芻議材料成型與控制工程中的金屬材料加工

（銅陵學(xué)院，安徽 銅陵 244000）

金屬材料在我國工業(yè)發(fā)展過程中有著非常重要的作用，在許多工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中需要使用到大量的金屬材料，而這些材料需要將原材料通過一系列的加工工藝進(jìn)行加工處理后才能夠具備某些特性，從而能夠被加以利用。這一過程就牽扯到了材料成型及控制工程工藝流程，該流程當(dāng)中包含的工藝種類非常多，通常要結(jié)合金屬材料的不同性質(zhì)來選擇合適的工藝來對其進(jìn)行加工處理[1]，這樣能夠保證金屬材料在通過加工后能夠更好的成型，并且具備較高的質(zhì)量以及可塑造性。目前常見的材料成型以及控制技術(shù)主要分為鑄造技術(shù)、焊接技術(shù)以及鍛壓技術(shù)等，擁有非常廣泛的應(yīng)用范圍[2]。

1 金屬材料挑選的原則

1.1 使用性原則

任何金屬材料在使用的過程中都需要去遵循使用性原則，因?yàn)椴煌慕饘俨牧纤邆涞奶匦圆煌@也就決定了其用途的不同，選擇恰當(dāng)、合適的金屬材料往往能夠更加容易滿足工業(yè)生產(chǎn)以及經(jīng)濟(jì)效益的需求。

首先是要在進(jìn)行金屬材料挑選的過程中，嚴(yán)格的按照產(chǎn)品的功能需求、相關(guān)性能以及使用壽命等幾項(xiàng)重要的因素來選擇金屬材料[3]；其次是去注重產(chǎn)品生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，金屬加工除了具有工業(yè)用途以外，良好的經(jīng)濟(jì)效益也是加工企業(yè)的最終目的，使用不同生產(chǎn)方法、選擇不同加工材料所制成產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益會(huì)有很大的不同，因此在挑選金屬材料時(shí)，要首先考慮材料的加工方向[4]，然后去挑選最具經(jīng)濟(jì)效益的材料進(jìn)行加工；再者是要去考慮金屬材料的安全性能，要對加工過的金屬材料進(jìn)行一系列的安全性能測試，因?yàn)榻饘俨牧霞庸で昂蟮男再|(zhì)發(fā)生了巨大改變，而如果不選擇合適的途徑去進(jìn)行使用就有可能會(huì)出現(xiàn)某些安全隱患，因此要充分考慮這方面因素以便排除所有隱患。

1.2 環(huán)境性原則

任何金屬材料的使用都不得對環(huán)境造成危害，在現(xiàn)如今的金屬材料加工過程中，人們?yōu)榱俗非蟛牧霞庸ず蟮拿烙^性，會(huì)在材料的表面涂上一層鍍層，以此來達(dá)成對美觀和防腐的追求目的。但是這些構(gòu)成鍍層的材料本身就具備了一定的有毒物質(zhì)，當(dāng)這些金屬材料被廢棄以后，如果沒有進(jìn)行妥善的處理，那么其就會(huì)對環(huán)境造成較大的危害[5]。其次是要盡可能的去減少材料的使用種類，這樣可以節(jié)省大量的金屬原材料，并且還能夠簡化生產(chǎn)流程，更加方面進(jìn)行回收再利用，提高資源的使用效。

2 金屬加工在成型過程中的加工工藝

2.1 焊接加工工藝

焊接是金屬材料加工成型過程中的一項(xiàng)重要工藝技術(shù)[6]，該技術(shù)是否能夠合理的使用將會(huì)對成型后金屬材料的質(zhì)量造成較大的影響。首先是要整體的提高對各個(gè)焊接過程中的質(zhì)量把控，其次是提高對生產(chǎn)環(huán)節(jié)的重視程度[7]，在材料加工生產(chǎn)的流程中要避免任何操作失誤情況的發(fā)生，并預(yù)定一套完整的應(yīng)急措施，進(jìn)一步確保生產(chǎn)過程的安全性，因?yàn)樵趯?shí)際的金屬加工生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)環(huán)節(jié)是最為重要的一個(gè)步驟，這一步驟不僅與加工后材料的最終質(zhì)量有關(guān)系，同時(shí)也是各種失誤情況的頻發(fā)階段，一點(diǎn)出現(xiàn)操作失誤情況，那么就會(huì)對整個(gè)生產(chǎn)流程造成巨大的影響，為此要提前做好焊接工藝的各項(xiàng)準(zhǔn)備分析工作，提升工藝技巧，減少失誤情況的發(fā)生。對于焊接失誤的廢品，要及時(shí)的進(jìn)行預(yù)處理措施，如對廢品進(jìn)行物理處理法或者是化學(xué)處理法進(jìn)行處理，物理處理法就是根據(jù)廢品的物理化學(xué)特性，采用重力分選、磁力分選、電力分選、光電分選、彈道分選等方法進(jìn)行處理[8]。化學(xué)處理法的主要過程是將廢品經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)換成有用物質(zhì)以及能源，常用手段有煅燒、焙燒、燒結(jié)、溶劑浸出、熱分解、焚燒、電離輻射等。

