对金属材料工艺性能的影响研究

范久亮

【摘  要】随着社会的发展，人们对金属材料的需求不断加大。在生产加工领域，金属材料发挥着非常重要的作用。金属作为现代化工业生产发展应用最为频繁的物质，在日常生活中也有着非常重要的体现。不管是用来投资储备和投资特殊通货的黄金，还是应用在各种器械中的钢铁，这些都会对人们的正常生活带来一定的积极作用。近年来，科学技术的革新发展，使得金属冶炼技术不断完善，使得金属材料的性能越来越好，其应用范围也在进一步扩大。如何有效的完成金属材料的加工，在现有的金属材料加工工艺基础上进行完善优化一直是热门的研究课题。在国际上，金属材料的使用和进出口也是排列在前的，为此，国家也针对金属材料推出一系列管制政策，从而推动金属行业的健康发展。在这种情况下，也就对金属材料的工艺性能有着更高的要求。为了更好的推动金属在生产生活中的应用，本文通过分析现有的金属材料种类，对金属材料的加工方式简单介绍，结合实际情况，提出影响金属材料铸造性能、焊接性能和切削加工性能三个方面的关键因素。

【关键词】金属材料;工艺性能;加工方式

引言

步入二十一世纪，当代社会已经发展为现代化机械社会，人民的基本生活已经和机械密切相关，而作为机械的主要构成物金属材料的重要性不言而喻。在我国，针对金属材料的工艺性能进行研究，使其可以发挥出最大的應用价值，这样对于促进我国经济发展有着重要作用。目前，我国金属制造技术一直在以一种高质量、高速度的趋势增长。总的来说，金属材料的性能可以划分为四个方面：工艺性能、物理性能、力学性能和化学性能。其中，工艺性能指的是金属材料经过机械设备生产加工后所产生的性能，研究金属材料的性能，可以明确其应用方向，对于工艺化发展以及推动经济建设有着现实意义。

1.金属材料工艺种类

在我国，金属材料应用历史较为久远。早在商朝时期青铜器便出现了，经过几千年的发展，金属冶炼工艺不断完善优化，在受到近代信息化技术的影响，机械设备得到广泛应用。其一，铸造工艺。指的就是即将金属加热融化转变为液态，再将其导入准备好的模具汇总，等待期冷却凝固，得到预期形状。其二，锻压工艺。利用机械设备对金属施加压力，使其发生形变，获取到相应规格尺寸的金属。该工艺应用时间较长，但早期锻压工艺只能做一些简单处理，随着科学技术的发展，液压机的出现，真正实现了工业级的金属锻压工艺的发展。其三，焊接工艺。就是通过升温、加热的方式实现金属的接合。常见的焊接方式包括压焊、熔焊和钎焊等。其四，热处理工艺。涉及范围较广，在实际加工中，人们所关注的重点是金属性能的变化情况，比如萃透能力等。

2.金属材料加工方式

2.1热处理加工

机械设备生产应用热处理加工方式，对其性能能够起到很好的控制作用。主轴是机床中重要的零件之一，其质量好坏直接影响到机床的寿命和精度。所以需要结合主轴的性能要求和工作条件，从而制定出科学合理的冷热加工工艺。热处理工艺的步骤为：下料-锻造-正火-粗加工-调质-半精车外圆-钻中心孔，精车外圆-局部淬火-车定刀槽，粗磨外圆-滚铣花建-花键淬火-精磨。应用正火处理工序主要是为了获取到合适的硬度，范围一般在HB170到230之间，为后续加工提供便利条件，有利于锻造组织的改善，可以为调质工序奠定基础。进行调质处理主要是为了主轴的疲劳轻度和综合机械性能。经过调质后硬度等级可以达到HB200。由于主轴各个部分直径存在差异，所以要考虑变形问题。为规避变形，需要注意淬火操作方法。

