新型金属材料成型加工技术研究

摘要：新型金属材料得到了广泛的应用，对于人们的生活和工业生产都产生了巨大的影响。而如何加强新金属材料的成型加工，以节省材料并达到现代工艺需求，这是当前新型金属材料成型加工的重点。更多的零部件制作采用新型金属材料，也催生了很多先进的成型加工技术。在新时代背景下，究竟如何才能进一步存进新型金属材料成型加工技术的发展与完善，是当前的材料工程师重点关注的问题。

关键词：新型金属材料;成型加工;加工技术;技术创新

1新型金属材料的概述

1.1新型金属材料的固有特性。新型金属材料具有更好的延展性;新型金属的化学性较为活泼;新型金属具有特有的光泽与色彩等。当前应用广泛的新型金属材料包括形状记忆合金、高温合金、贮氢合金以及非晶态合金等。

1.2新型金属材料的加工特性

1.2.1锻压性。锻压性对于金属的成型加工的关键因素，金属具有的锻压性能够使金属在锻压的过程中承受塑性变形，并有效缓解冲压。

1.2.2焊接性。焊接性是金属成型加工的基础特性之一，所指是金属材料通过焊接来完成二次成型并满足设计要求。新型金属材料的焊接性良好，在焊接时可以保证没有气孔、没有裂缝等。新型金属材料具有好的焊接性通常收缩小、导热性能好。

1.2.3铸造性。金属所具有的铸造性包括收缩性、流动性、偏析以及裂纹敏感性等具有相关性，由于新型金属材料均为合金，因此其中含有的高熔点元素会金属的流动性降低，给材料成型加工增加了一定的难度。

2新型金属材料成型加工的原则

一般具有良好的耐磨性与较高的硬度，以满足各类工程建设与机械化生产的质量需求。但是新型金属材料的这一特性也给其在成型加工方面增加了一定程度的困难，例如金属材料的硬度较高会导致其在普通的锻造环境下很难发生变形，使得很难将其塑造成一定形状或尺寸的工业零部件。不同的金属材料具有不同的特性，市场对金属材料成型加工后的质量与性能也有不同的要求，因此通常会根据金属材料不同的特性采取不同的成型加工技術。例如有些特殊的金属复合金属材料只有通过金属基复合材料的纤维性增强，才能实现成型加工。而其他特殊的新型金属材料在进行成型加工时需要更加复杂的技术，因此在进行二次加工时要做到因材料的不同而采取有针对性的技术，做到具体问题具体分析，从而切实推进新型金属材料成型加工的实践进程。新型金属材料的成型加工通常会涉及到焊接、挤压、铸造、超塑成型以及切削加工等加工技术，通在实际的工作中发现，加工过程中的任何一个小的失误或者纰漏，都会对材料的成型造成一定的影响，因此在加工前一定要对金属材料的物理及化学属性进行深入的、透彻的了解，从而能够基于其可塑性实现成型加工，这也是当前选择复合材料的重要原则与指标之一。

3新型金属材料成型加工的技术研究

3.1粉末冶金成型加工技术。粉末冶金法是应用于新型金属材料成型加工中的最早的技术之一，主要用于制造复合材料零件、颗粒制造以及金属基复合材料中的晶须增强等。粉末冶金加工技术的适用范围主要是针对尺寸较小、形状不复杂及较为精密的零件，因为粉末冶金技术的优势在于成型制作过程中能够根据实际中的需求来进行增强相含量的调节，即颗粒含量在半数以上;制作中的增强相较为精密，且组织更加细密，除此之外，粉末冶金法还具有界面反应少的优势，有效提升了工作效率。

3.2铸造成型技术法。铸造成型技术是将液态的金属浇注到与零件尺寸、形状相匹配的铸型中，待液态的金属冷却凝固之后，将固态的金属材料取出，即可获得与铸型形状一致的毛坯或零件。在铸造成型技术的应用过程中，铸型的有效性检验是非常重要的环节，其形状、尺寸等质量的把控直接关系到零部件的质量与性能。

3.3机械加工铸造法。电切割技术是通过在介电流中插入移动的电极线，然后利用局部的高温对金属材料进行几何形状切割，这样的方式也可以充分高效地利用冲洗液体的压力对零部件与负极之间的间隙进行冲刷，因此较传统的放电方式具有一定的优势。具体的方法有以下几种：首先是铣削的方法，具体的材料包括l5%～20%的粘结剂、聚金刚石刀具以及端面铣刀，在进行铣削时需要先利用切削液来实现冷却，并增加铣削颗粒;其次是车削的方法，利用乳化液进行冷却，刀具为硬质合金刀具;最后则是钻削的方法，利用外切削液进行冷却，通常采用PCD镶片麻花钻头。

3.4电切割技术法。电切割法是指在成型加工过程中根据零件形状的负极来决定采取怎样的几何切割形状，在材料切割时利用正极溶解的基本方式来实现材料的切割。对于零件成型加工中存在的残屑以及未溶解的纤维等，可以利用零件与负极之间的间隙来实现清洗。与传统的放电加工法相比，显著优势在于在介电流液中浸入移动的电极线，从而能通过液体压力冲刷以及局部高温实现对零件的成型加工。利用电切割法进行成型加工时，非导体复合材料通常会由于放电效果差而产生一定的影响。

3.5焊接技术法。原始金属材料通常需要经过焊接后二次成型再进行后续的工程应用，焊接技术是在高温或者高压的环境下，采用焊接材料，例如焊条或者焊丝，将多个待焊接的金属材料连接成一个整体技术，该技术被广泛应用于航天航空、机械制造等领域。需要注意的是，在新型金属材料的焊接过程中，在金属与增强物二者之间常常会发生化学反应，会影响焊接的速度，在遇到这一问题时，通常可以对金属或者增强物进行轴对称旋转，然后将焊接接头置于高温下，使其达到熔化状态。

3.6模锻塑性成型法，模锻塑性成型法在镁基复合材料与铝基础复合材料中广泛应用，成型法涉及到超速成型、模锻以及挤压等方法。利用此方法生产出来的零器件性能好、组织更加细密。但在应用中要注意：通过挤压温度的适度提高，可以对应提高金属材料的塑性;在模具表面进行涂层或者使用润滑剂等实现摩擦条件的改善，降低材料成型的难度;挤压速度受到增加物的影响，为防止零件产生横向裂纹，一定要控制好挤压速度。

4结语

新型金属材料作为一种现代化的先进材料，拥有更为广泛的应用价值，而其所具有的高模量、高韧性及高强度的特性使其更具生命力。相信在现代科学技术迅速发展的今天，通过对新型金属材料成型加工技术的探究，能为金属材料的广泛应用提供可能，同时为金属产业结构的优化奠定基础。

参考文献：

[1]汪雨佳，樊琦.浅析新型金属材料的成型加工技术[J].中国金属通报，2019.

[2]丁宇翔，侯飞宇，李捷.新型金属材料成型加工技术探析[J].花炮科技与市场，2019.

（作者单文：中铝沈阳有色金属加工有限公司）

作者简介：刘子琢（1990.12.9），男，河南省宝丰县，汉，大学本科，研究方向：新型金属材料成型加工技术研究。