新型金属材料成型加工技术探讨

黄志兵

（江西冶金职业技术学院，江西 新余 338000）

新型金属材料的存在，不仅对人们的日常生活带来了一定程度的影响，同时也使工业生产迎来了新的变化。而当下对于新型金属材料的成型加工来说，其重点就是要尽可能的对原材料进行节省，并使其可以全面达到现代化工艺所提出的要求。在此过程中，相关工作人员除了要优化新型金属材料的成型加工技术以外，还需要对一系列加工技术进行全面了解，保证新型金属材料可以在工业生产中得到更为广泛的使用。而在具体的加工过程中，工作人员也要严格遵守加工原则，并结合新型金属材料的实际情况，对成型加工技术进行创新，以便新型金属材料加工成型的质量可以得到有力的保障。

1 新型金属材料的加工特性

1.1 可锻性

对于金属材料来说，由于其存在可锻性的加工特点，所以其在锻造过程中，可以发生相应的塑性变形，以此来减轻自身所受到的冲压。而金属材料该特性的存在，还可以使其在加工过程中取得为理想的性能。最后，实际加工条件还会对金属材料自身的可锻性造成一定程度的影响。

1.2 铸造性

金属材料本身的铸造性主要包括以下几种，即收缩性、流动性以及裂纹敏感性。对于大部分新型金属材料来说，其基本上都属于合金类，所以会含有部分高熔点的金属元素。而这些金属元素的存在，就会在一定程度上降低材料本身的流动性，这样一来金属材料的收缩率也会随之降低，最终也就更有利于工作人员对金属材料进行更深层次的锻造[1-3]。

1.3 焊接性

对于原始的金属材料来说，其一般都需要工作人员焊接完毕并包覆成型以后，才可以被使用于后续的工程之中。所以对于新型金属材料来说，其所存在的基本特点就是焊接性。焊接性以及高导热性的存在，可以使得金属材料的成型工序更为顺利的开展，同时材料表面形成毛孔或裂缝等现象也会因此有所降低。

2 金属材料焊接成型中的主要缺陷及其成因

2.1 热裂缝与冷裂缝

在金属材料焊接成型的过程中，最经常出现的问题就是裂缝，其中主要包括以下两种类型，即热裂缝与冷裂缝。金属材料在焊接过程中，会有液体的金属材料产生，而这些液体金属材料在凝结之后就会形成热裂缝。热聂风主要会出现在焊缝的中心处。工作人员在焊接金属材料时，主要会使用到的焊接工艺有以下三种，分别是熔焊、压焊以及钎焊。

这三种焊接工艺在使用过程中，都会有相应的热量产生，这些热量的存在会使焊接过程中熔点较低的杂质发生融化以及凝固反应，这样一来就会为焊接裂缝的形成留下隐患。当外界因素使得杂质凝固物受到腐蚀或破损以后，热裂缝就会随之生成。而导致冷裂缝产生的主要原因就是因为工作人员没有严格遵守操作流程对金属材料进行焊接。与此同时焊接母体材料本身的问题也会造成冷裂缝的形成。其中如果金属材料本身没有较强的承受力，即在焊接过程中无法完全承受焊接所带来的压力时，就很有可能形成冷裂缝。最后，在金属材料的焊接环节，在金属材料熔化的过程中，就会产生一定量的氢气，当所产生的氢气含量到达或超过相应指标以后，材料内部就会因此有所变化，最终冷裂缝也会随之产生。

