李小林
国网四川电力建设工程咨询有限公司 四川 成都 610000
摘要：金属复合材料具有性能好、质量轻便、延展性能高的优势,它的出现将逐步代替金属材料并使用在机械制造中来。随着现代科学技术的发展，金属复合材料在航空航天、交通运输等许多工程领域中都发挥了巨大的作用，代替了很多传统的材料。在金属材料加工过程中，压力加工张力控制对于材料加工性能具有重要影响。基于此，本文在探讨金属压力加工基础上，对其张力控制展开概述。
关键词：压力加工；张力控制；施工；措施
引言
随着目前能源、资源的不断消耗，工业生产对新型金属材料的开发研究需求愈发强烈。其中，金属合金作为轻质材料逐渐成为研究热点。在航天航空、轻量化汽车以及医疗器材等领域均有着良好的发展潜力。基于此，本文首先在概述金属压力加工工艺基础上，对其加工张力控制存在问题及控制措施展开分析概述，进而分析金属合金材料的应用发展趋势。
1压力加工工艺
1.1锻造
锻造是在外力作用下对金属坯料施压，使其产生塑性变形以获得所需形状和大小的零件或坯料的一种压力加工方法。锻造包括自由锻和模锻，两种都是常见的提供零件或坯料的加工方法。以Mg-Li合金为例，目前相比于轧制和挤压，虽然对Mg-Li合金锻造加工工艺的研究较少，但不可否认的是，Mg-Li合金的锻造加工工艺研究依旧取得了一定的成果。研究发现，随着锻造的变形量逐渐增大，合金内的α-Mg相逐渐破碎细化重组，形成较均匀的组织。此外，变形温度以及应变速率变化对Mg-Li合金的动态再结晶过程也有着影响，这一现象在其他学者针对LAZ821所构建的流变本构方程的文献中有所提及。在低温、高应变速率下，加工硬化效果明显，抑制了晶粒的生长。而当温度升高，应变速率下降时，晶粒的细化作用开始突出。
一般机械制造工业领域中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状简单的可用焊接件或轧制的板材外，多采用的是锻件。
1.2挤压
挤压是通过外力作用在金属坯料一端施加压力，让坯料通过模孔并产生塑性变形，以获得相应于模孔形状的制件的一种压力加工方法。通过挤压加工工艺，材料的利用率提高，组织和机械性能均得到了改善。按挤压坯料方向不同分为正挤压、反挤压和正反复合挤压3种，实际应用时会按照材料不同变形要求选择挤压方式。
关于挤压在金属复合材料中的应用，国内外有很多的学者都进行了研究。邹君玉通过球磨与压力浸渗的复合工艺制备出GNP/Al复合材料，研究了热挤压前后复合材料的力学性能。结果表明：经过热挤压之后，复合材料的抵抗拉伸变形强度与伸长率都有一定程度的提高。郭建亭等人通过烧结和热挤压的方法制备了石墨烯增强铝基复合材料（GNP/Al）。结果表明：相比于纯铝，GNP/Al复合材料的抗拉强度从154MPa提高到259MPa。
1.3轧制
轧制是让金属坯料通过两个旋转轧辊中间使材料产生塑性变形，以获得所需形状和尺寸轧制件的一种压力加工方法。轧制是最常用的塑性成形方法，主要用于生产板材和管材等。根据工件轧制成形温度不同，分为热轧、冷轧和温轧三种。
近年来，从轧制中发展出的新型轧制方法也很多。如江鹏等人采用累积叠轧（ARB）的方法制备了GNP/Al层状复合材料，研究了ARB道次和GNP对复合材料的显微组织、常温力学性能、拉伸断口形貌的影响。结果表明：ARB道次的增加有利于界面的结合，且使石墨烯层厚减小，在G/Al复合材料中单位面积分布均匀性增加（层状分布）。另外，庚润等人通过中间合金铸造法和ARB工艺成功在Al合金中制备出了新型的异质分层结构。与传统的叠轧纳米颗粒增强铝基复合材料相比，复合叠轧的纳米颗粒增强Al-Mg-Si复合材料同时提高了基体Al合金的强度-延性。此项工作表明了大塑性变形可以改善复合材料中的颗粒分散，并且纳米颗粒可以有效地细化铝合金晶粒结构并对析出相产生细化作用，为利用纳米颗粒的分散来设计新型微观异质结构并改善铝合金基体的机械性能提供了新思路。
