材料成型與控制工程中的金屬材料加工分析

孫悅清 陳茜 劉璐

摘要：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)的推動下，金屬材料的各個領(lǐng)域中的應(yīng)用價值不斷提升。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，為整個應(yīng)用領(lǐng)域提供更為優(yōu)質(zhì)的金屬材料零部件。

關(guān)鍵詞：材料成型;控制工程;金屬加工

金屬材料中最難的部分是材料的成型與控制，受到自身重要性能的影響，所以有著比較廣泛的應(yīng)用前景，但是伴隨著科學(xué)技術(shù)的飛速前行，部分行業(yè)受到各個不同領(lǐng)域的青睞，所以金屬材料成型不僅要應(yīng)用在一個領(lǐng)域內(nèi)，其實(shí)是多領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)要求，我國在發(fā)展中需要給予高度的重視，通過科研確保自身的技術(shù)水平達(dá)到預(yù)定的水準(zhǔn)，這對提升我國的競爭力有著極為重要的作用。

一、材料成型與控制工程的含義

材料成型及控制工程這一學(xué)科是對塑性成型及熱加工方法進(jìn)行研究，分析各種類型材料微觀結(jié)構(gòu)、宏觀性能以及表面形態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，可以有效解決產(chǎn)品成型過程中存在的問題，是制造業(yè)中一個十分重要的學(xué)科，也能夠為工業(yè)發(fā)展奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)，因此這一學(xué)科應(yīng)當(dāng)?shù)玫匠浞值闹匾暎牧铣尚图翱刂乒こ淘跈C(jī)械制造等領(lǐng)域中得到的應(yīng)用十分廣泛，會直接對設(shè)備生產(chǎn)制造效率及產(chǎn)品質(zhì)量造成一定影響。針對材料成型與控制工程中的金屬材料加工工藝進(jìn)行分析，才可以推動我國制造業(yè)走上一條穩(wěn)定發(fā)展道路上，最終也就可以在我國構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展型社會的過程中，起到一定促進(jìn)作用。

二、金屬材料的選材原則介紹

金屬復(fù)合材料相對單一金屬材料更為復(fù)雜，這在一定程度上也決定了金屬復(fù)合材料的物理特性和化學(xué)特性更加復(fù)雜，其應(yīng)用范圍也相對更加廣闊。目前，不同種類的金屬構(gòu)成的金屬復(fù)合材料已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各類機(jī)械設(shè)備的制造中，但不同類型的零部件功能與性能方面存在非常大的差異，因此在加工方式上也存在一定的不同，這就需要根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域使用不同的金屬材料。以連續(xù)性纖維增強(qiáng)金屬材料而言，為保證材料的成型效果以及工件的質(zhì)量，需要使用復(fù)合型的加工方式，同時在加工過程中還應(yīng)該根據(jù)材料的基本成分、化學(xué)特征、物理特性采用一定的輔助手段，完成材料的加工。目前在對復(fù)合金屬材料進(jìn)行研究時，應(yīng)該結(jié)合最新的自動化控制技術(shù)以及相應(yīng)的化學(xué)制劑進(jìn)行輔助操作，從而不斷簡化材料的加工過程。在金屬材料的加工過程中，需要控制工藝加工中的各個細(xì)節(jié)，一旦在加工過程中由于人為原因?qū)е碌募劼?，將會對金屬?fù)合材料的成型質(zhì)量造成巨大的不利影響。嚴(yán)重時還會造成一定的安全隱患，影響材料成型后的應(yīng)用情況。

三、金屬材料加工方法

3.1 機(jī)械加工成型

現(xiàn)階段金屬材料成型及控制工程中，得到最為廣泛應(yīng)用的金屬切割刀具是金剛石刀具，通過金剛石刀具來對鋁基復(fù)合材料進(jìn)行精加工，和其他金屬基負(fù)荷材料，比方說鉆、銑以及車等，都是現(xiàn)代社會當(dāng)中非常常見的。鋁基復(fù)合材料的金剛石刀具加工形式可以劃分為三種：第一種是車削形式;第二種是銑削形式;第三種是鉆削形式。鉆削是通過鑲片麻花鉆頭對鋁基復(fù)合材料做加工，而后添加一定數(shù)量的外切削液，以此為基礎(chǔ)能夠促使復(fù)合材料的強(qiáng)度得到大幅度提升。

3.2 擠壓和鍛模塑性成型

因為在金屬材料加工成型工程當(dāng)中，假如模具直接和金屬材料相互接觸，那么就會在加工過程中對金屬材料表面光滑性造成影響，從而也就難以對金屬材料的質(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)顆粒能夠在短時間之內(nèi)和金屬材料融合起來，提升融合速度的同時還可以提升融合效果，對金屬復(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。

3.3 粉末冶金成型

粉末冶金成型技術(shù)早期是用來制造晶須及復(fù)合材料零部件的措施，這一項技術(shù)在尺寸小、形狀簡單零部件制造過程中展現(xiàn)出的適應(yīng)性比較強(qiáng)，粉末冶金成型技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的過程中展現(xiàn)出組織細(xì)密、增強(qiáng)相分布均勻以及界面反應(yīng)比較少等特征，現(xiàn)階段粉末冶金成型技術(shù)在很多產(chǎn)品制造過程中得到應(yīng)用，因為粉末冶金成型技術(shù)加工出的產(chǎn)品具有耐磨性強(qiáng)及比強(qiáng)度大等特征，因此在汽車及航天器材制造等領(lǐng)域中展現(xiàn)出的適應(yīng)性比較強(qiáng)。以此為基礎(chǔ)可以了解到，在制造業(yè)金屬材料加工及控制工程中，應(yīng)當(dāng)依據(jù)材料特性及產(chǎn)品需求選擇適應(yīng)性比較強(qiáng)的金屬材料加工技術(shù)，才可以對產(chǎn)品生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量作出保證。

結(jié)語：

在針對金屬材料進(jìn)行成型加工的時候，為了實(shí)現(xiàn)對整個加工過程有效的控制，一般情況下，會結(jié)合實(shí)際情況，對各種不同類型的加工工藝手段技術(shù)科學(xué)合理的選擇。這樣不僅有利于選擇出符合實(shí)際要求的措施，而且還能夠保證金屬材料成型加工的順利開展，同時還能夠為成型加工質(zhì)量和效率提升提供有效保障。

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作者簡介：孫悅清?漢族?籍貫：山東蓬萊?1999.05.15?冶金學(xué)院?材料成型與控制工程中的金屬材料加工分析

（遼寧科技學(xué)院?遼寧?本溪?117104）