材料成型與控制工程中金屬材料加工技術探討

張同杰

摘要：近年來，隨著社會發展，我國的化工工程建設的發展也有了改善。我國已處于工業化快速發展階段，對金屬材料的需求也在不斷增加，材料成型和控制工程的出現，提高了金屬材料加工技術水平，提高了產品質量和使用性能，這為我國機械制造業的發展、為我國工業水平的提升奠定了堅實基礎。

關鍵詞：材料成型與控制工程;金屬材料;加工技術探討

引言

金屬材料在強度、剛度等方面的表現較好，但腐蝕現象較為普遍，會對某個區域的零部件甚至整個系統造成不良影響。因此，以合理的方式做好防腐工作具有顯著意義，是延長設備壽命的重要途徑。下文則從機械加工中普遍存在的金屬腐蝕現象入手，探討相適應的防護方法。

1材料成型與控制工程

材料成型與控制工程具有較高的實用性，在該學科中，重點研究的是材料的各種結構形態，如宏觀結構、微觀結構及表面形態等。目前，材料成型與控制工程在機械制造、建筑、設備加工等行業內均得到了廣泛應用，并為相關行業技術創新和改造提供了支持，為產品質量提升、生產制造效率提升奠定了基礎。在產品設計中，一般是按照材料成型和控制工程理論及加工工藝對材料的性質、特點、加工后的性能進行了解和確定，之后再進行方案設計，開始加工生產作業。金屬材料作為目前工業生產中最常用的材料，通過材料成型和控制工程對金屬材料的性能及特點進行確定，能夠科學選擇金屬材料加工技術，保證最終成品的質量和性能。且在加工成型和控制工程引導下，金屬材料加工生產工藝也得到了提升，產品性能得到了擴展，引領著我國工業生產向更先進、高技術的領域邁進。在金屬材料加工中，應用的工藝種類較多，如沖壓、鍛造、鑄造、焊接等，每個工藝環節對技術都有較高要求。一旦出現技術問題，生產出的產品就會存在瑕疵，難以達到規定的標準要求，為企業帶來一定的經濟損失。但在應用材料成型和控制工程理論后，在金屬材料加工前，可先對材料性能、構成成分等進行分析，之后結合材料特征合理設計加工技術及所需的復合材料，這能夠有效降低加工制造中存在的問題，提高產品的生產質量。

2金屬材料的加工特性

金屬特性由金屬組合鍵性質決定，金屬材料可在熔融狀態下與氧等非金屬形成合金。根據金屬元素添加量，合金可分為二元合金、多元合金。金屬材料加工特性包括鑄造性、切削加工性。鑄造性是金屬熔化后呈液態，金屬材料鑄造性能是流動性、吸氣傾向。影響合金流動性因素有合金化學成分，純鐵流動性好。鑄鐵中共晶成分鑄鐵流動性最佳，能形成高熔點夾雜物的元素會降低合金的流動性。鍛壓性是金屬在鍛壓中承受塑性變形的性能，與材料的塑性變形抗力、材料成分有關。焊接性是材料焊接成滿足設計要求的構件，焊接性能好的金屬能獲得無缺陷的焊縫，焊接性較好的金屬材料導熱性好。金屬材料切削加工性與金屬材料硬度等因素有關。加工性與金屬材料的化學成分、金相組織等因素有關。切削加工性化學成分影響包括降低鋼強度的元素S，提高鋼的強度的合金元素。

3金屬材料常用的加工方法

3.1 機械成型法

鑒于材料成型和控制工程對金屬材料加工的新要求，在實際生產過程中，選用的加工工具以金剛石刀具為主，利用該材料的硬度進行加工工具的制作，能夠保證金屬材料按照設計形狀標準生產，且降低問題發生率。同時，金剛石材料通過與鋁基復合材料的融合應用，能夠實現精細化加工要求，而與其他材料的融合應用，則能夠形成新型加工工具，如鉆、銑、車等，提高金屬材料的加工質量。不過，在鋁基復合材料使用過程中，可將其劃分為三種形式，即車削形式、銑削形式和鉆銑形式。鉆銑形式主要借助的是鑲片麻花鉆頭，如B4C和SIC，對金屬復合材料進行加工生產。在生產作業中，結合產品需求，一些企業會添加外切削劑來提升鋁基復合材料的性能。銑削要通過1.5%～2.9%的黏合劑做好黏合，然后，通過添加適當的切削液使其不斷冷卻，如此，就可以保證其使用性能。車削主要的切割工具為硬合金刀具，如在使用A1車削復合材料時，就需要運用乳液為相關切割做冷卻處理。

