淺析新型金屬材料的成型加工技術(shù)

汪雨佳，樊 琦

（撫州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西 撫州 344000）

如今，新的金屬復(fù)合材料已被大量使用。雖然復(fù)合材料的成本和應(yīng)用技術(shù)要求非常嚴(yán)格，但其材料性能比常見的金屬材料具有更好的性能特點，已經(jīng)成為成為工程建設(shè)的必不可少的材料之一[1]。

另外，越來越多的零件由新的金屬材料制成，這也產(chǎn)生了許多先進(jìn)的成型加工加工技術(shù)[2]。在新時代的發(fā)展下，如何進(jìn)一步完善新型金屬材料成型加工的開發(fā)和應(yīng)用，是當(dāng)前材料領(lǐng)域時刻關(guān)注的焦點。

1 新型金屬材料成型加工技術(shù)現(xiàn)狀

雖然新型金屬材料成型加工技術(shù)發(fā)展迅速，其研發(fā)的各種成果和它的詳細(xì)的操作性能得到了研究所的研究人員和相關(guān)領(lǐng)域的專家的一直贊同，但大多數(shù)企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者并不知曉新型金屬材料成型加工技術(shù)的關(guān)鍵所在，受專業(yè)限制，使新型金屬材料成型加工技術(shù)在根本上無法快速進(jìn)步[3]。從長遠(yuǎn)來看，它將對新金屬材料的成型技術(shù)產(chǎn)生負(fù)面影響?？梢钥闯觯陆饘俨牧铣尚图庸ぜ夹g(shù)的總體情況需要得到根本上的分析，特別是其特點和如何進(jìn)行選擇是關(guān)注的焦點，為今后新金屬材料成型加工技術(shù)地改進(jìn)和材料的應(yīng)用鋪平道路[4-6]。

1.1 新型金屬材料成形技術(shù)的特點

①新型金屬材料具有內(nèi)在的特點，例如更好的延展性，更活潑的化學(xué)性質(zhì)，獨特的光澤和顏色。當(dāng)前，應(yīng)用最多的的新型金屬材料是形狀記憶合金，高溫合金，儲氫合金和非晶合金。②新型金屬材料也具有加工的特點，主要用于焊接。當(dāng)沒有氣孔和裂縫時，具有收縮小，導(dǎo)熱性好的特點；鍛造性，可以承受塑性變形，同時有效地減輕沖擊帶來的壓力等。

1.2 新型金屬材料成型技術(shù)的選擇原則

在不同程度上改進(jìn)成型加工技術(shù)，達(dá)到新金屬材料成型加工技術(shù)的積極作用的目的，有必要了解和應(yīng)用相關(guān)的材料選用原則。例如，不同類型的金屬材料加工工藝和成型加工技術(shù)是不一樣的[7]。例如，連續(xù)纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料（CFMMCs）組件需要使用更多技術(shù)和步驟。也是因為每一個細(xì)微的技術(shù)或輕微的遺漏都可能改變金屬基復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)[8]。在材料和技術(shù)的選擇上，研究員和工作人員需要按照新金屬材料的特性并根據(jù)材料選擇的原則做出符合科學(xué)邏輯的決策。

2 新金屬材料的成型加工的原則

新型金屬材料廣泛應(yīng)用于工程建筑，機(jī)械設(shè)備，航空航天等領(lǐng)域。它們通常具有良好的耐磨性和高硬度，以達(dá)到不同的工程建設(shè)要求和機(jī)械化生產(chǎn)的合格要求。然而，新金屬材料的這種特性給其成型過程增加了許多的難度。比如說，金屬材料的較高硬度會使它們難以在普通鍛造環(huán)境中變形，這使得難以將它們打造為某種形狀或尺寸的工業(yè)配件。每種金屬材料有著各自的特點，市場對金屬材料成型后的質(zhì)量和性能也有著不一樣的技術(shù)要求。所以，按照金屬材料的不同特性，通常采用不同的成型技術(shù)。比如，一些特殊金屬材料的二次成型只能通過纖維增強(qiáng)來實現(xiàn)。所以，在實際形成新型金屬材料的過程中，必須根據(jù)材料的特性采用特定的工藝方法，有效地促進(jìn)新型金屬材料的形成。

