材料成型與控制工程中的金屬材料加工分析

褚春剛 賈方振

摘要：隨著我國科技水平的逐漸提高，制造業(yè)取得了迅速發(fā)展。在制造行業(yè)的不同領(lǐng)域中，金屬材料是使用最為廣泛的一種材料。我國建筑工程和汽車輪船等領(lǐng)域?qū)饘俨牧系男枨筝^多，因此對金屬材料的質(zhì)量和數(shù)量的選擇較為嚴格。如果在金屬材料的后續(xù)加工過程中能對各個環(huán)節(jié)進行監(jiān)督，不僅可以提高金屬材料和零件的質(zhì)量，還可以促進我國制造業(yè)甚至其他行業(yè)的發(fā)展，有助于我國提高綜合國力和經(jīng)濟水平。

關(guān)鍵詞：材料成型;控制工程;金屬材料加工

【中圖分類號】G322

【文獻標識碼】A

【文章編號】2236-1879（2018）13-0152-02

引言：

從工業(yè)革命開始，金屬材料加工就一直被稱為國家的重要產(chǎn)業(yè)，在工業(yè)發(fā)展中占據(jù)重要的地位。隨著機械化時代的到來，原有的金屬材料加工工藝發(fā)生了巨大變化，因此有必要不斷提高企業(yè)的生產(chǎn)力以及加工技術(shù)，以保證材料成型質(zhì)量以及控制水平。文章先分析材料成型中金屬材料的選材原則，然后探討了控制工程中金屬材料加工方法。

1金屬材料的選材原則

將金屬材料加工成型，往往需要在金屬原材料中添加一些其他的金屬或者金屬復(fù)合材料，以便進一步提升材料的強度，并且優(yōu)化材料的耐磨性。然而，金屬復(fù)合材料的加入又會進一步加大金屬材料的加工難度，所以添加金屬種類不同的金屬復(fù)合材料，往往用于制造不同的機械設(shè)備，在相關(guān)的加工工藝及加工方法上必然會存在較大的差異。比如，連續(xù)纖維增強金屬基復(fù)合材料構(gòu)建在加工方法上，可以選擇復(fù)合成型的方式進行加工;而如果是部分金屬復(fù)合材料，則往往需要采取多種技術(shù)手段鍛造才能夠成型。

這些材料成型工藝的的現(xiàn)實實踐，需要相關(guān)機械制造人員與金屬材料成型控制人員經(jīng)過長期不斷的探索與實踐，逐步提升材料成型工藝，以使金屬復(fù)合材料成型加工技術(shù)與質(zhì)量得到不斷的發(fā)展及完善。在金屬材料加工成型中，需要重點控制好金屬加工的細節(jié)操作，因為如果在材料成型技術(shù)手段上存在一些細小的紕漏，會給金屬基復(fù)合材料成型質(zhì)量造成非常大的影響，這主要表現(xiàn)在后續(xù)機械設(shè)備的整體水平及質(zhì)量上，會給后續(xù)設(shè)備運行帶來巨大的安全隱患。所以在材料成型作業(yè)中，相關(guān)的工作人員必須對金屬材料的加工進行控制，根據(jù)金屬材料的本質(zhì)特征以及符合材料的可縮性，使得材料成型能夠順利完成，并且保證成型的金屬材料能夠在后續(xù)得到安全的使用。

2金屬材料的常用加工方法

2.1機械成型加工法。當前由于金屬材料在成型控制方面有新的要求，所以目前應(yīng)用最為廣泛的道具是金剛石的刀具，這是由于金剛石的刀具硬度能夠達到預(yù)定的要求并且結(jié)合鋁基復(fù)合材料的應(yīng)用，通過精細加工，在與其他材料結(jié)合的同時，形成新的使用工具例如鉆、銑、車等方面的應(yīng)用，這些使用在金屬加工中應(yīng)用比較多。如果鋁基復(fù)合材料的使用要做好詳細的劃分，那么可以詳細的劃分為三種，分別為車削形式、銑削形式和鉆銑形式，鉆削主要是是借助于鑲片的麻花鉆頭的形式加工復(fù)合材料，其中最為常見的鉆頭是B4C和SiC的鉆削形式，通過添加適量的外切削液，目的是強化鋁基復(fù)合材料。由于銑削要通過1.5%到2.9%的粘合劑做好粘合，然后通過添加適當?shù)那邢饕鹤屍洳粩嗟睦鋮s，這樣就能保證使用性能，帶動具體的使用功效。

