浅谈铝合金加工变形控制

肖丽媛，曹媛媛，郭西园

（山西航天清华装备有限责任公司，山西 长治 046012）

铝合金材料能够适用于各种高温环境，耐高温性能非常高，且具有很强的导电性能，对施工环境的要求不是很高。但是在对铝合金材料进行安装与应用的时候，仍然存在着诸多的问题，在温度适宜的情况下，铝合金材料内部应力值变化非常大，在这个时候，不能对正在进行应力值变化的铝合金材料进行内部观察[1]。通常来说，铝合金材料一旦出现应力值变化，那么就会持续保持在这一状态，适量的清除铝合金材料后，能解决内部应力值变化问题，使其内部的应力位置重新分布，从而使铝合金零件出现严重变形[2]。

1 铝合金材料加工变形的研究前提

铝合金材料本身具有很多的优势，如重量比较轻、有较高的防腐性能以及导热性等。通过对铝合金材料材质的分析与研究可以得知，这一材料耐高温性比较强，可以适应各种高温环境。不过，在对铝合金材料进行应用加工的时候，仍然会出现一些问题，比如铝合金的变形问题。导致铝合金材料在加工时出现变形的因素有很多种，在进行加工的时候，因为加工部件内部的组织结构不均匀，所以铝合金材料内部压力会发生一定程度的变化，在材料内部压力变化的时候，部件内部的平衡将会被打破，部件内部的组织结构也会出现变化，且会受到外部作用力的影响，从而导致铝合金材料出现变形，严重影响铝合金材料质量，使其使用寿命大大降低。

2 铝合金加工变形因素

导致铝合金在加工的过程中出现变形的因素有很多，主要包括有机床、夹具、刀具、切削参数、材料特性以及切削工艺，且还包含着温度、通风以及振动等一系列随机因素。机床的影响主要有定位的精度以及刚度，其中，定位精度的影响是最大的；夹具的尺寸以及夹紧力也会给铝合金材料的加工带来影响，如果尺寸及夹紧力不合理的话，那么将会导致加工变形现象的发生。刀具对铝合金材料加工变形的影响是非常大的，刀具的刃数参数、材质以及道具的刚性，直接影响着铝合金材料加工效果，如果刀具选择不合理的话，那么也会导致铝合金材料变形现象的发生。而铝合金材料本身特性的影响，主要是由于材料本身具有一定的刚性、内应力以及塑性，而刚性以及内应力则会影响铝合金部件的加工变形。

3 挤压铝合金在机械加工过程中产生变形的主要原因和特点

（1）铝合金在机械加工过程中产生变形的主要原因。通过相关研究可以发现，在对铝合金材料进行切削加工的时候，如果其温度过高或者切削力过高的话，也会大大增加铝合金材料的变形几率。在进行铝合金零部件制造加工的过程中，如果按压的速度比较慢，那么将会导致材料在挤压机出口的时候温度过高，很难达到标准温度要求，导致零部件无法完成凝固，一直处在半凝固状态，而在这时，如果生产现场没有良好的通风条件，零部件的温度就得不到有效降低，那么零部件就会出现变形问题。由此可以看出，高温与通风问题也是导致铝合金材料在加工生产时出现变形问题的主要原因。

（2）铝合金在机械加工过程中产生变形的特点。在采用铝合金材料来进行零部件加工制造的时候，通过对中铝型材的挤压加工，能够生产出结构形式比较简单的铝合金型材，如棒式、管式以及线式铝合金型材，可以应用这些型材来对结构比较复杂的铝合金部件进行生产加工。

4 铝合金加工变形控制措施

（1）采用先进的加工技术。在对铝合金材料进行加工的过程中，由于加工零件在切割时的温度比较高，所以应当对切割力度进行合理的控制，应当积极引进先进的铝合金材料零件加工工艺，并对加工工艺进行合理的使用。

这样能够有效防止铝合金材料在加工过程中出现变形，确保铝合金零件能够顺利、高质量完成生产。

（2）利用热处理技术。铝合金材料在实际加工的时候，会产生一定的应力值，而应力值的出现将会给加工零件的质量带来极大的影响，为了使零件质量得到有效的保障，防止铝合金材料变形现象的发生，应当采取相应的措施来对产生的应力进行消除。热处理方法是最为常见的一种应力消除方法，在对该方法进行使用的时候，应当根据实际情况来对热处理方法进行合理的选择与优化。

（3）利用切削刀具解决铝合金的变形。铝合金材料本身所具有的高导热特性，在实际加工过程中会导致加工件的温度上升速度过快，从而导致加工件出现变形。所以，在进行铝合金材料切削加工之前，需要选择质量较高的刀具，并综合考虑刀具的直径、刃数以及螺旋角参数是否能够符合切削要求，利用切削刀具来对铝合金材料的变形问题进行解决，以防止铝合金材料在实际加工的时候出现变形。

（4）利用冷处理技术。在进行铝合金材料加工的时候，合理利用冷处理方式能够有效防止加工偏差问题的出现。冷处理的原理主要是通过振动来产生能量，从而驱动组件的移动。在这一过程中，振动强度的不同也会带来不同的驱动效果，会使原来的分散组件恢复到原来的位置，从而使零部件内部的稳定性得到有效提高，以防止零部件变形现象的发生。

（5）装夹方式。根据生产零件的自身特点，来选择最为合适的装夹方式。如果零件的尺寸比较大，那么就需要选择真空装夹方式，而如果零件的尺寸比较小，那么则需要选择虎钳装夹方式，这样能够有效保证刚性以及稳定性，进一步提高铝合金零件的加工效率及加工质量，防止铝合金材料变形问题的发生，且能够有效降低劳动强度以及加工成本。

（6）解决铝合金硬铝板料变形的实例。淬火技术是铝合金材料加工过程中的一种十分常见的技术，铝合金硬铝板料在接受淬火处理的时候，其内部应力会大幅上升，由于板材内部应力与板材厚度是成正比的，所以板材厚度的增加，也会使板材内部应力提升。在实际加工的时候，如果不对板材内部应力采取相应的措施，那么在使用的时候将很容易出现板材变形问题。

5 结语

总之，在材料制造业中，铝合金材料的变形问题是一种非常常见的问题，导致铝合金材料在实际加工中出现变形的原因有很多，其中最为主要的就是加工时的加工工艺使用不合理。

为了使铝合金材料加工变形问题得到有效控制，使材料变形几率得到有效降低，应当加强对先进技术方案的采用，使工业生产水平以及铝合金材料加工水平得到有效提高。所以，不管是现在还是未来，在对铝合金材料进行加工的时候，都必须要对加工工艺进行不断的优化，以防止铝合金材料在加工过程中出现变形问题。