新型金屬材料的二次成型工藝是一個非常復(fù)雜和精細(xì)的工藝，通常包含復(fù)雜的加工技術(shù)，如焊接，鑄造，按壓，超級成型等。

在真實狀態(tài)下的的成型加工工藝過程中中，一旦操作人員出現(xiàn)重大操作失誤，即使出現(xiàn)小錯誤，也會為金屬材料的的成型加工技術(shù)到來非常大的影響。例如，在鑄造過程中，如果不仔細(xì)控制鑄造模具的尺寸和規(guī)格，成型后的成品金屬制品的質(zhì)量和規(guī)格將不能滿足零件的要求，這不僅會帶來巨大的成本損失還會造成巨大的成本浪費，還會波及到工程的進(jìn)行周期或機(jī)械設(shè)備的制作進(jìn)度，并增加制造或制作周期。所以，在形成新的金屬材料之前，研究人員需要對金屬材料的化學(xué)和物理性質(zhì)進(jìn)行徹底的研究和分析，以便能夠根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件分析具體問題并處理不同的金屬材料。

3 新金屬材料成型工藝的技術(shù)應(yīng)用

3.1 粉末冶金

粉末冶金技術(shù)可以有效地完成零件的制造，形狀更小，尺寸更小，精度更高。由于該技術(shù)可以在相對較小的范圍內(nèi)控制界面反應(yīng)，因此它還可以完成一系列操作，例如顆粒制造，復(fù)合材料部件制造和金屬基復(fù)合材料的速度增強(qiáng)。

在實際應(yīng)用中，有關(guān)的操作人員可以按照企業(yè)要求的的零件的詳細(xì)情況，增加相應(yīng)物質(zhì)的含量，并調(diào)整相應(yīng)物質(zhì)的含量，例如，有效控制顆粒含量將超過超過半個部分的作為一個整體。由于采用粉末冶金技術(shù)，可以提高成型和制造過程的高精度，并且可以改善部件的精細(xì)結(jié)構(gòu)。

例如，在自行車車架和設(shè)備支撐架的制造過程中，DWA公司在美國已充分應(yīng)用粉末冶金技術(shù)。

3.2 鐵鑄成型

我國鑄鐵技術(shù)在進(jìn)步階段中持續(xù)改進(jìn)。在這個階段，整體鑄鐵技術(shù)水平得到了明顯增高，并已大量應(yīng)用于各個領(lǐng)域的制造和生產(chǎn)進(jìn)程中。

該技術(shù)不但能夠完成傳統(tǒng)的零件成型和加工，還可以廣泛應(yīng)用于復(fù)合零件的制造和生產(chǎn)過程。但是，隨著實際加工要求的不斷提高和整個工藝日益復(fù)雜化，使用鑄鐵進(jìn)行有關(guān)的成型加工已經(jīng)不能滿足實際加工和成型的要求。在這種情況下，研究人員一定要按真實狀況對鑄鐵技術(shù)的應(yīng)用方法和詳細(xì)的參數(shù)設(shè)置設(shè)置進(jìn)行大范圍的改進(jìn)和變革。完全考慮高溫影響的材料化學(xué)性質(zhì)的變化，材料顆粒增加引起的熔體粘度和流動性的增加。

3.3 機(jī)械鑄造

機(jī)械的成型加工的特點是效率高和快速成形。它可以通過鉆孔，車削，銑削等操作迅速完成金屬基復(fù)合材料的成型加工過程。在整理鋁基復(fù)合材料的過程中，金剛石道具可根據(jù)實際需要用于不同種方法的加工操作。

（1）在銑削過程中，需要端銑刀，聚乙烯切削刀和使用16-21%的粘合劑。在銑削操作的步驟之前需要進(jìn)行冷卻操作，可以有效地使用切削液冷卻，然后結(jié)合實際情況添加一定量的銑削石粒。

（2）平常，要通過機(jī)械方式完成車削這個步驟，在進(jìn)行過程中必須選擇硬度系數(shù)較大的材料，然后使用乳化劑快速進(jìn)行冷卻操作。

4 結(jié)語

作為一種現(xiàn)代先進(jìn)材料，在實際生活中，新型金屬材料具有范圍更大的使用價值，其高模量，高韌性和高強(qiáng)度的特點使其更具可行性。

作為一個二次加工過程，成型加工涉及冶金，化學(xué)，物理等不同的門類，這使得有必要對成型過程進(jìn)行更深層次，更大量的研究。