材料成型與控制工程中金屬材料加工技術(shù)探討

劉一鳴

摘 ? ?要：目前在我國(guó)的工業(yè)化發(fā)展的進(jìn)程中社會(huì)主義工業(yè)化的建設(shè)對(duì)其實(shí)現(xiàn)了很好的推動(dòng)作用，促進(jìn)了我國(guó)工業(yè)化的快速發(fā)展，對(duì)于材料成型與控制工程中金屬材料加工技術(shù)來(lái)說(shuō)，在我國(guó)的工業(yè)領(lǐng)域方面中是一項(xiàng)生產(chǎn)各種工業(yè)原料的最基本技術(shù)。基于此，本篇文章對(duì)材料成型與控制工程中金屬材料加工技術(shù)進(jìn)行研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：材料成型與控制;金屬材料;加工技術(shù)

1 ?引言

當(dāng)前，我國(guó)已處于工業(yè)化快速發(fā)展階段，對(duì)金屬材料的需求也在不斷增加，材料成型和控制工程的出現(xiàn)，提高了金屬材料加工技術(shù)水平，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和使用性能，這為我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展、為我國(guó)工業(yè)水平的提升奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2 ?材料成型與控制工藝的概述

材料成型與控制工藝中包含多種加工工藝，它會(huì)根據(jù)金屬原料的性質(zhì)進(jìn)行選擇，有的金屬材料需要通過(guò)多種技術(shù)才能成型。當(dāng)然也需要相關(guān)的研究人員不斷的深入研究分析，進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，選擇恰當(dāng)?shù)某尚凸に嚕岣卟牧系哪湍バ院涂箟盒?，并保證金屬材料的可塑造性。材料成型及控制技術(shù)主要分為鑄造技術(shù)、焊接技術(shù)和鍛壓技術(shù)，它不僅可以適用于制造業(yè)當(dāng)中，還能促進(jìn)能源領(lǐng)域和建筑領(lǐng)域的發(fā)展。

3 ?金屬材料的選材原則

相比單一的金屬材料，金屬?gòu)?fù)合材料選擇中的復(fù)雜性更大。金屬?gòu)?fù)合材料由于物理和化學(xué)性質(zhì)的不同，應(yīng)用范圍及環(huán)境也存在較大差異，加工方式及生產(chǎn)后的零部件性能也會(huì)存在明顯不同。所以，在金屬?gòu)?fù)合材料的選擇上，要結(jié)合產(chǎn)品的具體要求進(jìn)行材料的科學(xué)選用，以此保證產(chǎn)品的最終生產(chǎn)質(zhì)量。以連續(xù)性纖維增強(qiáng)金屬材料為例，在使用該種類(lèi)型材料進(jìn)行加工生產(chǎn)時(shí)，為保證產(chǎn)品質(zhì)量和性能，一般會(huì)采用復(fù)合型加工方式，但單一的復(fù)合型加工方式很難保證產(chǎn)品最終質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)性，這就需要利用一些輔助措施，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行保證，這時(shí)，就需要對(duì)金屬材料的構(gòu)成成分、化學(xué)和物理性能等進(jìn)行分析和掌握，選用合理的輔助手段，提高加工制造質(zhì)量。

4 ?金屬材料的加工特性

金屬特性由金屬組合鍵性質(zhì)決定，金屬材料可在熔融狀態(tài)下與氧等非金屬形成合金。根據(jù)金屬元素添加量，合金可分為二元合金、多元合金。金屬材料加工特性包括鑄造性、切削加工性。

金屬材料切削加工性與金屬材料硬度等因素有關(guān)。加工性與金屬材料的化學(xué)成分、金相組織等因素有關(guān)。切削加工性化學(xué)成分影響包括降低鋼強(qiáng)度的元素S，提高鋼的強(qiáng)度的合金元素。

5 ?新型金屬材料加工方法選擇

新型金屬材料種類(lèi)繁多。金屬材料具有較好的延展性及特有的光澤色彩等。廣泛應(yīng)用的新型金屬材料包括高溫合金、非晶態(tài)合金等。新型金屬材料加工特性體現(xiàn)在鍛壓性、鑄造性。新型金屬材料在機(jī)械設(shè)備制造、航空航天等領(lǐng)域具有巨大的使用空間。應(yīng)用于工程施工的新型金屬材料具備良好的耐磨性，能滿足工程成型質(zhì)量要求。不同金屬材料采用不同的加工技術(shù)，有些特殊金屬?gòu)?fù)合材料通過(guò)增強(qiáng)復(fù)合材料纖維成型加工。其他特殊新型材料成型加工時(shí)需復(fù)雜的技術(shù)，二次加工時(shí)需因材料不同采取措施。

6 ?材料成型與控制工程中的金屬材料加工技術(shù)

6.1 ?粉末冶金成型

粉末冶金成型技術(shù)對(duì)于體積較小，形狀比較規(guī)則的零部件制造來(lái)說(shuō)，適應(yīng)性是非常強(qiáng)的，它早期應(yīng)用于晶須以及復(fù)合材料零部件的制造當(dāng)中。粉末冶金成型技術(shù)應(yīng)用到材料成型與控制工程的金屬材料加工之中后，充分發(fā)揮了自身組織密度高、界面反應(yīng)少的特點(diǎn)，塑造的材料也普遍具有耐磨性強(qiáng)、強(qiáng)度大的特點(diǎn)，因此這種技術(shù)多應(yīng)用于汽車(chē)領(lǐng)域、航天器才領(lǐng)域的材料制造當(dāng)中。

