材料成型與控制工程中的金屬材料加工

郝衛(wèi)濤

摘 要：我國(guó)制造行業(yè)的發(fā)展，材料成型及控制成型是基礎(chǔ)保障，因此相關(guān)的機(jī)械制造企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)材料成型及控制成型的重視，以使機(jī)械制造的水平不斷提升。不僅如此，材料成型及相關(guān)的金屬加工作為電力機(jī)械制造、船舶、航空航天等交通工具的制造基礎(chǔ)，只有保證材料成型及相關(guān)的控制技術(shù)水平，才能夠提升相關(guān)機(jī)械制造的水平及質(zhì)量。本文主要分析探討了材料成型與控制工程中的金屬材料加工情況，以供參閱。

關(guān)鍵詞：材料成型;控制工程;金屬材料加工

引言

隨著我國(guó)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(guó)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(duì)金屬材料的質(zhì)量和數(shù)量的選擇較為嚴(yán)格。如果在金屬材料的后續(xù)加工過(guò)程中能對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)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(jìn)我國(guó)制造業(yè)甚至其他行業(yè)的發(fā)展，有助于我國(guó)提高綜合國(guó)力和經(jīng)濟(jì)水平。

1 材料成型與控制工藝概述

在對(duì)金屬?gòu)?fù)合材料進(jìn)行加工時(shí)，可以通過(guò)使用一定量的輔助性增強(qiáng)物質(zhì)，從而提高材料的耐磨性和抗壓性。同時(shí)，還能根據(jù)金屬?gòu)?fù)合材料的種類以及應(yīng)用情況選擇不同的加工工藝，從而提高對(duì)金屬原材料的應(yīng)用水平。相對(duì)于普通的金屬材料加工方式，金屬?gòu)?fù)合材料的加工相對(duì)繁瑣，同時(shí)在加工過(guò)程中需要仔細(xì)分析材料的基本特征，這些都依賴于研究人員對(duì)各類金屬?gòu)?fù)合材料的研究力度。因此我國(guó)對(duì)于金屬材料成型與控制工藝的研究，依然需要借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家，不斷改進(jìn)技術(shù)，提高投入，不斷改善材料成型后的質(zhì)量。

2 材料成型與控制工程中的金屬材料加工技術(shù)

2.1機(jī)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(lái)進(jìn)行精細(xì)加工，這種加工工藝在當(dāng)前金屬材料加工中比較常見。利用金剛石刀具加工金屬?gòu)?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(dāng)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(jìn)行冷卻的基礎(chǔ)上利用硬合金刀具進(jìn)行金屬?gòu)?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(jìn)行金屬?gòu)?fù)合材料加工。

2.2擠壓與鍛模塑性成型

金屬材料實(shí)際成型加工過(guò)程中，相關(guān)工作人員可以通過(guò)模具表面涂層以及添加潤(rùn)滑劑等技術(shù)手段，對(duì)實(shí)踐操作過(guò)程中的壓力進(jìn)行有效改善，降低加工操作過(guò)程中的摩擦阻力，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，這樣可以促使加工過(guò)程中的擠壓力縮減25%-35%左右，甚至更多。降低加工擠壓力，可以有效弱化增強(qiáng)顆粒給模具造成的損傷程度，削弱金屬材料塑性，有利于降低金屬材料的變形阻力，提高其成型的成功率。除此之外，相關(guān)工作人員還可以增加擠壓溫度，以此促使金屬基材料更具可塑性。在金屬基材料中添加適量的增強(qiáng)顆粒，可以促使金屬基材料的可塑性得到弱化，進(jìn)而變形抗力得以大幅度提升，此時(shí)提高擠壓溫度，可以加快增強(qiáng)顆粒與金屬基材料的溶合速率，優(yōu)化二者的溶合效果。普遍來(lái)說(shuō)，增強(qiáng)顆粒含量會(huì)直接影響擠壓速度，由此可見，只有金屬基復(fù)合材料中的增強(qiáng)物含量較低，才能提高擠壓速度，如果金屬基復(fù)合材料中的增強(qiáng)物含量較高，相關(guān)人員必須嚴(yán)格控制擠壓速度。不過(guò)，擠壓速度超高的話，也會(huì)導(dǎo)致金屬材料成型后，便面出現(xiàn)橫向裂紋。綜上，相關(guān)人員在應(yīng)用擠壓與鍛模塑性成型加工技術(shù)時(shí)，不僅要在金屬?gòu)?fù)合材料表面進(jìn)行涂層或是潤(rùn)滑劑處理，還要對(duì)擠壓溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制，并結(jié)合實(shí)際，對(duì)擠壓速度進(jìn)行有效調(diào)控，只有這樣，才能保證成品質(zhì)量符合要求。

