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综述金属材料加工技术对材料成型与控制工程的重要性

2020-05-22 1100 上传者：管理员

摘要：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：
技术创新
材料工艺
材料成型与控制
金属材料加工
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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。

1、材料成型与控制工程

材料成型与控制工程具有较高的实用性，在该学科中，重点研究的是材料的各种结构形态，如宏观结构、微观结构及表面形态等。目前，材料成型与控制工程在机械制造、建筑、设备加工等行业内均得到了广泛应用，并为相关行业技术创新和改造提供了支持，为产品质量提升、生产制造效率提升奠定了基础。

在产品设计中，一般是按照材料成型和控制工程理论及加工工艺对材料的性质、特点、加工后的性能进行了解和确定，之后再进行方案设计，开始加工生产作业。金属材料作为目前工业生产中最常用的材料，通过材料成型和控制工程对金属材料的性能及特点进行确定，能够科学选择金属材料加工技术，保证最终成品的质量和性能。且在加工成型和控制工程引导下，金属材料加工生产工艺也得到了提升，产品性能得到了扩展，引领着我国工业生产向更先进、高技术的领域迈进。

在金属材料加工中，应用的工艺种类较多，如冲压、锻造、铸造、焊接等，每个工艺环节对技术都有较高要求。一旦出现技术问题，生产出的产品就会存在瑕疵，难以达到规定的标准要求，为企业带来一定的经济损失。但在应用材料成型和控制工程理论后，在金属材料加工前，可先对材料性能、构成成分等进行分析，之后结合材料特征合理设计加工技术及所需的复合材料，这能够有效降低加工制造中存在的问题，提高产品的生产质量。

2、金属材料的选材原则

相比单一的金属材料，金属复合材料选择中的复杂性更大。金属复合材料由于物理和化学性质的不同，应用范围及环境也存在较大差异，加工方式及生产后的零部件性能也会存在明显不同。所以，在金属复合材料的选择上，要结合产品的具体要求进行材料的科学选用，以此保证产品的最终生产质量。以连续性纤维增强金属材料为例，在使用该种类型材料进行加工生产时，为保证产品质量和性能，一般会采用复合型加工方式，但单一的复合型加工方式很难保证产品最终质量的标准性，这就需要利用一些辅助措施，对产品质量进行保证，这时，就需要对金属材料的构成成分、化学和物理性能等进行分析和掌握，选用合理的辅助手段，提高加工制造质量。

最常使用的辅助手段以自动化控制技术和化学制剂的应用为主，其不仅能够保证产品质量的标准性，还能对加工流程进行简化，提高加工生产效率，保证产品性能和功能。需要注意的是，在金属材料的加工过程中，需要控制工艺加工中的各个细节，一旦在加工过程中由于人为原因导致纰漏，将会对金属复合材料的成型质量造成不利影响。严重时，还会造成一定的安全隐患，影响材料成型后的应用情况。

3、金属材料常用的加工方法

3.1 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。

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。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 电切割技术

电切割技术在金属材料加工中的应用需要结合金属材料加工形状要求，科学选择切割工艺和方式，保证金属材料的加工质量。但在电切割过程中，由于是利用正溶解方式开展切割作业，所以切割过程很容易因与金属材料间的摩擦而导致细小粉末或杂质产生，一旦这些杂质或粉末进入孔洞中，就会对加工作业带来较为不利影响。因此，在电切割中，要合理利用零件与负极间的间隙达到清洗效果，保证加工作业的顺利进行。将电切割技术与传统放电加工方式比较，发现电切割技术在使用中，可将电流液全部引入移动电极线中，从而避免局部高温现象的产生，保证产品加工质量。

3.4 粉末冶金成型工艺

粉末冶金成型是一类起步发展时间较早的金属材料加工工艺。粉末冶金成型工艺的适用范围较为宽泛，且实用效果良好。通常来说，粉末冶金成型工艺多用于加工规格小、形状复杂的精密型零配件。但粉末冶金成型工艺的优势具体体现在成型制造方面。在实际应用过程中，通过含量调整的方式进行局部调整。若颗粒含量超过半数以上，则必须严密控制制造精密度。此外，粉末冶金成型工艺具有界面反应小的优势特征，这可以在很大程度上提升加工的效率与质量。

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。同时，材料自动化生产，还可以有效解决人工操作失误、生产效率低等突出性问题，最终达到提升生产效率、保障产品质量的目的。

5、结语

总而言之，材料成型和控制工程在金属材料加工中有着重要作用，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。

参考文献：

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