金屬材料在現代工藝加工中的應用研究

陳 辰

（青海高等職業技術學院，青海 海東 810600）

我國的各行各業都隨著生活水平提高發生了翻天覆地的變化，科技的發展使得現代工藝制品金屬材料的使用進入了全新時期。社會對金屬材料現代工藝品的需求越來越高，為了滿足社會需求，對現代工藝品行業加工技術進行深入探索。在原有加工的基礎上提高加工工藝技術，獲得現代工藝加工業的經濟效益，滿足社會對現代工藝品的需求。金屬材料的加工活動并不是在現代才發展起來的，在我國古代就已經具備了初步的模型，我國在這方面具有悠久的發展歷史，但是傳統的加工工藝已經不能夠滿足現代工業的發展。因為傳統的加工手段所加工出來的金屬材料比較粗糙，程度不高，生產出來的產品質量較低，但是某些領域還是可取的。相關部門以及技術人員在進行加工技術研究的時候，要在繼承的基礎之上發展，結合現代科學技術，提高加工質量和加工效率。

1 金屬材料加工的主要內容

金屬材料的概括。金屬材料由于導熱性、堅韌性、塑造性、導電性教好，在生活的各個領域中都扮演者重要角色。我們日常生活中使用的電線就是用的金屬材料銅，做飯吃飯使用的鍋碗瓢盆都是由不銹鋼制作，常見的發光發亮的裝飾品門把手、車把手、家具、廚具等都是由銘制作而成。對于使用溫度來說沒有什么過高的要求，無論是低溫還是高溫加工成的工藝制品都能使用。金屬結合鍵是金屬的獨有性質，使得金屬材料具有導電與導熱特性，色彩與光澤方面與其他材料相比也占據很大優勢。晶格結構是金屬材料的主要結構，延展性非常強，能夠與磷、硫、氮、氫、硼及氧在熔融狀態下結合，按照合理的比例合成新金屬多元合金、二元合金等。除此之外，金屬間化物是金屬材料通過一定的技術手段制作而成，因為具備強大的延展性，比較活躍的化學特性，長時間在氧氣中會出現生銹現象[1]。

2 現代工藝品運用金屬材料的特點

金屬材料在廣泛運用的同時還需要考慮特性不同使用的加工技術不同，應用時根據的是金屬材料性質而進行加工，選擇合適的加工技術，這樣才能把金屬材料的最大作用發揮出來，提高加工效率與工藝制品有效性。金屬材料根據性質劃分主要有以下三種特性：

（1）金屬材料的鍛壓性：在沖擊與鍛造過程中使得金屬材料重新塑性是金屬材料鍛壓性的主要內容。塑性變形抗力大小、材料塑性與鍛壓性有著直接關系，影響了材料加工技術的選擇，材料成分的比配。金屬材料的鍛壓性還包括著材料的焊接性。通過一定的技術手段，考慮現代工藝制品的壽命前提下，把金屬材料焊接成滿足工藝設計的構件。焊接性能的好壞與焊接出來的構件質量有關，焊接性能好的工藝品不會出現氣孔、裂縫等瑕疵，焊接性能不好的工藝品就會出現這些小瑕疵，影響整個工藝品的美觀。焊接過程中要考慮焊接頭的定力學性能，能夠保障焊接構件出來的藝術品不會出現質量問題。一般情況而言，金屬材料收縮性小、導熱性強都不會出現焊接問題。

（2）金屬材料的鑄造性：融化成液態的金屬材料有重新鑄造的性能，利用這個特性，可以把金屬材料鑄造成不同的形狀，提高工藝制品的美觀感[2]。鑄造性使得金屬材料具有了裂紋敏感性、吸氣傾向、偏析、鑄造應力、收縮性、流動性等特性，在現代工藝加工中根據特性的不同制作出不同工藝成品。鑄型填充、澆鑄溫度和合金化學成分這三個條件極大的影響了合金流動性。金屬材料純鐵的流動性，與含碳量有關，含碳量越大，流動性越強；含碳量越小，流動性越弱。在鑄鐵的不同類型中，流動性最好的是含有共晶成分的鑄鐵。在合金中，將對合金的流動性因素主要是能否形成高熔點夾雜物。

（3）金屬材料的切削加工性：金屬材料的切削加工性的難易程度內容是切削加工性特性。加工硬化、金屬內部結構、導熱性及金屬材料硬度都會影響切削加工性能。切削加工性能的好壞與四個因素息息相關，影響最大的還是金屬材料的硬度，硬度高的金屬材料增加了切削加工的難度。加工硬化能力、金相組織、導熱性、堅韌性、金屬硬度、材料中所含的化學成分這六大方面影響了金屬材料的加工。熱處理工藝與組織這兩大因素給切削加工帶來很大的影響，馬氏體、索氏體、珠光體這三類加工性能低下。在金屬組織不同的前提下，材料的加工性能與機械性能不同。金屬材料的化學成分帶來的影響是：改變金屬成分的元素，可以改善加工性能。在鋼這個金屬材料中，通過合金元素提高鋼的硬度和強度，降低元素S、AI可以降低鋼金屬材料的硬度與強度。

3 現代工藝中金屬材料的主要運用

現代工藝中使用金屬材料的加工技術：根據現代工藝品的不同形狀、用途、壽命要求，選擇適合的金屬材料進行加工，加工過程中選擇最合適的技術加工，制作出符合設計的現代工藝品。隨著科學技術的發展，現代工藝品的制作方法層出不窮，由金屬材料制作現代工藝品的主要技術有以下幾種：

