試論材料成型與控制金屬材料加工

云璐

摘 要：自工業時代開始，金屬材料加工變成經久不衰的重要產業，在工業發展中占有重要地位。智能化與機械化的到來，使原始的金屬材料加工工藝必須面臨改變，提高現有企業生產力與加工技術，強化材料成型與控制水平尤為重要，因此本文就材料成型與控制金屬材料加工展開探究，并總結出材料成型與控制金屬材料加工的重要性及意義。

關鍵詞：材料；成型；控制；金屬材料；加工

現代社會發展使金屬材料的應用范圍更加廣泛，材料加工工藝的重要性日漸凸顯，由于金屬材料加工行業的特殊性，使金屬材料加工無法做到全自動化發展，必要時刻仍需采用手動加工，提升材料的成型與控制，依舊是當前金屬材料加工面臨的主要問題。

一、金屬液態成型

（一）金屬材料在液態下成型的基本優勢

1.適應性廣

金屬液體成型具有一定的優勢，尤其體現在適應性方面，處于液體狀態下的金屬性狀并不穩定，容易被定型，同時金屬材料液態后，融合性較好，可添加部分材料，以便用于特殊方面，也可對其進行碾壓鑄造，因而具有較強的適應性，應用范圍相對廣泛。

2.成本較低

液態金屬的另一優勢主要體現在成本方面，是諸多成型方式所不具備的，由于不需要較為繁瑣的環節，也不需要進行不必要的修改，在加工期間，僅需要較少的設備，即可對其進行鍛造，首先在人力資源上便能夠進行節省，其次在材料的使用上，液態屬于金屬的原始形態，不需要添加較多的添加劑，因此也在添加劑方面構成節省，最后液態金屬的管理與保藏相對簡單，不需要消耗較高的資金，也是降低成本的主要原因。

（二）液態成型存在的不足

首先在鑄造的整體結構上，晶體與其余成型方式相比，較為粗糙，不應在對細節要求較為嚴格的方面進行使用，同時在進行成型階段，需要進行冷卻，而冷卻對于時間與穩定的掌握較為重要，原始材料的質地也對成型的冷卻產生影響，任何細小的誤差，都將導致表面產生較多的孔洞。

現代的鑄造技術基本以半自動化與半手工為主，自動化仍然無法完全替代手工鑄造，所以在切削過程中，液態成型的金屬相對難度較高，其原因是在進行加工壓縮過程中，壓力的沖擊使原始的受熱不均勻，產生偏差壓，切削過程中極易壞損而不容易進行二次修復。

（三）砂型鑄造的工藝

砂型鑄造工藝較為普遍，根據用途與材料要求的不同，砂型主要可使用手工鑄造，也可進行機械鑄造，手工鑄造主要應用于細小零件，對于細節追求較高的零件均采用手工鑄造，手工鑄造工序較為簡單，所使用的設備也相對較少，對鑄造人員的技術要求較高，但相比于機械鑄造，手工鑄造具有更強的靈活性與便捷性，在一定程度上提高了鑄造工藝，手工鑄造存在的問題是速度相對較慢，數量較少，無法在短期內批量鑄造，機械鑄造則有效的解決了該問題。

砂型機械鑄造主要用于大規模的鑄造生產，需要經過設計、定型與壓縮等工序，工序較為繁瑣，且使用的加工設備較多，在一定程度上無法鑄造的基本質量，同時消耗的成本也有所增加，機械鑄造的零件相對較為整齊，適宜備用與更換，在使用范圍上，機械鑄造具有更好的優勢。

二、材料成型方法選擇的依據

（一）零件類別

功能、使用要求及其結構、形狀、尺寸、技術要求等根據零件類別、用途、功能、使用性能要求、結構形狀與復雜程度、尺寸大小、技術要求等，可基本確定零件應選用的材料與成型方法。

（二）零件的生產批量

零件的生產批量受到諸多因素的影響，首先數量對零件批量生產的影響，小批量的零件生產，一般不考慮采用大型設備進行，主要是在成本與生產的便捷性方面進行考慮，手工鑄造是小批量生產的最佳選擇。毛坯產生周期相對較短，能夠節省較多的時間，同時小批量零件一般不需要進行焊接與其余作業方式，因而手工鑄造最有效的方式。

在大批量生產的情況下，使用機械鑄造更加節省成本，并且生產速度較快，能夠使零件在短期內進行使用，在材料的消耗方面，機械鑄造也能進行制約，由于機械鑄造的工序較多，需要按流程進行零件的生產，因而，在鑄造時，精準度更高，能準確的測算出材料的使用數量，不需要進行預先加工，進而避免了材料的浪費，通常情況下，大批量零件均需要進行焊接與壓縮，機械鑄造也為零件的焊接提供了基本的便利條件。

（三）現有生產條件。

現有生產條件是制約生產的主要因素，相關的設備與人員的技術，是生產的核心，正常情況下，企業的生產條件均能滿足生產供應方的需求，在無法滿足基本生產的情況下，可對設備進行及時的更換與升級，人員方面也可進行充分調整，相關的技術升級也不容忽視，通過多方面的改革，增強現有的生產條件與能力。

三、等靜壓工藝流程及設備類型及特點

（一）工藝流程

粉體預處理，對瘠性粉料等靜壓成型工藝也需要對粉體進行預處理，通過造粒工藝提高粉體的流動性，加入粘結劑和潤滑劑減少粉體內摩擦力，提高黏結強度，使之適應成型工藝需要。裝料應盡量使粉料在模具中裝填均勻，避免存在氣孔，加壓時應求平穩，加壓速度適當，針對不同的粉體和坯體形狀，選擇合適的加壓壓力和保壓時間，同時選擇合適的卸壓速度。

（二）等靜壓設備

常用的冷等靜壓機的工作壓力可高達6500kgf/cm2。按照容器密封結構不同，冷等靜壓機可分為螺紋式和框架式兩類。螺紋式冷等靜壓機結構簡單，但操作勞動強度大，使用過程螺紋磨損嚴重。框架式冷等靜壓機，設備雖然復雜，但安全可靠，操作簡便。

四、結語

材料成型在各階段對技術人員技術水平的要求極高，從設計到加工完成，零件的成型方法均起到決定性作用，零件成型方式受到諸多方面因素的影響，其中零件的材料與用途是最主要影響因素，早期的零件成型對技術尚未有較為嚴格的要求，隨著市場范圍的不斷增加，產量對于企業而言極為重要，在一定程度上也迫使企業必須在零件成型的工藝與技術方面不斷精進，并走向成熟。

參考文獻：

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