材料成型與控制工程金屬材料研究

王浩 周麒麟 方宣雄

摘 要：金屬材料的加工質(zhì)量與材料成型及控制工程的相關(guān)技術(shù)水平有直接關(guān)聯(lián)，同時(shí)也會(huì)影響我國(guó)的工業(yè)發(fā)展水平。因此相關(guān)企業(yè)應(yīng)該提高重視程度，并關(guān)注其在電力機(jī)械制造、船只等交通工具制造中的重要應(yīng)用價(jià)值，通過不斷改進(jìn)工藝，應(yīng)用最新的技術(shù)提高控制水平，通過促進(jìn)自動(dòng)化生產(chǎn)，促進(jìn)材料加工工藝迅速發(fā)展，為我國(guó)工業(yè)的進(jìn)一步騰飛提供助力。

關(guān)鍵詞：金屬材料;加工技術(shù)

材料成型及控制工程是機(jī)械制造行業(yè)的重要工序，而且金屬加工作為電力制造、航空航天、船舶制造等行業(yè)的基礎(chǔ)工藝，提高材料成型質(zhì)量，是優(yōu)化機(jī)械制造水平的必要條件。

1 材料成型與控制工程及選材原則

1.1 材料成型與控制工藝概述

在一些金屬復(fù)合材料的加工過程中會(huì)出現(xiàn)材料抗磨性和抗壓性不合格的情況，對(duì)于這些情況我們可以在加工過程中添加一定量的輔助性增強(qiáng)物質(zhì)來提高材料性能。我們還可以運(yùn)用金屬的不同性質(zhì)選擇合適的加工技術(shù)，將金屬復(fù)合材料加工的優(yōu)點(diǎn)放大，增加其應(yīng)用的范圍。金屬復(fù)合材料的加工需要考慮到多種金屬加工的手法，加工的過程比普通金屬材料加工復(fù)雜。這些復(fù)雜的工藝需要我國(guó)科研人員進(jìn)行各類型的研究，分析金屬的基本特征進(jìn)行實(shí)際加工，對(duì)此我國(guó)需要加大科研人員的培養(yǎng)，改進(jìn)加工技術(shù)，對(duì)外交流，相互提高制造技能，提高加工成品的質(zhì)量。

1.2 金屬材料的選材原則介紹

目前，金屬復(fù)合材料應(yīng)用的范圍更廣，但是它比普通的金屬材料更復(fù)雜，所以在金屬復(fù)合材料進(jìn)行加工的時(shí)候需要考慮的因素更多，金屬復(fù)合材料在物理特性和化學(xué)特性上的復(fù)雜性需要我們進(jìn)行更細(xì)致的科學(xué)研究。在各種機(jī)械設(shè)備的制造中金屬復(fù)合材料已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，但是機(jī)械設(shè)備需要很多不同類型的零件，也就需要不同類型的金屬復(fù)合材料的加工，加工人員需要根據(jù)不同的產(chǎn)品需求使用不同的金屬材料。不同的金屬材料加工方式也不同，在科研人員的研究下進(jìn)行科學(xué)的實(shí)驗(yàn)，使不同的復(fù)合金屬發(fā)揮最大的作用。

2 材料成型與控制工程中的金屬材料加工技術(shù)

2.1 金屬材料機(jī)械加工成型分析

機(jī)械加工成型是金屬材料加工常用的方式，其中使用最為廣泛的刀具就是金剛石刀具。以鋁基復(fù)合材料為例，這種復(fù)合材料具有較好的延展性，主要是繼承了鋁金屬的物理特性，同時(shí)通過添加相應(yīng)的混合物質(zhì)，還能改善金屬材料的整體性能。使用金剛石刀具對(duì)這種材料進(jìn)行加工時(shí)，具體可以使用車削方式、銑削方式以及鉆削方式。鉆削非常簡(jiǎn)單指的是利用傳統(tǒng)的麻花鉆頭進(jìn)行加工，并集合切削液進(jìn)行一定的強(qiáng)化處理。銑削主要指的是在一定粘合劑基礎(chǔ)上進(jìn)行加工的一種方式。車削主要是利用硬合金刀具對(duì)材料進(jìn)行切割，但加工過程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱，需要使用乳化液進(jìn)行相應(yīng)的冷卻處理。