2.2擠壓鍛模塑性成型。在金屬材料的實際成型中，各類相關(guān)人員要求通過模具的表面涂層做好相關(guān)潤滑技術(shù)性手段，實踐操作中要改善壓力狀況，降低加工中遭遇的摩擦阻力，根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)資料能夠獲悉，通過加工擠壓能夠讓壓力較好的釋放出來，釋放的比例能夠達到25%到35%左右，如果釋放的較好那么能夠釋放出來的壓力將會更多，通過降低加工的擠壓力，弱化增強顆粒對模具產(chǎn)生的損傷狀況，這樣能夠削弱金屬的材料塑性，讓金屬更能經(jīng)受變形阻力，最終成功的可能性將會大大提升。另外，相關(guān)人員為了加大擠壓的溫度，用以提升金屬的塑性狀況，通過在金屬材料中加入適度的顆粒狀況，弱化其可塑性狀況，最終有效的提升抗變形的能力，增強擠壓的溫度值，讓金屬基材料和顆粒兩者的融合速率發(fā)生變化，通過優(yōu)化兩者的具體融合效果，讓兩者的適用性逐步加大。

2.3電切割技術(shù)法。電切割法主要是在成型加工的過程中結(jié)合材料的具體形狀決定運用何種切割狀況，但是在切割的途中需要運用正溶解的方式實現(xiàn)切割要求，但是在切割的過程中，由于材料組織之間的摩擦，就要形成殘存物或者粉末狀纖維，為了避免這些細小的纖維進入到空洞內(nèi)，可以運用零件以及負極之間的間隙做好清洗，這種方式相較于傳統(tǒng)的放電加工的方式，最為重要的優(yōu)勢是將電流液全部侵入到移動的電極線內(nèi)部，這樣就能借助于液體的局部壓力做好沖刷，確保局部的高溫狀況，讓零件加工效果更好。

3金屬材料成型的常用加工工藝

3.1機械成型加工法。由于金屬材料在成型控制方面的有新要求，金剛石刀具是被應(yīng)用最廣泛的金屬切割刀具，金剛石刀具可以與鋁基復(fù)合材料結(jié)合起來進行精細加工，這種加工工藝在當前金屬材料加工中比較常見。利用金剛石刀具加工金屬復(fù)合材料主要分三種方式，分別為銑削方式、車削方式和鉆削方式。車削方式在當今金屬材料加工成型中被廣泛應(yīng)用，車削主要是在添加一些乳化劑進行冷卻的基礎(chǔ)上利用硬合金刀具進行金屬復(fù)合材料加工;鉆削方式主要是在添加一些外切削液的基礎(chǔ)上利用鑲片麻花鉆頭進行金屬復(fù)合材料加工。

3.2擠壓鍛模塑性成型。

1）在金屬材料的加工成型過程中，考慮增強材料自身的效果和復(fù)合材料中增強材料的比例，結(jié)合增強材料需要的質(zhì)量來決定應(yīng)用哪種工藝進行金屬材料加工，選擇合理的擠壓方式，生產(chǎn)出高質(zhì)量的、符合要求的金屬材料造件。比如：在加工過程中，金屬材料中增強材料添加比例較少時，為增加融合的效率可以提高擠壓速度;在加工過程中，金屬材料中增強材料添加比例較大時，為確保金屬材料順利成型，應(yīng)當適當?shù)目刂茢D壓速度。

2）在金屬材料的加工成型過程中，如果加工模具與金屬材料直接接觸，會因為摩擦的原因使金屬表面出現(xiàn)傷痕，影響金屬材料的外觀，甚至?xí)绊懡饘俨牧系馁|(zhì)量。在實際操作中，可以在模具表面進行涂料涂層或添加一定潤滑劑來降低金屬材料和模具表面的摩擦力，提高金屬材料加工質(zhì)量。

3.3鑄造成型。加工工藝鑄造成型加工法是金屬復(fù)合材料加工中應(yīng)用最廣泛的加工工藝。在實際加工過程中，向金屬復(fù)合材料中添加一定量的增強顆粒，在高溫下環(huán)境增強顆粒與溶體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，可以使金屬復(fù)合材料在原有特點保持不變的基礎(chǔ)上增強黏度與流動性，進而改變材料本身特征，出現(xiàn)這種情況，可以采用精煉方法進行補救，添加適量的變質(zhì)劑，增強材料的流動性，以達到澆筑要求，但是這種方法并不適合于所有材料，應(yīng)用時要根據(jù)實際情況進行考慮。結(jié)語：綜上所述，金屬材料的加工在材料成型和控制過程至關(guān)重要。它既是一個難點，也是決定質(zhì)量的重要因素，因此需要著重進行把控。考慮到現(xiàn)代社會工業(yè)發(fā)展的不斷加快，金屬材料在各個領(lǐng)域取得了極為廣泛的應(yīng)用，發(fā)展前景廣闊。因此，必須不斷優(yōu)化金屬材料的質(zhì)量，推動相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展。在實際生產(chǎn)過程中，要根據(jù)材料本身的特點選取相對應(yīng)的加工成型工藝，并在加工過程中采用適當?shù)姆椒ㄟM行質(zhì)量控制與水平提高，從而保證我國金屬材料的質(zhì)量，推動我國制造業(yè)的發(fā)展。

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