2.2 凹陷与焊瘤

对于凹陷这一问题来说，其经常出现的地方有以下三个部位，即焊缝的表面、焊接的背面还有母材。而在焊缝根部以及母材上，经常会有焊瘤产生。工作人员所使用的焊接工艺是否成熟，是决定这两种缺陷产生的直接性因素。首先，形成凹陷的大致原因可以分为以下四种：第一，工作人员在金属材料焊接成型的时候，没有第一时间对焊条进行短暂性的处理。第二，当工作人员在焊接过程中遇到了母材不慎融化的现象，其并没有对熔敷金属进行充分的补充。第三，在金属材料的焊接过程中，经常会有母材与焊条焊接角度不符合的问题出现，而该问题的存在就会引发电弧过长以及焊接摆动不合理等现象产生。第四，工作人员在同一位置进行多次重复性的焊接，就会引起凹陷问题的发生。其次，造成焊瘤问题出现的主要原因有以下三种：第一，在对金属材料进行焊接之前，工作人员没有对焊条质量进行全面检查，如果焊条质量没有达到相关标准，那么偏心焊条就会被投入到实际使用过程中，而这就会引发焊瘤问题产生。第二，工作人员在焊接过程中，并没有严格控制已经熔化的液态金属，这样一来就会导致其通过焊缝溢出并凝固。第三，工作人员在焊接过程中没有重视并规范自己的焊接自治，导致焊条的熔化速度加快。

3 新型金素材料成型加工的相关原则

对于新型金属材料来说，由于其最大的特点就是拥有较为理想的耐磨性，同时其硬度相对来说也比较高，所以其经常会被使用在工程建筑、机械设备以及航空航天等领域。虽然新型金属材料这些优点的存在会使一些领域的生产质量有所提升，但这些优点同时也为成型过程带来了更高的难度。比如，由于新型金属材料本身的硬度过膏，所以其在普通的锻造环境下很难发生变形，这样一来工作人员就只能根据其特点，为其打造专业的工业配件。除此之外，不同的金属材料其所拥有的特点也会有所不同，而市场对于成型后金属材料的质量以及性能，在技术方面也提出了不同的要求。所以相关工作人员在一般情况下，都会以金属材料本身的特点选择使用不同的成型技术。比如，对于较为特殊的金属材料来说，工作人员只能利用纤维增强来进行二次成型。所以工作人员在对新型金属材料进行成型加工的过程中，必须要先对其特点进行全面了解，然后再以此为基础使用针对性的工艺技术，以此来推动工作效率。

在新型金属材料的成型加工过程中，最为复杂且精细的工艺就是二次成型工艺，该工艺所包含的加工技术基本上都较为复杂，比如有焊接、按压以及超级成型等。操作人员在对新型金属材料进行成型加工时，如果其出现了操作上的事物，那么金属材料的成型加工技术就会因此受到直接性影响。比如，在铸造环节，如果工作人员没有对铸造模具的尺寸以及规格进行严格精准的控制，那么不仅最终所成型的金属制品质量难以得到保障，同时其规格也无法达到零件的实际要求。这样一来不仅会为生产单位带来成本上的损失，同时还会对整个工程的进度造成直接性影响，并使制作周期有所延长。所以，在新型金属材料的成型加工过程中，相关工作人员一定要提前分析金属材料本身的物理性质以及化学性质。只有这样，在出现问题后，工作人员才可以在第一时间根据问题采取最为有效的处理方式。

4 新型金属材料成型加工技术探讨

4.1 粉末冶金技术

对于粉末冶金技术来说，其主要原理就是利用金属材料的分拨，把其当做加工过程中的基础性材料。通过后续对其的一系列烧结使其成型，最终加工成相应的件数材料。在新型金属加工生产技术中，被工作人员最早使用的就是粉末冶金技术，经常会在小型零件的制造领域见到该技术的身影。粉末冶金技术的存在可以在很大程度上提升那些尺寸小、精度高的工业配件的生产加工效率。工作人员在实际操作过程中，其可以通过加工零件的信息对所含物质的比例进行有效调整，以此来实现对零件中所存在的颗粒含量的有效控制。如果工作人员可以对粉末冶金技术进行有效使用，那么该技术的存在不仅可以提升新型金属材料在制造以及成型过程中的精度，同时还可以使新型金属材料中的金属含量得到很大程度的提升。所以在小零件的制造方面，粉末冶金技术具有良好的发展趋势。最后，对于通过粉末冶金技术所生产的材料来说，其基本都拥有较高的耐磨性以及高比强度，所以在汽车、飞机等设备之中，经常会有这些材料的出现。