2.2切削加工

相比热加工处理，切削不需要加热处理，使得温度无法对金属材料性能造成影响。而且金属材料中存在一些易燃金属，处于高温环境会产生氧化反应。即使应用热处理工艺也需要配合惰性气体进行保护，所需成本较高。但是这些金属硬度较低，适合应用切削加工的方式。利用刀具或者砂轮等设备实现加工。不同组织、不同硬度对于不同切削加工操作比如拉、车、刨等，另外切削加工性也存在差异，比如车削加工性较好，而拉、拨等加工性略差一些。

2.3挤压加工

所谓挤压加工，就是利用金属的塑性。绝大多数的金属都具有较好的延展性，对此施加压力，可以发生形变。在正常情况下，金属材料硬度等级较高。直接利用挤压方式使其方式形变难度较大。所以，为降低技术难度，可以先将其加热到一定程度在通过挤压的方式令其发生形变。相比热处理加工，该方式不需要将金属材料加工为液态或者半液态的方式，温度需求略低。所以，挤压方式对金属材料的性能破坏程度较小，很难出现氧化反应，不需要采取惰性气体保护，生产成本相对较低。

3.影响金属材料工艺性能的因素

3.1影响金属铸造性能的因素

锻造性是金属材料所具备的工艺性能中较为重要的一种。是通过对精神材料多次捶打将其内部的物理结构改变，形成特有的状态，常见的方式有热处理和冷处理。锻造性能主要是金属材料受到压力后发生形变的能力，因此，影响锻造性能的最大因素就是金属塑性。锻造温度的把控也是决定锻造性能的关键，将锻造温度合理控制到可接受范围内，才会使得金属具有最理想的变形抵抗力和锻造塑性，并且还可以提高金属的生产率。另外，锻造速度也要特别注意。锻造就是要将金属经过无数次的捶打才可以完成塑性，使金属形成特定的状态。由于不同金属材料性质各有不同，所以锻造速度也存在差异，如果金属硬度和密度较大，此时可以加快锻造速度。自由锻是常见的锻造方式，是大型构件的主要生产方法。

3.2影响金属焊接性能的因素

影响金属焊接性能的因素主要有两种：焊接技术手法和含碳量多少。第一，由于金属工艺性能带有工艺性的欣赏，所以其焊接手法对金属焊接性能有着重要影响。较为成熟的工艺可以让焊接更为美观，如果技术不够成熟，容易造成焊接不牢固的情况。另外，焊接工序也是比较讲究的，要想获取理想的焊接形状，必须采取科学合理的焊接顺序，掌握焊接过程中的注意事项，这样才可以最大程度的发挥出焊接性能。第二，含碳量，也就是原材料的性能。因为金属材料有着不同之处，所以焊接工艺也存在许多差异。通常情况下，弹性较大的金属材料焊接过程中变形程度是最小的。通过金属材料来判定焊接的时间和温度，含碳量不同的金属材料要采取不同的预热方式。

3.3影响金属切削加工性能的因素

影响金属材料切削加工性能的主要因素包括导热性、密度和硬度等。在加工过程中，金属材料的脆性越高，表示其切削加工性能越好。同样，金属材料的硬度越低，那么其切削加工性能也就越差。这种情况下应用切削工具频率较少，不会产生较大的磨损，也可以让金属材料加工表面的质量得到保障。如果金属材料塑性较大，那么其切削加工性能很高，由于可塑性较强，使用工具次数较少，只会产生较小的磨损，保障工具可以长时间应用。另外，在导热性能越好，其切削加工性能越好。具有良好的导热性能，金属可以在短时间内达到一定温度，为切削加工提供便利条件，制作出最为理想的形状。

4.结论

总而言之，在当代社会工业发展以及人们日常生活中，金属起到了非常重要的作用。要想真正发挥出金属材料的性能，其加工处理过程中必须要严格管控。不同的金属材料应用不同的加工方式，并且对金属的密度、硬度、可塑性等全面分析，从而确定最为合适的制造工艺。为此，本位对金属材料工艺性能的影响因素开展研究工作，深度分析金属材料的多种加工方式，希望通过本文的研究，可以为同行业工作者提供科学参考。

参考文献

[1]王帅.含铜抗菌金属材料的工艺及性能研究[D].2015.