材料成型与控制工程中金属材料加工技术探讨

张同杰

摘要：近年来，随着社会发展，我国的化工工程建设的发展也有了改善。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。

关键词：材料成型与控制工程;金属材料;加工技术探讨

引言

金属材料在强度、刚度等方面的表现较好，但腐蚀现象较为普遍，会对某个区域的零部件甚至整个系统造成不良影响。因此，以合理的方式做好防腐工作具有显著意义，是延长设备寿命的重要途径。下文则从机械加工中普遍存在的金属腐蚀现象入手，探讨相适应的防护方法。

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金属材料的加工特性

金属特性由金属组合键性质决定，金属材料可在熔融状态下与氧等非金属形成合金。根据金属元素添加量，合金可分为二元合金、多元合金。金属材料加工特性包括铸造性、切削加工性。铸造性是金属熔化后呈液态，金属材料铸造性能是流动性、吸气倾向。影响合金流动性因素有合金化学成分，纯铁流动性好。铸铁中共晶成分铸铁流动性最佳，能形成高熔点夹杂物的元素会降低合金的流动性。锻压性是金属在锻压中承受塑性变形的性能，与材料的塑性变形抗力、材料成分有关。焊接性是材料焊接成满足设计要求的构件，焊接性能好的金属能获得无缺陷的焊缝，焊接性较好的金属材料导热性好。金属材料切削加工性与金属材料硬度等因素有关。加工性与金属材料的化学成分、金相组织等因素有关。切削加工性化学成分影响包括降低钢强度的元素S，提高钢的强度的合金元素。

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腐蚀防护措施

潮湿空气环境中金属腐蚀概率较大，因此将两者完全隔绝后则可以起到防腐蚀的效果，但从实际情况来看，生产中并不具备完全隔绝潮湿空气的条件，更为妥当的是尽可能限制腐蚀，主要途径有：（1）内部保护：掺入耐腐蚀性能较好的合金元素，提高金属材料自身的耐腐蚀能力。（2）外部保护：通过刷漆、增设金属覆层的方式实现对材料外围的防护，使材料隔绝空气。（1）对于机床处于裸露的零部件，可采取涂漆的方式加以处理，后续使用中若保护层存在缺陷，则要及时填补。若防护剂与冷却润滑液两类材料不具有相容性，当两者接触后也将发生腐蚀，因此要以合理的方式改变两者的状态，使其达到相兼容的效果。（2）切削加工过程中伴有较明显的扰动，导致原有的保护层受损，经过加工后得到的工件也容易发生腐蚀。对此，在冷却润滑液中掺入适量性能良好的防蚀剂，作用在于产生致密的钝化膜，但要注重对乳浊液浓度的控制，将其调整到最佳范围内。（3）经过加工后，可对工件采取喷漆或浸泡处理措施，从而在工件表面形成完整的保护層。除此之外，经过加工处理后，还可使用石蜡达到防腐的效果。

结语

金属材料的美受工艺设计影响，材料性能是发挥材料艺术美的基础，如现代漆画艺术中，常用金、银等材料，其具有独特的光泽色彩。金属材料具有其他材质不具备的美感，展现出金属材料独特魅力个性。金属材料以其独特的艺术形式存在于艺术发展中，是人类文明发展的标志。青铜器在战国时期制造工艺发达，造型各异，如酒器、烹调器、乐器等，器物装置丰富，工艺美精湛丰富。汉朝时期，金属器物设计注重功能性与审美特征统一。隋唐时期，锻造技艺鼎盛，明清时期金属艺术达到精炼程序，器物透露出朴实美感。

参考文献

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