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基于金属材料成型加工技术的分析

发表时间：2020/10/13 来源：《基层建设》2020年第19期作者：邓兴

[导读] 摘要：近年来，我国的工业化进程有了很大进展，在工业化过程中，材料成型和控制工程是新型产业的一种，在我国工业发展中起着非常重要的作用。

        江西工业职业技术学院江西南昌 330099
        摘要：近年来，我国的工业化进程有了很大进展，在工业化过程中，材料成型和控制工程是新型产业的一种，在我国工业发展中起着非常重要的作用。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
        引言
        进入21世纪之后，我国的工业化获得了空前的发展，随着人们对工业产品的要求越来越高，这就使得工业制造业对材料的成型和加工提出了更严格的要求。金属材料是人们生产和生活中必不可少的重要产品原材料，为了满足人们发展的需求，就必须加强对材料成型与控制工程中金属材料加工技术的研究，以促进工业制造业的稳定发展，满足人们对工业产品的不同程度的需求。
        1新型金属材料加工方法选择
        新型金属材料种类繁多。金属材料具有较好的延展性及特有的光泽色彩等。广泛应用的新型金属材料包括高温合金、非晶态合金等。新型金属材料加工特性体现在锻压性、铸造性。焊接性是金属成型加工的基础特性。新型金属材料无气孔，具有较好的焊接性，导热性能好。锻压性是金属材料成型加工的关键因素，金属锻压性受到加工条件的影响。金属具有的铸造性包括流动性、裂纹敏感性等。新型金属材料为合金，含有的高熔点元素会降低金属流动性。新型金属材料在机械设备制造、航空航天等领域具有巨大的使用空间。应用于工程施工的新型金属材料具备良好的耐磨性，能满足工程成型质量要求。不同金属材料采用不同的加工技术，有些特殊金属复合材料通过增强复合材料纤维成型加工。其他特殊新型材料成型加工时需复杂的技术，二次加工时需因材料不同采取措施。
        2影响因素分析
        金属材料经冷处理后，会使残留下来的奥氏体变为马氏体，导致金属的体积有所增加；而低温回火与时效将对金属变形造成以下两种影响：其一，马氏体分解且碳化物不断析出，导致金属的体积减小；其二，应力松弛，导致金属发生畸变。原始组织对金属有变形约束作用，通过调质处理，能对金属设计变形量进行控制，确保淬火变形变得规律，实现对变形的有效控制。热处理的目的在于对金属性能进行改善，包括抗氧化性及耐磨性。但热处理有效深度有限，为了使渗透层发挥应有作用，需在热处理以后进行磨削加工，这对金属而言，其变形纠正难度相对较大。
        3变形与开裂处理
        3.1金属材料的机械成型加工工艺
        金属材料的机械成型加工工艺是比较传统的加工方法，现如今的金属材料成型与控制工程中，应用比较广泛的机械成型加工工艺就是各种金属切割刀具，而金刚石刀具与铝基复合材料结合起来进行精细加工成型是比较常见的加工工艺。工业制造业中常用的铣削、车削、钻削方式都是利用金刚石刀具来加工金属复合材料，其中最常用、应用最广泛的金属材料成型加工技术就是车削技术，车削技术应用了乳化剂的冷却作用，充分利用金刚石与铝基合成的复合刀具来加工成型金属复合材料。
        3.2挤压锻模塑性成型
        在以往加压作用下进行金属材料加工时，需要在模具表面涂抹一层润滑剂，降低加压过程中，因摩擦阻力增大对金属材料模具带来的影响，保证产品加工质量，提高成功率。不过，在使用挤压锻模塑性成型方式后，则可省略上述处理模式。通过挤压作业，将加工中产生的压力进行有效释放，以此降低摩擦阻力的产生，保证模具的质量，保证产品加工效果。据相关资料记录，挤压后释放的压力值可达到25%～35%。另外，挤压锻模塑性成型方式在应用中，还可改变金属材料的塑性和抗变形阻力，以此保证加工作业的成功率，提高产品质量，保证其性能及功能。其主要是在加工生产过程中，添加适量的颗粒状况，弱化町塑性状况，金属基材料与颗粒状况发生反应，提高金属材料的塑性和抗变形阻力，提高产品质量。

