材料成型與控制工程的金屬材料加工

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【摘要】文章主要對(duì)常用的金屬成型材料成型技術(shù)進(jìn)行了介紹，希望對(duì)合理選擇金屬加工成型方法，保證加工質(zhì)量有所幫助。

【關(guān)鍵詞】材料成型；控制工程；金屬材料

1機(jī)械加工成型

現(xiàn)在的金屬材料加工成型，主要是使用機(jī)械加工，加工機(jī)械的關(guān)鍵部位是加工刀具，現(xiàn)在使用的刀具很多是金剛石成分的刀具[1]。使用這種刀具對(duì)鋁基復(fù)合材料進(jìn)行加工比較廣泛，鋁基復(fù)合材料使用金剛石刀具加工主要可以分成三種，分別是鉆銷(xiāo)形式、銑銷(xiāo)形式和車(chē)銷(xiāo)形式。鉆銷(xiāo)形式使用的是鑲鉆麻花鉆頭，對(duì)鋁基復(fù)合材料加工，一般情況下使用B4C顆粒鉆銷(xiāo)，而且在加工的過(guò)程中還需要添加切銷(xiāo)液，這種液體可以增加鋁基復(fù)合材料的強(qiáng)度。銑銷(xiāo)形式使用材料有2.0%的粘接劑，還要8.5%的端面銑刀，這樣的加工方法能強(qiáng)化鋁基復(fù)合材料。車(chē)銷(xiāo)形式主要使用刀具是硬合金刀具，而且在使用這種加工模式中還需要添加乳化劑，使用這種液體的目的是起到冷卻效果。

2擠壓和鍛模塑性成型

金屬材料在實(shí)際成型加工時(shí)，可以在模具的表面涂抹一層潤(rùn)滑劑，所選用的壓力成型方法里要能有效控制壓力，以減小在制造時(shí)產(chǎn)生的摩擦系數(shù)[2]。有研究表明，使用有效壓力和涂抹潤(rùn)滑劑，能夠使加工過(guò)程中擠壓壓力減少至少35%。擠壓力的減少能減少對(duì)模具的損傷，減少對(duì)金屬塑性的削弱，還能防止金屬變形中抵抗力減弱，從而有效提高成型效率。除了使用上述方法進(jìn)行加工，還可以在金屬基材料中增加適量的增強(qiáng)顆粒，降低其可塑性，增強(qiáng)金屬材料的變形抗力，再在加工過(guò)程中增加一定的溫度，使增強(qiáng)顆粒和金屬材質(zhì)加快融合，加強(qiáng)金屬基材料的可塑性[3]。一般來(lái)說(shuō)，在金屬基材質(zhì)中使用增強(qiáng)顆粒會(huì)影響擠壓的速度，如果在加工的材料中使用的增強(qiáng)顆粒較多，加工時(shí)就要嚴(yán)格控制擠壓速度。如果擠壓速度過(guò)快，很容易造成材料成型以后便面出現(xiàn)橫向裂紋?？傊?，在使用擠壓和鍛模塑性成型技術(shù)對(duì)金屬基材質(zhì)加工的過(guò)程中，不僅需要在模具上涂抹潤(rùn)滑劑，還需要控制加工中擠壓的速度，提高相應(yīng)的溫度，并對(duì)這些技術(shù)嚴(yán)格控制，只有這樣，才能夠保證加工的質(zhì)量。

3鑄造成型

使用復(fù)合材料的加工成型技術(shù)中，最常用的一種方法就是使用鑄造成型技術(shù)。實(shí)際加工過(guò)程中，對(duì)金屬?gòu)?fù)合型材料添加增強(qiáng)顆粒以后，這樣的情況下熔體粘度會(huì)有增強(qiáng)，同時(shí)流動(dòng)性也會(huì)增強(qiáng)，在加上增加增強(qiáng)顆粒的過(guò)程中會(huì)使用熔體的方法使其融合在一起，同時(shí)因?yàn)榻?jīng)過(guò)高溫作用會(huì)產(chǎn)生一些化學(xué)反應(yīng)，這種時(shí)候會(huì)改變金屬材質(zhì)的基礎(chǔ)性質(zhì)。為了控制金屬材質(zhì)基本性能，在熔化金屬材質(zhì)過(guò)程中要對(duì)溫度嚴(yán)格控制，同時(shí)在保溫時(shí)間上也要采用嚴(yán)格控制方法。在高溫情況下對(duì)增強(qiáng)顆粒的添加容易發(fā)生界面反應(yīng)，比如在添加的增強(qiáng)顆粒是碳化硅顆粒容易出現(xiàn)這種現(xiàn)象。出現(xiàn)界面反應(yīng)以后熔體的粘度會(huì)增強(qiáng)，會(huì)出現(xiàn)難以澆筑現(xiàn)象，而且還會(huì)影響到材質(zhì)本質(zhì)。解決問(wèn)題的方法是使用精煉法，同時(shí)還要添加一定量的變質(zhì)添加劑，使用這種方法在鍛造成型是不適合使用在添加了增強(qiáng)顆粒的鋁基復(fù)合材料中。

4粉末冶金成型

粉末冶金成型技術(shù)使用最為早，因此這項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際經(jīng)驗(yàn)比較豐富，該技術(shù)使用在成型制造主要是對(duì)金屬基復(fù)合材料使用，還可以對(duì)顆粒復(fù)合材料零部件和制造晶須中使用。同時(shí)粉末冶金技術(shù)在后期也使用在一些尺寸較小，造型比較簡(jiǎn)單，或者是一些高精密要求的零部件生產(chǎn)加工中。使用粉末冶金技術(shù)加工零部件，有著很多方面的優(yōu)點(diǎn)：（1）成型的組織細(xì)密；（2）產(chǎn)品加工成型以后增強(qiáng)相分布均衡；（3）成型以后增加相可調(diào)節(jié)；（4）界面的反應(yīng)減少。隨著不斷對(duì)該技術(shù)的研究，現(xiàn)在可以把粉末冶金技術(shù)使用到更多成型加工中。比如自行車(chē)架加工，管材加工、自行車(chē)零部件加工等。使用粉末冶金技術(shù)加工的產(chǎn)品有著較強(qiáng)的耐磨性。在加工時(shí)使用該技術(shù)在汽車(chē)的產(chǎn)品生產(chǎn)，飛機(jī)零部件生產(chǎn)和航天器材零部件生產(chǎn)。

5結(jié)束語(yǔ)

在材料成型與控制工程中的金屬材料加工分析主要包括四個(gè)方面的內(nèi)容，分別是機(jī)械加工成型、擠壓和鍛模塑性成型、鑄造成型、粉末冶金成型。使用好這些加工技術(shù)，能有效保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊藝,閆拓,杜鵬.材料成型與控制工程中的金屬材料加工分析[J].南方農(nóng)機(jī),2018,49(17):32.

[2]胡志軍,傅煜平.材料成型與控制工程中的金屬材料加工[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備,2017(12):160+162.

[3]林煥新.材料成型與控制工程中的金屬材料加工探討[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊,2017(16):105.

作者：李成陽(yáng) 單位：遼寧科技大學(xué)