2.2 鑄造成型工藝

鑄造成型工藝技術(shù)同樣也是金屬材料加工過程中的一項(xiàng)重要技術(shù)，該技術(shù)的主要實(shí)現(xiàn)過程就是向金屬加工品當(dāng)中添加入一些增強(qiáng)顆粒，這些增強(qiáng)顆粒可以改變金屬熔體的流動(dòng)性以及粘合度，從而讓其向不同的方向去變化[9]，同時(shí)在這一過程中還會(huì)伴隨著一系列的化學(xué)反應(yīng)，改變了金屬本身原有的特性，并在增強(qiáng)顆粒的影響下產(chǎn)生了新的特性，具備了新的使用途徑。這一加工過程中要去注意對增強(qiáng)顆粒的選擇以及溫度的控制[10]，要根據(jù)加工品的最終使用途徑去選擇合適的增強(qiáng)顆粒，然后在加入顆粒的時(shí)候控制好溫度的變化，以便更好的促進(jìn)其產(chǎn)生變化。工作人員要觀察記錄溫度變化，在不同的溫度階段進(jìn)行不同的操作，選擇最為合適的加工工藝手段來確保加工的質(zhì)量。

2.3 擠壓和鍛模塑性成型工藝

擠壓和鍛模塑性成型同樣也是金屬材料加工時(shí)的重要工藝之一，在金屬加工過程中，如果讓金屬材料直接與加工模具進(jìn)行接觸，那么加工后的金屬材料表面的光滑性就會(huì)受到影響，不僅降低了材料的美觀程度，同時(shí)也會(huì)對其質(zhì)量產(chǎn)生一定影響，為此就需要在這個(gè)過程中通過該技術(shù)來對金屬材料涂抹潤滑劑以及涂層，以此來降低材料加工時(shí)受到的機(jī)械阻力[11]，這樣可以有效的降低一部分零件受到的摩擦力，有效提高了加工質(zhì)量。

2.4 機(jī)械加工成型法

機(jī)械加工成型法也是一種常見的金屬材料加工方法，該方法的主要內(nèi)容就是通過使用金剛刀為代表的金屬切割道具，將該金屬刀具與一些復(fù)合型金屬材料進(jìn)行拼接，從而實(shí)現(xiàn)金屬材料的精加工處理[12]。與金剛刀具進(jìn)行拼接的材料一般會(huì)選擇使用鋁制金屬材料。在使用機(jī)械加工成型法的過程中，主要會(huì)使用三種加工形式，即車削、鉆削以及銑削這三種方式，面對不同的加工需求以及成品的質(zhì)量要求，可以合理的選擇適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行加工處理。在這三種加工技術(shù)當(dāng)中，車削的使用過程一般就是通過將硬合金刀具對金屬材料進(jìn)行切割處理，在這個(gè)過程中需要注意，由于切割的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生較大的熱量，為了能夠避免熱量過高對金屬材料造成影響，就可以嘗試通過乳化液進(jìn)行冷卻處理[13]，有效降低切割產(chǎn)生的熱量。鉆削是一種非常傳統(tǒng)的機(jī)械加工技術(shù)，該技術(shù)的主要操作過程就是通過使用麻花鉆頭對金屬材料進(jìn)行加工處理，加工操作相對簡單，為了能夠進(jìn)一步的強(qiáng)化鉆削的加工效果，可以在加工過程中加入切削液來實(shí)現(xiàn)這一目的。銑削的處理需要在一定粘合劑的基礎(chǔ)上進(jìn)行加工，本文對該加工技術(shù)不做過多的闡述。

2.5 砂帶磨削技術(shù)

砂帶磨削技術(shù)是一種新型的高效磨拋工藝，許多剛加工出來的金屬零件次材料表面都會(huì)非常的粗糙，這會(huì)對零件的實(shí)際使用效果造成較大的影響，就以齒輪類的金屬零件工具來說，如果其表面較為粗糙，那么零件的摩擦力較大，在實(shí)際的使用過程中會(huì)因?yàn)槟Σ亮^大而出現(xiàn)各種加工錯(cuò)誤。因此就需要通過砂帶磨削技術(shù)來對金屬材料表面進(jìn)行全面打磨處理。該加工技術(shù)的操作流程就是通過根據(jù)待打磨金屬材料的形狀，選擇能夠貼合金屬材料表面的加工工具來對其進(jìn)行打磨[14]，通常情況下，這種加工工具是一種特殊的多刀多刃切削工具，結(jié)合工具特點(diǎn)以及加工技術(shù)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)與待打磨金屬材料表面相結(jié)合，通過相互作用來對其進(jìn)行加工處理。該加工技術(shù)一般分為三個(gè)階段來進(jìn)行加工，即滑擦、耕犁以及切削三個(gè)階段[15]。首先滑擦作為加工的第一個(gè)階段，其主要作用就是首先把金屬材料的表面通過磨粒來打磨的相對光滑，在打磨過程中金屬材料表面會(huì)因?yàn)閺椥孕巫兌l(fā)生形狀上的改變，實(shí)現(xiàn)對金屬材料的初步加工。耕犁就是指通過增加磨削用量，磨粒與金屬材料表面的接觸面積增加，從而可以使得金屬材料表面的彈性形變力度加大，這一階段會(huì)切除零件表面少許的多余材料，讓零件變得更加光滑，形狀更加趨近于成品。切削作為最后一個(gè)階段，即在高壓高溫的作用下，通過切割刀具對金屬材料進(jìn)行實(shí)際的切割，這一過程會(huì)直接切除掉絕大部分的多余材料。

3 結(jié)語

在科技的不斷進(jìn)步下，金屬材料的加工技術(shù)也在與時(shí)俱進(jìn)，在加工材料時(shí)，要去充分的考慮材料挑選的使用性原則以及環(huán)境性原則，同時(shí)也要善于發(fā)現(xiàn)加工時(shí)所出現(xiàn)的問題，研究問題并制定出具有針對性的解決方案，合理的使用多種加工工藝，以此來促進(jìn)加工技術(shù)愈發(fā)成熟，推動(dòng)機(jī)械制造業(yè)的整體發(fā)展。