2.2 擠壓和鍛模塑性成型

因?yàn)樵诮饘俨牧霞庸こ尚凸こ坍?dāng)中，假如模具直接和金屬材料相互接觸，那么就會(huì)在加工過程中對(duì)金屬材料表面光滑性造成影響，從而也就難以對(duì)金屬材料的質(zhì)量及外觀美觀性做出保證。所以在實(shí)際加工的過程當(dāng)中，可以降低摩擦來規(guī)避這一問題的發(fā)生。在模具表面添加涂層或者潤(rùn)滑劑，能夠讓模具和金屬之間的摩擦問題得到有效的控制，依據(jù)相關(guān)調(diào)查工作得到的結(jié)果可以了解到，當(dāng)在模具上添加涂層或者潤(rùn)滑劑之后，在實(shí)際加工的過程中，金屬材料和模具之間的摩擦可以減少30%以上，從而也就可以對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量及外觀美觀性作出保證。

除去上文中所說的這一項(xiàng)措施之外，還可以將增強(qiáng)顆粒添加到金屬材料當(dāng)中，不但可以讓金屬材料本身可塑性降低，還能夠讓結(jié)合之后的材料抗變形性得到一定程度的提升。此時(shí)工作人員可以使用增加擠壓速度這一方法來提升生產(chǎn)過程中的擠壓溫度，促使增強(qiáng)顆粒能夠在短時(shí)間之內(nèi)和金屬材料融合起來，提升融合速度的同時(shí)還可以提升融合效果，對(duì)金屬復(fù)合材料的成型做出保證。

在加工過程中還應(yīng)當(dāng)考慮到的問題是增強(qiáng)材料本身的效果以及復(fù)合材料中各種材料的占比，通過顆粒物的比例決定使用哪一種方法促進(jìn)金屬復(fù)合材料的成型。假如在金屬材料當(dāng)中添加的增強(qiáng)材料比較少，那么就可以通過提升擠壓速度來促進(jìn)融合;如果增強(qiáng)顆粒物的占比較高，那么就應(yīng)當(dāng)控制擠壓速度，保證成型及鍛壓工作的順利開展。

2.3 金屬材料鑄造成型分析

鑄造成型技術(shù)也是監(jiān)護(hù)材料成型中的一種常用方式。在實(shí)際加工中，金屬基復(fù)合材料在增強(qiáng)物質(zhì)的影響下，金屬熔體的粘度和流動(dòng)性也會(huì)發(fā)生改變，同時(shí)在一定的溫度環(huán)境中，相關(guān)物質(zhì)之間會(huì)發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)。因此加工人員需要控制溫度以及保溫時(shí)間，避免由于化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致金屬材料的功能受到影響。導(dǎo)致熔體的粘度較高，澆筑出現(xiàn)嚴(yán)重困難，最終影響金屬材料的本質(zhì)。因此材料成型的加工技術(shù)人員可以使用精煉的方式，通過使用一定量的變質(zhì)劑造渣處理，但這種方式本身具有一定的局限性，不適用于顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的加工。

2.4 粉末冶金成型技術(shù)分析

粉末冶金成型技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了一定的階段，其加工工藝也相對(duì)成熟，尤其在晶須、復(fù)合材料零部件以及金屬基復(fù)合材料的加工中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。這種技術(shù)本身工藝成熟，加上目前結(jié)合數(shù)控技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)高精度、小尺寸的工件加工。該技術(shù)顯著的特點(diǎn)體現(xiàn)在組織細(xì)密、增強(qiáng)分布均勻以及接觸界面小的優(yōu)點(diǎn)。目前這種技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，以及發(fā)生了大大的延伸性，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，同時(shí)工件本身的耐磨性等有點(diǎn)也成為各界青睞的重點(diǎn)內(nèi)容。隨著智能化技術(shù)的發(fā)展以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，粉末冶金成型技術(shù)的控制水平會(huì)不斷升高，同時(shí)形成的工件也會(huì)早汽車制造領(lǐng)域、航空航天領(lǐng)域中的精密零件中發(fā)揮作用。

在金屬復(fù)合材料的加工過程中需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，將每個(gè)細(xì)節(jié)都做標(biāo)準(zhǔn)，如果出現(xiàn)一些小的瑕疵，在日后的運(yùn)行過程中就會(huì)變成更大的紕漏。我們要避免生產(chǎn)過程中的安全隱患，不能讓材料的問題影響到整個(gè)工程的應(yīng)用情況。

結(jié)語

綜上所述，金屬材料的加工是材料成型與控制過程中的重要內(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，在加工過程中通過提高質(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。

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作者簡(jiǎn)介：

王浩? ? 漢族? 籍貫遼寧省阜新市阜蒙縣? 1998.12.13? 冶金學(xué)院? 材料成型及控制工程

（遼寧科技學(xué)院? 遼寧 本溪? ?117104）