工的過程中，根據(jù)不同材料的材質(zhì)選擇合理的技術(shù)措施，要做到具體問題針對(duì)性分析，從而切實(shí)推動(dòng)金屬材料的使用。

材料成型與控制工程中金屬材料的使用過程中必然會(huì)涉及到如焊接技術(shù)和積壓技術(shù)等在內(nèi)的技術(shù)類型。同時(shí)，由于受到技術(shù)水平的限制，加工設(shè)備的性能缺陷，金屬材料的自身結(jié)果等也會(huì)受到不同程度的影響，影響產(chǎn)品質(zhì)量。所有技術(shù)人員要細(xì)致對(duì)待工作，有效避免工作失誤。這就要求所有技術(shù)人員在開工之前，深入了解金屬材料的物理性能或者化學(xué)性能，充分滿足復(fù)核材料的質(zhì)量要求。

2.材料成型與控制工程中的金屬材料加工方法

就目前來說，金屬材料的加工方法可以分為四大類：機(jī)械加工成型方法、積壓成型法、鑄造成型法和粉末冶金成型法。不同金屬加工方法的應(yīng)用范圍不同，效果也存在明顯差異。下文將對(duì)這四種方法進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹和分析。

第一，金屬材料機(jī)械加工成型法。在當(dāng)前的材料成型及控制工程中，金屬石道具是應(yīng)用最為廣泛的切割刀，能夠?qū)Ω鞣N鋁基復(fù)核材料及其他基復(fù)核材料等進(jìn)行精細(xì)加工。采用鋁基復(fù)核材料的道具進(jìn)行加工的形式有三種：銑削形式、鉆削形式和車削形式。首先，銑削形式主要是通過粘合劑和斷面的銑刀對(duì)各種鋁基復(fù)核材料進(jìn)行加工，其中粘合劑要求為1.5%到2.0%比率，斷面銑刀的PCD在8%-8.5%之間。就目前來說，最常用的銑削劑就是SIC顆粒，能夠有效地增強(qiáng)鋁基復(fù)核材料的性能，之后便可以合理利用切削液進(jìn)行冷卻。其次，鉆削是利用麻花鉆頭對(duì)各種鋁基復(fù)核材料進(jìn)行加工，鉆削顆粒有B4C顆粒、SIC顆粒等，在適當(dāng)?shù)耐馇邢饕鹤饔孟拢鰪?qiáng)復(fù)核材料的性能。再次，車削主要是指利用硬合金刀具進(jìn)行切割，并利用乳化液對(duì)材料進(jìn)行冷卻處理。常用的車削復(fù)核材料有A1和SIC復(fù)核材料。

第二，擠壓與鍛模成型法。在金屬材料的加工成型過程中，模具最好不要與金屬材料發(fā)生直接接觸，否則加工過程中很容易會(huì)因?yàn)槟Σ潦箷x升材料的表面留下痕跡，影響金屬材料的外觀及質(zhì)量情況。因此，金屬材料的實(shí)際加工過程中可以在模具的表面涂潤(rùn)滑劑等，有效地降低摩擦力和壓力。相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在模具表面加涂潤(rùn)滑劑后，金屬材料與模具之間存在的壓力與涂潤(rùn)滑劑之前相比降低了35%左右，效果十分明顯。另外，在金屬材料中增加一些顆粒添加劑，能夠有效地降低金屬材料的自身可塑性，金屬材料的抗變形性也會(huì)大大提升。此時(shí)，相關(guān)工作人員可以提高擠壓的溫度，從而讓金屬材料和增強(qiáng)顆粒能夠更好地融合在一起，提高融合效率和效果，推動(dòng)金屬?gòu)?fù)合材料的快速成型。金屬材料的加工過程中要充分考慮增強(qiáng)材料的效果，從而合理選定其在復(fù)核材料中的比例，有效地促進(jìn)金屬?gòu)?fù)合材料的迅速成型。一般來說，如果添加的增強(qiáng)材料較少，那么相關(guān)人員可以通過提高擠壓的速度來提升融合的效率；如果添加的增強(qiáng)材料較多，那么工作人員要合理控制加壓速度，從而保證成型工作。如果加工過程無法有效地控制擠壓速度，金屬材料很容易出現(xiàn)橫向聚紋，也會(huì)影響材料的質(zhì)量。

第三，鑄造成型法。金屬?gòu)?fù)核材料的生產(chǎn)過程中，鑄造成型技術(shù)的應(yīng)用相對(duì)廣泛。金屬?gòu)?fù)核材料中加入增強(qiáng)顆粒之后，溶體的粘度、流動(dòng)性會(huì)提升，其本質(zhì)特性會(huì)發(fā)生相應(yīng)地改變。為此，工作人員必須嚴(yán)格控制融化溫度和保溫的時(shí)間。另外，添加的增強(qiáng)材料很容易發(fā)生界面反應(yīng)，溶體的粘度很容易提高，影響澆筑結(jié)果。工作人員可以精煉，添加適量變質(zhì)劑。

第四，粉末冶金成型法。最早期來說，技術(shù)人員多利用粉末冶金成型技術(shù)處理顆粒復(fù)合零部件等，同時(shí)該技術(shù)能夠?qū)δ切┏叽巛^小、精密度較高的零部件應(yīng)用效果明顯。該技術(shù)的增強(qiáng)相分布均勻且可以調(diào)節(jié)，組織精密，同時(shí)界面反應(yīng)相對(duì)較少。部分公司已經(jīng)將粉末冶金成型技術(shù)應(yīng)用于多種產(chǎn)品的制造過程之中，如自行車零件、支撐設(shè)備架或者自行車架中。另外，該技術(shù)的比強(qiáng)度、耐磨性較高，在航線器材領(lǐng)域應(yīng)用也較多。除了上述技術(shù)之外，隨著科技水平的不斷提升，金屬材料的加工技術(shù)也呈現(xiàn)多樣化發(fā)展，為相關(guān)行業(yè)的產(chǎn)品制造提供了重要的技術(shù)支撐。

3.總結(jié)

由于金屬材料的特殊性能，其加工過程的難度較大。為了提升技工質(zhì)量，相關(guān)工作人員必須高度重視金屬材料的預(yù)加工、加工過程及加工完成后的處理工作，要做好金屬?gòu)?fù)合材料的選材，同時(shí)也要依據(jù)金屬材料結(jié)構(gòu)等不同條件采取合理的成型技術(shù)。在金屬材料的加工成型過程中，工作人員要采取適當(dāng)?shù)姆椒òㄔ黾宇w粒劑等提升產(chǎn)品質(zhì)量。另外，金屬材料的加工過程中還要尤其注意添加劑（顆粒物）的使用，要注意用量，控制擠壓速度等，保證產(chǎn)品成型。這對(duì)于我國(guó)金屬產(chǎn)品質(zhì)量的提升具有十分重要的意義，也有利于提高我國(guó)金屬產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

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（作者單位：遼寧科技學(xué)院）