3.2 擠壓鍛模塑性成型

在以往加壓作用下進行金屬材料加工時，需要在模具表面涂抹一層潤滑劑，降低加壓過程中，因摩擦阻力增大對金屬材料模具帶來的影響，保證產品加工質量，提高成功率。不過，在使用擠壓鍛模塑性成型方式后，則可省略上述處理模式。通過擠壓作業，將加工中產生的壓力進行有效釋放，以此降低摩擦阻力的產生，保證模具的質量，保證產品加工效果。據相關資料記錄，擠壓后釋放的壓力值可達到25%～35%。另外，擠壓鍛模塑性成型方式在應用中，還可改變金屬材料的塑性和抗變形阻力，以此保證加工作業的成功率，提高產品質量，保證其性能及功能。其主要是在加工生產過程中，添加適量的顆粒狀況，弱化町塑性狀況，金屬基材料與顆粒狀況發生反應，提高金屬材料的塑性和抗變形阻力，提高產品質量。在這一過程中，顆粒狀況的添加提升擠壓過程的溫度，受溫度影響，金屬材料的塑性及抗變形阻力自然也會發生變化。若從常規角度考慮問題，通過加入顆粒的含量狀況能夠提升擠壓的變形速率，但由于金屬中復合材料的含量偏高，則相關的人員就要嚴格控制被壓縮的速度，但在擠壓速度達到上限后，金屬材料已經形成自己的固有形狀，如此就會導致橫向裂紋的出現。

3.3腐蝕防護措施

潮濕空氣環境中金屬腐蝕概率較大，因此將兩者完全隔絕后則可以起到防腐蝕的效果，但從實際情況來看，生產中并不具備完全隔絕潮濕空氣的條件，更為妥當的是盡可能限制腐蝕，主要途徑有：（1）內部保護：摻入耐腐蝕性能較好的合金元素，提高金屬材料自身的耐腐蝕能力。（2）外部保護：通過刷漆、增設金屬覆層的方式實現對材料外圍的防護，使材料隔絕空氣。（1）對于機床處于裸露的零部件，可采取涂漆的方式加以處理，后續使用中若保護層存在缺陷，則要及時填補。若防護劑與冷卻潤滑液兩類材料不具有相容性，當兩者接觸后也將發生腐蝕，因此要以合理的方式改變兩者的狀態，使其達到相兼容的效果。（2）切削加工過程中伴有較明顯的擾動，導致原有的保護層受損，經過加工后得到的工件也容易發生腐蝕。對此，在冷卻潤滑液中摻入適量性能良好的防蝕劑，作用在于產生致密的鈍化膜，但要注重對乳濁液濃度的控制，將其調整到最佳范圍內。（3）經過加工后，可對工件采取噴漆或浸泡處理措施，從而在工件表面形成完整的保護層。除此之外，經過加工處理后，還可使用石蠟達到防腐的效果。

結語

金屬材料的美受工藝設計影響，材料性能是發揮材料藝術美的基礎，如現代漆畫藝術中，常用金、銀等材料，其具有獨特的光澤色彩。金屬材料具有其他材質不具備的美感，展現出金屬材料獨特魅力個性。金屬材料以其獨特的藝術形式存在于藝術發展中，是人類文明發展的標志。青銅器在戰國時期制造工藝發達，造型各異，如酒器、烹調器、樂器等，器物裝置豐富，工藝美精湛豐富。漢朝時期，金屬器物設計注重功能性與審美特征統一。隋唐時期，鍛造技藝鼎盛，明清時期金屬藝術達到精煉程序，器物透露出樸實美感。

參考文獻

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