4.2 铸造成型技术法

对于铸造成型技术来说，其主要原理就是在铸造配件的铸模中加入已经加热到熔融状态的金属材料，在该金属材料达到适宜温度并完全固化以后，工作人员就可以得到其所需要的配件。工作人员在对铸造成型技术进行使用时，要对产品的检验有所重视，只有工作人员严格控制产品的外形及质量以后，所铸造的零件的性能才可以得到有力保障。同时铸造成型技术的存在，还可以使各种各样的设计要求有所满足。

当下，虽然我国的铸铁技术已经逐渐进入了较为成熟的发展阶段，但由于加工条件复杂性的不断提升，导致铸造成型方法相对来说还是较为落后，在该技术下所开展的生产工作也不能再完全满足加工成型所提出的要求。所以，工作人员所要做的就是要以实际加工条件为基础，精准设置铸铁成型技术参数，并选择合适的工艺方法进行使用。在具体的模制过程中，工作人员还需要注意，材料中所存在的颗粒会对其溶体的流动性以及粘度造成直接性影响，同时铸造环境的温度也会使材料本身的化学性质有所改变。

4.3 电切割技术

在新型金属材料的成型加工过程中，工作人员使用率最高的就是电动切割技术，该技术的主要原理就是利用零件形状的负极，选择相应的几何形状对新型金属材料进行切割。工作人员在对新型金属材料进行切割的过程中，最为常用的溶剂就是正极溶剂。对于普通的电动切割技术来说，当工作人员使用该技术对已经成型的零件进行切割时，切割过程就会有很多碎屑产生，而这时就需要工作人员利用零件与负极之间所产生的缝隙完成碎屑的清理。以往工作人员常用的清洁方式就是放电法。该方法的主要原理就是通过液体本身的压力，对零件进行冲洗。同时电切割技术本身的优势也可以完全从该方法上突显出来。除此之外，工作人员还可以利用局部高温的方式，对零件进行加工，然后再利用不良的放电效果实现非导体负荷材料的排放，以此来完成零件的成型工作。最后，一般情况下对新型金属材料进行切割的速度相对来说使比较慢的，同时在切割过程中很有可能会出现各种各样的问题，比如切口粗糙等。所以工作人员可以优先使用市场中较为先进的电动型切割技术，对切割过程进行优化。

4.4 模锻塑型技术

在大部分情况下，工作人员都无法在一般的锻造环境之中对新型金属材料进行成型加工。对于钛合金以及镁合金等金属材料来说，其在变形过程中都会产生加大的阻力，所以如果工作人员想要以一定的尺寸以及形状对这些金属材料进行模制，那么整个制作过程会存在很大难度。所以在技术人员的不断努力下，模锻塑型法也就随之出现。该方法所包含的具体技术主要有以下几种，即模锻、挤压以及超速成型等。工作人员在对新型金属材料进行挤压的过程中，只需要对加工环境的温度进行控制，就可以使加工材料本身的可塑性有所提升。除此之外，工作人员在对模锻塑型技术进行使用的过程中，还需要使用润滑液将其涂抹在模具表面，以此来尽可能的降低模具表面所存在的摩擦力，同时也使金属材料可以更容易成型。最后，当工作人员在对新型金属材料进行成型加工的过程中，可以有效使用模锻技术，那么最终生产的工业零件的性能就可以得到有力保障。

5 结束语

总之，工作人员在针对新型金属材料开展成型加工工作的过程中，一定要先对相应材料的物理性质以及化学性质进行全面的了解。然后再以此为基础选择适当的加工工艺完成加工工作，在保证新型金属材料成型加工质量的同时，也在一定程度上推动整个生产行业的发展。