江苏徐州工程机械研究院有限公司 江苏徐州 221004
摘要：近些年来，随着我国经济的不断发展，工业领域获得了更大的发展空间，各个相关的行业也取得了较大的进步。对于制造业来说，材料成型和控制工程的发展是决定制造业发展的重要因素，也是决定其快速发展的重要保障。材料必须经过加工、制作成成品，才能发挥其功效，在加工材料的过程中有必要掌握材料成型、控制工程等方面知识。所以，本文就对材料成型与控制工程进行分析，并对其中的金属材料加工技术进行了探讨，以供参考。
关键词：材料成型与控制；金属材料加工；技术创新
当前，我国已处于工业化快速发展阶段，对金属材料的需求也在不断增加，材料成型和控制工程的出现，提高了金属材料加工技术水平，提高了产品质量和使用性能，这为我国机械制造业的发展、为我国工业水平的提升奠定了坚实基础。
一、材料成型与控制工程概念阐释
材料成型与控制工程是一个实用性学科，该学科剖析各种类型材料的宏观结构、微观结构、表面形态转换，深入研究材料热加工方法和塑性成形方法。材料成型与控制技术一般应用在机械制造行业、建筑行业以及设备加工行业，技术水平直接决定了这些行业产品制造质量、产品制造效率，关系到制造行业的利润，对于我国工业发展起到关键性基础作用。一般来说，产品设计必须应用材料成型与控制工程理论内涵以及具体的加工工艺，确定材料的性质、特点以及加工成品的功能，合理规划设计材料加工。金属材料是目前工业生产中较为常见的材料，材料成型与控制工程以分析金属材料性质、特点为主，充分考虑到材料成型与控制工程理论内容以及金属材料加工方法，探究材料成型与制造的关键技术，并利用领先的加工技术，实现制造技术的革新，确立我国工业制造的领先优势。加工金属材料时，需要应用到多种工艺技术，例如冲压、挤压、锻造、铸造以及焊接等工艺，这些工艺对技术水平提出了较高要求，每个技术环节出现差错都极易导致成型产品出现瑕疵，成型产品质量难以达标，其使用性能不能达到相关要求。因此，使用、加工金属材料之前，应仔细分析材料的物理性质、化学构成，并对材料进行测试，使其达到加工成型相关要求，结合此种材料的工作环境特点准备复合材料。
二、金属材料挑选的原则
1.使用性原则
金属材料挑选时需要遵循的使用性原则，能够保证产品完成规定的功能，确保金属材料的可塑造性和可使用性。第一需要充分考虑产品功能要求，根据需要加工的零件产品，以及其主要的使用要求，相关的性能和使用寿命等等来选择相适应的金属材料。第二是在产品结构方面，金属材料的结构不同，在成型加工过程中选择的工艺也各不相同，最终所呈现出来的性质也存在较大的差异性。因此应当合理的选择金属材料的结构。第三是需要充分考虑使用的安全性能，预测材料在加工中和成型使用后有可能出现的危险，做好防范措施。第四要注意其工作环境，工作环境中的各种外部因素对金属材料也会造成一定的影响，例如温度湿度，腐蚀性，冲击，振动等等，需要提供一个良好的工作环境，才能确保金属材料性能得到充分的发挥，并保证金属材料加工的质量问题。
2.环境性原则
选择金属材料遵循环境性原则，主要包括以下两点，第一是尽量选择不加任何涂层镀层的原材料。现如今大部分的金属材料为了达到美观防腐等多种要求，因此在设计中会加入涂层镀层。但是涂层工艺本身含有有毒物质，对环境造成了严重的影响，在材料废弃后难以投入到回收利用当中，并对环境造成了极大的污染。例如电镀层中含有铬或其他重金属，严重污染环境。第二是减少使用材料的种类。要求设计师在选择材料时，尽可能的减少多类材料共同使用，使用较少的材料种类来设计零件，不仅便于零件的生产、分类管理，简化了零件的结构，而且在后续回收某种材料时也能更加便利。
三、金属材料常用的加工方法
1.机械成型法
鉴于材料成型和控制工程对金属材料加工的新要求，在实际生产过程中，选用的加工工具以金刚石刀具为主，利用该材料的硬度进行加工工具的制作，能够保证金属材料按照设计形状标准生产，且降低问题发生率。同时，金刚石材料通过与铝基复合材料的融合应用，能够实现精细化加工要求，而与其他材料的融合应用，则能够形成新型加工工具，如钻、铣、车等，提高金属材料的加工质量。不过，在铝基复合材料使用过程中，可将其划分为三种形式，即车削形式、铣削形式和钻铣形式。钻铣形式主要借助的是镶片麻花钻头，如B4C和SIC，对金属复合材料进行加工生产。在生产作业中，结合产品需求，一些企业会添加外切削剂来提升铝基复合材料的性能。铣削要通过1.5%～2.9%的黏合剂做好黏合，然后，通过添加适当的切削液使其不断冷却，如此，就可以保证其使用性能。车削主要的切割工具为硬合金刀具，如在使用A1车削复合材料时，就需要运用乳液为相关切割做冷却处理。
2.粉末冶金成型方法概述
粉末冶金技术是一种传统的材料成型与控制工程加工成型技术，该种技术在促进我国工业发展起到了积极的作用。粉末冶金成型技术最初应用在复合材料零件的制作过程中，利用压力成型的工艺完成加工、成型，适合应用在尺寸小、形状单一的零件制造中。该技术具有较强的适应性，能够应用于多种材料，工艺流程并不复杂，使用时突出增强相分布均匀、组织细密、界面反应少的特点。伴随科技的进步、加工制造技术的突破，该种技术也得到了发展和改进，现如今该技术主要应用于汽车、军事领域产品制造中，例如预制破片、刹车片等。应用粉末冶金成型技术生产、制造的金属产品具有较强耐磨性、较大强度，应用在特种工程领域中能够体现出较高的应用价值，例如含油材料制品。粉末冶金成型技术根据成型方式划分成三类：传统压制成型方式，注射成型方式，3D打印成型方式。粉末冶金成型技术在应用过程中必须将成型方法与金属材料的物质性质、化学性质、产品特点、产品要求相一致，以此来提高产品质量、产品精度、生产效率。
3.采用铸造成型工艺
铸造成型工艺也是金属材料加工中一种常用的方式。在金属加工的过程中，会添加一些增强颗粒，金属熔体的流动性和粘合度由于受到增强颗粒的影响，从而出现各种不同的情况，改变了物质本身的特征。其他物质也会受到各种因素的影响发生化学反应。针对这一情况，在金属材料加工过程中需要加强对成型过程的监督观察管理，时刻关注温度的变化，做好温度的控制工作，在适宜的温度情况下添加增强颗粒，确保增强颗粒发挥自身的效能，同时又不会和材料发生界面反应，影响材料的质量。只有做好温度的把控工作，才能确保在金属熔体粘合度适宜的情况下进行模具的浇筑，保障金属材料加工的质量和加工效率。在观察过程中，工作人员需要记录好温度的变化，出现的情况以及恒温时间，做好应急预案，针对温度的变化，选择恰当的方式进行处理。这种加工方式并不适用于每一种金属材料，因此需要根据材料的情况进行选择。
结束语
综上所述，材料成型与控制工程是制造业中一个重要的方向，也是制造业和其他行业快速发展的重要保障。所以，相关人员在未来的工作中，还应加大研究力度，以此保证加工质量，为我国工业发展贡献力量。
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