6.2 ?金屬材料機(jī)械加工成型分析

金屬材料加工過(guò)程中最常用的加工技術(shù)便是機(jī)械加工成型技術(shù)。例如進(jìn)行鋁基復(fù)合材料加工，這種材料自身的可塑性強(qiáng)，具有鋁金屬的物理特征，添加其他的混合物進(jìn)行加工后還可以改變自身的整體性能，是一種具有較好延展性的金屬材料。運(yùn)用刀具對(duì)其進(jìn)行加工時(shí)，一般會(huì)采用車(chē)削、銑式、鉆削三種方式。鉆削技術(shù)要求不高，利用麻花鉆頭對(duì)鋁基復(fù)合材料進(jìn)行加工并配合切削液進(jìn)行強(qiáng)化處理即可完成。銑削會(huì)借助粘合劑，在粘合劑的基礎(chǔ)之上進(jìn)行材料的加工工作。車(chē)削式是利用硬合金刀具進(jìn)行材料加工，用乳化液來(lái)冷卻加工過(guò)程中產(chǎn)生的高熱。

6.3 ?鑄造成型法

借鑒鑄造工藝，是生產(chǎn)復(fù)合材料零件的常用方法，必須對(duì)鑄造工藝進(jìn)行改進(jìn)。熔體的黏度隨著增強(qiáng)顆粒加入改變，如增強(qiáng)顆粒與金屬發(fā)生反應(yīng)。在制造形狀復(fù)雜的零件時(shí)采用砂型鑄造等方法。在顆粒增強(qiáng)金屬基符合材料加工中，為防止發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，應(yīng)在熔化時(shí)控制熔化溫度。高溫的碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料界面反應(yīng)導(dǎo)致黏度增大，生成不穩(wěn)定的化學(xué)反應(yīng)物影響材料性能。鋁合金復(fù)合材料鑄造中需精煉鋁溶液，常用的方法是精煉造渣，除去熔體中雜質(zhì)，處理方法不能用于顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料。

6.4 ?擠壓成型

首先在金屬材料擠壓成型技術(shù)應(yīng)用的時(shí)候要在模具中放入需要加工的坯料，通過(guò)加壓的處理，然后這些加入到模具中的坯料在外界壓力的作用下就會(huì)發(fā)生形狀的變化，這樣一來(lái)就能夠獲得所需要的產(chǎn)品。一般來(lái)說(shuō)通過(guò)擠壓成型這項(xiàng)技術(shù)所制造出來(lái)的產(chǎn)品具有較好的塑性，同時(shí)還能夠根據(jù)人們的需求來(lái)制造出不同的形狀，隨著時(shí)間的推移這些形狀也不會(huì)發(fā)生很大的形變，因此在金屬材料的簡(jiǎn)單加工中普遍的受到人們的應(yīng)用和推廣。②拉拔成型。在采用拉拔成型這項(xiàng)技術(shù)的時(shí)候，通常來(lái)說(shuō)也會(huì)將需要加工的坯料放入做到模具中，然后通過(guò)拉拔的方式來(lái)進(jìn)行加工處理，一般來(lái)說(shuō)這些需要加工的坯料就會(huì)在拉力的作用下變成所需要的形狀，然后再通過(guò)加壓處理就能夠得到產(chǎn)品。變形阻力非常小時(shí)利用這項(xiàng)拉拔成型技術(shù)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)所在，但是在采用拉拔成型技術(shù)的過(guò)程中要注意的一點(diǎn)就是對(duì)于坯料的選擇要選取性能非常穩(wěn)定坯料，否則將很難達(dá)到預(yù)期的產(chǎn)品效果。③扎制成型。對(duì)于扎制成型這項(xiàng)金屬材料成型加工來(lái)說(shuō)，其主要原理就是利用扎輪的旋轉(zhuǎn)力來(lái)改變待加工坯料的形狀，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的制造。

7 ?材料成型和控制工程的發(fā)展趨勢(shì)

7.1 ?高效節(jié)能

在工業(yè)化快速發(fā)展的今天，社會(huì)對(duì)金屬材料的需求量不斷增加，對(duì)加工工藝及技術(shù)的要求也在不斷加大，為保證生產(chǎn)質(zhì)量，在材料成型和控制工程中，就有必要對(duì)成型時(shí)間及生產(chǎn)流程進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，但這勢(shì)必會(huì)帶來(lái)能源上的損耗，導(dǎo)致能源浪費(fèi)問(wèn)題的出現(xiàn)?；诖耍诓牧铣尚团c控制工程發(fā)展中，應(yīng)在保證金屬材料加工質(zhì)量及功能的同時(shí)，采取合理方式降低能源損耗，以此提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率及質(zhì)量。

7.2 ?自動(dòng)化發(fā)展

自動(dòng)化是材料成型技術(shù)的必然發(fā)展趨勢(shì)。隨著現(xiàn)代工業(yè)水平的不斷提高，行業(yè)對(duì)材料生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)可靠性與生產(chǎn)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)要求也隨之提高。在這樣的大環(huán)境背景下，實(shí)現(xiàn)材料自動(dòng)化生產(chǎn)勢(shì)在必行。同時(shí)，材料自動(dòng)化生產(chǎn)，還可以有效解決人工操作失誤、生產(chǎn)效率低等突出性問(wèn)題，最終達(dá)到提升生產(chǎn)效率、保障產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

8 ?結(jié)束語(yǔ)

金屬基復(fù)合材料是有價(jià)值的先進(jìn)材料，具有高強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，加工涉及到理化學(xué)、金屬學(xué)等多種學(xué)科，自身發(fā)展空間很大，有待深入研究成型加工工藝，將金屬基復(fù)合材料應(yīng)用于更多領(lǐng)域。

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