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在这一过程中，颗粒状况的添加提升挤压过程的温度，受温度影响，金属材料的塑性及抗变形阻力自然也会发生变化。若从常规角度考虑问题，通过加入颗粒的含量状况能够提升挤压的变形速率，但由于金属中复合材料的含量偏高，则相关的人员就要严格控制被压缩的速度，但在挤压速度达到上限后，金属材料已经形成自己的固有形状，如此就会导致横向裂纹的出现。
        3.3电化学加工
        电化学加工常用方法是根据负极决定切削形状，通过正极溶解切割材料，可以用某种离子电解质溶解液实现。与传统放电加工法不同，将移动的电机线浸入介电液流中，切削材料通过工件局部高温实现，需探求适宜的工艺参数进行加工。单个火花材料去除机制研究火花，SiC会干扰SiC颗粒，复合材料与铝液脱落的未熔SiC颗粒，可形成重铸层。增强铝基复合材料工艺不能用铝合金切割参数，某些加工表面会呈玻璃样粉末硬化。
        3.4金属材料的砂带磨削加工工艺
        金属材料的砂带磨削加工通常作用于研磨和抛光工序。砂带磨削加工技术中的砂带是技术的关键点，其主要靠砂带的切削运动来实现磨削和抛光，砂带磨削技术一般要经过滑擦、耕犁、切削几个不同的阶段，一步步实现金属材料对磨削的要求，从而更好的投入使用。
        3.5加强机械加工控制
        金属材料完成热处理后还要进行机械加工，根据金属材料具有的变形规律，可使用反变形方法及收缩端预胀孔方法，以此对金属材料由于热处理产生的变形进行控制。与此同时，在进入到最后一道工序后，需要对热处理造成的变形的允许量进行适当调整，变形量要根据上一道工序相应的加工尺寸进行明确和调整。对此，应根据金属材料自身变形规律，在热处理开始前做好对尺寸的预先修正，进而提高热处理质量，使经过热处理后的金属材料能够达到要求。
        4材料成型和控制工程的发展趋势
        一是高效节能。在工业化快速发展的今天，社会对金属材料的需求量不断增加，对加工工艺及技术的要求也在不断加大，为保证生产质量，在材料成型和控制工程中，就有必要对成型时间及生产流程进行科学规划，但这势必会带来能源上的损耗，导致能源浪费问题的出现。基于此，在材料成型与控制工程发展中，应在保证金属材料加工质量及功能的同时，采取合理方式降低能源损耗，以此提高产品的生产效率及质量。二是绿色环保。社会的发展及环保意识的提升，使人们对金属材料加工的要求也发生了改变。传统高污染、恶劣作业环境的加工方式已经无法满足现今要求，而是应以绿色环保为核心，通过清洁型材料及能源的应用，降低加工中存在的污染问题。三是数字化与智能化发展。数字化是指构建完善的数字化数据体系、设计体系、制造体系与检测体系。实现数字化，可以进一步加大各材料生产环节的监督力度，减小生产误差。智能化是指依靠智能控制技术，全方位动态化监控整个材料生产流程，优化生产工艺，提升生产效率，保障产品质量。四是自动化发展。自动化是材料成型技术的必然发展趋势。随着现代工业水平的不断提高，行业对材料生产规模、生产可靠性与生产质量的标准要求也随之提高。在这样的大环境背景下，实现材料自动化生产势在必行。
        结语
        综上所述，金属基复合材料是有价值的先进材料，具有高强度等优点，加工涉及到理化学、金属学等多种学科，自身发展空间很大，有待深入研究成型加工工艺，将金属基复合材料应用于更多领域。
        参考文献
        [1]高静,申志敏.金属材料热处理变形的影响因素与控制策略[J].应用能源技术,2017(6):12-14.
        [2]黄军.热处理过程中影响金属材料变形的影响和改进措施[J].山东工业技术,2018(16):19-20.
        [3]吴江涛,潘海宏,王云龙.金属材料热处理变形的影响因素与控制策略[J].世界有色金属,2017(19):254+256.