2金属压力加工张力控制的问题
2.1钢材问题
如果钢材质量存在问题，将对金属压力加工张力控制产生不利影响。目前市场上许多类型的钢材质地较软，在生产加工中会大大增加张力控制技术的难度，容易带来很多问题和故障。
2.2精确度不高
目前，工业生产对金属压力加工的要求越来越高，但从实际情况来看，在金属压力加工一直存在精度不高的问题。主要体现在相关机械设备的应用上，设备参数设置会有偏差，最终会造成张力控制问题。
3金属压力加工张力控制的对策
3.1合理选择金属材料
金属材料质量控制中，加工人员必须充分掌握金属材料的性能，并对金属材料的性能进行综合分析和评价，以保证其能满足金属压力加工中张力控制的要求。同时，要从金属的实际性能出发，制定有效的张力控制方法，深入研究和掌握金属的性能，提高后续张力控制的准确性和可靠性。
3.2提升张力控制精确度
金属压力加工中张力控制，需要注重精度控制和严格把关。仔细分析金属压力加工指标和参数要求，确保相关加工操作能满足要求。
金属压力加工只有选择最适宜的机械设备，才能保证张力控制有效进行。具体要求有以下几点：
（1）卷取机。在选择卷取机的时候，应该确保其功率、型号等满足规定要求，可以保证金属压力加工过程的可靠性。
（2）夹送辊的选择。夹送辊不仅能够保证卷曲、刚才开卷更加可靠，而通过对发电机进行测速，可以确保各机械设备运行速度符合加工要求。
（3）合理选择测厚仪。对需要进行加工处理的材料厚度作出精确测定，提升处理的可靠性，确保张力控制效果更好。
（4）应用自动控制系统。随着科技水平的提升，要及时更新自动控制系统，确保充分发挥出其价值。
4金属合金材料应用发展领域
4.1汽车工业领域
金属复合材料在汽车工业领域的研究出现最早。20世纪80年代，日本丰田公司就已经在汽车零部件用复合材料方向进行了研究。美国的Duralean公司为使汽车轻量化，提高汽车部件耐磨性，在制造车辆制动盘时选用了SiC/Al，不仅减重60%，而且汽车的噪声和耐摩擦性能均得到了改善。上海交大及兵器科研所等单位，就关于汽车零部件用铝基复合材料方面进行了许多的研究工作。
4.2航空航天领域
航空航天领域研究新型复合材料制造轻量化、优性能的飞机和卫星已成趋势，而铝基复合材料的成长更加推动了这一趋势的发展。美国航空航天局（NASA）用GNP/Al复合材料制造了航天飞机中长20m的货舱架；同时NASA也采用由DWC公司制造的Cr/A1复合材料来制造卫星导波管，发现其导电性有着较好的表现，而且与之前采用的石墨/环氧树脂导波管相比，也减轻30%左右。
4.3电子和光学仪器领域
电子封装领域中，自20世纪90年代以来，许多国家的高科技公司发展用于电子封装的SiC颗粒增强铝基复合材料。目前，美国在电子封装用复合材料方面已成功研制SiC/Al、Si/Al、C/Al等铝基复合材料，为解决电子器件快速散热问题做了贡献。在精密光学仪器的应用方面，望远镜的底座和支撑架也已经采用铝基复合材料来制造。另外，铝基复合材料也用于制造旋转扫描镜、红外观测镜、激光镜和激光陀螺仪等许多精密的仪器。
5结束语
综上所述，现阶段针对使用压力加工工艺来改善金属合金性能的研究已经取得了一定的进展，包括研究了不同合金在不同加工工艺中微观组织的变化，以及数种压力加工工艺对金属合金性能的提升效果等。然而，在压力加工过程中，有关张力控制仍需加强重视，针对张力控制存在问题，采取相应措施加以解决，从而促进金属压力加工工艺发展。
参考文献
[1]乔鹏飞.金属压力加工张力控制系统关键技术分析[J].世界有色金属，2017(19).
[2]耿建红.金属及加工表面粗糙度的影响因素[J].内燃机与配件，2021(03).
[3]李瑞红.变形工艺对LA91Mg-Li合金显微组织及力学性能的影响[J].热加工工艺， 2019(14).