3.1 根據金屬材料的鍛造性進行溫擠壓成形法加工技術

鍛造性的金屬材料具有高的可塑性能，通過溫擠壓的方式把金屬材料原有形狀塑造成工藝品所需形狀。塑造主要是通過擠壓放在模型里的金屬材料，利用外力把金屬材料的形狀塑造的與模型一致。利用溫擠壓塑造金屬材料形狀時，最關鍵的地方是擠壓模具的設計。根據設計的現代工藝品圖紙，制作出與設計圖形狀、大小、精度一致的模具。構建模具的結構，模具壓力承受數據，選擇合適的壓力機，設計程序及擠壓工藝這些因素極大的影響力了工藝品的制作。擠壓過程中最容易出現的問題是過程中產生了擠壓溫度，溫度降低了擠壓力度，為了解決這個問題，需要控制擠壓溫度，適當降低溫度，保障擠壓力度處于同一大小。

3.2 根據金屬材料的鑄造性進行熱處理法加工技術

熱處理法加工技術主要是針對加工的金屬材料進行熱加工，熱加工的方法有三種，根據工藝品所需技術的不同選擇合適的加工處理法。第一種是通過高功率密度激光法，主要使用在汽車部件制作領域，因為這種方法制作成的工藝品耐磨性較高，硬度及強度能夠滿足汽車所需，一般不會輕易腐蝕。第二種是硬涂層技術，主要使用在表面金屬材料，利用這種技術制作出來的工藝品非常耐用，且技術使用比較方便。第三種技術是利用化學原理采取薄層滲透技術，這種技術使用相較于其他兩種來說范圍比較廣泛，比傳統的技術更加有效，減少了能量消耗，改善環境，縮短了能量消耗時間[3]。

3.3 根據金屬材料的切削加工性進行高速切削法加工技術

常用的金屬材料處理方法就是高速切削法加工技術，金屬材料在加工成工藝品時會產生廢料，因為是高速切削加工，切削速度非常快，就會把廢料吹走，保證加工的零件不會受到廢料的影響。這種加工技術需要的資金不高，平常的工藝品加工中比較常見，加工零部件時還能保證極高的精準度。因此，在金屬材料切割活動當中，這種技術手段的運用頻率是比較高的，更重要的是該技術前期投入的成本比較小，對于小微企業而言具有極大的發展優勢。同時在加工過程當中也需要做好降溫處理，因為在利用加工設備對金屬進行切割的時候，由于切割速度較快，所以接觸面的溫度比較高，一旦接觸面的溫度高于金屬的熔點，就會導致金屬膜發生變形，也會影響道具的使用壽命。為了保證加工零件的質量，一方面要選擇質量比較高，并且符合零件加工特點的道具，通過使用耐熱性能以及硬度比較高的鄰居來提高切割工作的質量，常見的道具主要包括新型硬質合金刀具、陶瓷道具或者是圖層硬質合金刀具。另一方面在對金屬進行切割的時候，必須要考慮到金屬的材料特點，不同金屬材料的切割順序是不同的，同時對每一個切割步驟都要進行詳細的數據記錄，以此作為數據合理的安排后期工作。

3.4 根據金屬材料的可鍛造性展開的壓力加工技術

除了利用熱加工的方式來進行金屬材料的切割以外，還可以利用金屬本身的鍛造性能通過施加外的壓力來使金屬的形狀發生變化，進而生產一些尺寸比較大的機器零件，這一種加工方式我們稱為壓力加工。在壓力加工當中所涉及到的技術手段主要有五個方面，分別是鍛造、板料沖壓、拉拔、擠壓以及扎制。首先，鍛造環節使用的是自由鍛造和模鍛這兩種方法，自由鍛造主要是利用原始的沖擊力使金屬發生變形，這一種技術手段的成本投入比較低，并且工作流程簡單，應用領域較廣。在模鍛當中使用的設備不同，那么所采取的技術手段也不一樣，如果使用的是錘上模端，那么設備會有蒸汽空氣錘、高速錘等，這一種技術手段所分解出來的金屬廢料比較少，可以進一步節約生產過程當中的資源。

3.5 根據金屬的性質利用粉末冶金技術

粉末冶金技術主要針對的是各種金屬，在加工過程當中，工作人員可以放一些和加工金屬顏色或者質地相符合的金屬粉末，然后共同的放入加工零件的模具中，而這些金屬粉末在經過高溫作用之后，會和模具完全的契合起來，和黑色金屬之間也不會產生任何的縫隙，最終形成一個完整的模型。簡而言之，這就是一種拼接技術，這種手段并不需要具備較高的技術性，也不需要其他機器設備進行輔助，更重要的是在加工過程當中不會造成任何原料的浪費，不會產生一些邊角料[4]。不同的加工技術是為了展現獨有的工藝品美感。現在的工藝品制作方式多種多樣，主要目的就是制作出美觀感較強的工藝品。所以現代工藝品的制作，不僅是熟練掌握金屬材料特性，還要知道金屬材料能帶給人的感官效果。在工藝品的制作中，通過適合的金屬材料處理技術，制作出符合現代人審美的工藝品。現代工藝品的創作中，選擇引入美感藝術高的金屬材料，可以把當代工藝品的美觀感展現無疑，促進了工藝品制作的發展，符合了大眾審美標準，且促進了工藝品使用的金屬材料進行深入開發。

4 結束語

金屬材料在現代工藝品的制作中占據了非常重要的地位，工藝品的制作需要考慮金屬材料加工技術與金屬材料具有的獨特性質，在工藝品設計時把這些問題全面考慮，才能造出符合大眾審美的現代工藝品。在工藝品的設計中，不僅是考慮工藝品的美觀，也需要融入考慮使用的金屬材料，這兩者的制作時相輔相成的，不能忽視任何一方。