2.3粉末冶金成型

由于粉末冶金作為成型較早的一項(xiàng)技術(shù)，所以在使用時(shí)要結(jié)合復(fù)合性材料制作零件和顆粒加工等金屬材料，并且成型加工要結(jié)合必要的前提完成，該技術(shù)適用的范圍比較廣，主要針對(duì)的使用群體是尺寸相對(duì)較小，形狀比較復(fù)雜的精密性零部件，但是在使用時(shí)需要了解由于粉末冶金的主要技術(shù)優(yōu)勢(shì)是集中在成型制造方面，那么就要在實(shí)際使用中多運(yùn)用含量調(diào)整的方式做局部調(diào)整，如果顆粒含量在半數(shù)以上，那么制造中的精密度就要重點(diǎn)注意，其基本要求必然是組織嚴(yán)密，另外粉末冶金具有界面反應(yīng)少等方面的優(yōu)勢(shì)，這是提升工作效率的必然前提。

2.4鑄造成型工藝

金屬?gòu)?fù)合材料的生產(chǎn)中，應(yīng)用最廣泛的是鑄造成型工藝。在實(shí)際的鑄造過(guò)程中，向金屬?gòu)?fù)合材料中添加一定量的增強(qiáng)顆粒，在保持原有特點(diǎn)不變的前提下，會(huì)顯著提升復(fù)合材料的黏度及流動(dòng)性，促進(jìn)增強(qiáng)顆粒與熔體在高溫下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而改變材料本身的特征。這時(shí)，工作人員一定要對(duì)熔化的溫度和時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格把控。如果把控不夠及時(shí)、到位，就會(huì)造成嚴(yán)重后果。如果在高溫時(shí)添加增強(qiáng)顆粒，顆粒很容易與材料產(chǎn)生界面反應(yīng)，導(dǎo)致熔體的黏度過(guò)大，難以進(jìn)行后續(xù)的成型澆注，影響材料的質(zhì)量。此時(shí)，可以采用精煉方法，添加適量的變質(zhì)劑，使得材料的流動(dòng)性增強(qiáng)，符合澆筑的要求。但是，這種方法并不適用于每一種材料，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行考慮。

2.5材料加工成型

在金屬材料的成型及控制工程中，常常使用到金屬切割刀具，金屬切割刀具使用最普遍的是金剛石刀具，通過(guò)金剛石刀具對(duì)金屬?gòu)?fù)合材料進(jìn)行精細(xì)的加工。比如鉆、銑等都是非常常見的。在鋁基復(fù)合材料中，使用金剛石刀具進(jìn)行材料加工成型的方式可以細(xì)分為以下幾種：車削形式、銑削形式、鉆削形式。在以上幾種加工成型方式中，常用鉆削形式進(jìn)行鋁基復(fù)合材料的成型，主要是使用鑲片麻花鉆頭對(duì)鋁基復(fù)合材料做加工處理，然后在加工過(guò)程中加入適量的外切削液，這樣做主要是為了提升鋁基復(fù)合材料的強(qiáng)度。而銑削則主要使用相應(yīng)的粘合器，利用端面銑刀對(duì)鋁基復(fù)合材料進(jìn)行加工處理，同樣在加工過(guò)程中加入適量的切削液進(jìn)行冷卻處理。而車削主要使用了硬合金刀具作為切割工具，在加工過(guò)程中還需要加入適量的乳化液進(jìn)行切削口的冷卻處理。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，金屬材料的加工是材料成型與控制過(guò)程中的重要內(nèi)容。由于現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展速度不斷加快，在制造業(yè)的推動(dòng)下，金屬材料的各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用價(jià)值不斷提升。但在實(shí)際生產(chǎn)中，需要根據(jù)材料本身的特點(diǎn)，并結(jié)合使用一定的工藝，在加工過(guò)程中通過(guò)提高質(zhì)量控制水平，為整個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域提供更為優(yōu)質(zhì)的金屬材料零部件。

參考文獻(xiàn)

[1]荊文婧.材料成型與控制工程中的金屬材料加工[J].山東工業(yè)技術(shù).2019（07）