材料成型與控制工程中的金屬材料加工研究

　　摘要：現(xiàn)如今，隨著時代的進步，機械制造行業(yè)飛速發(fā)展，對機械制造提出了更高的要求。經(jīng)過不斷實踐探索，材料成型與控制工程逐步成為機械制造行業(yè)的重點工藝。為了促使機械行業(yè)穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展，文章對材料成型與控制工程的含義、金屬材料選擇標準以及金屬材料加工的常用方法進行了探究。

　　關(guān)鍵詞：材料成型;控制工程;金屬材料加工

　　引言

　　隨著我國工業(yè)化進程的不斷加快，對金屬材料的需求量不斷加大，對其性能的要求也不斷提高，材料成型與控制工程直接關(guān)系著工業(yè)機械制造水平和材料利用率的高低，是制造業(yè)的重點內(nèi)容之一。材料成型與控制技術(shù)進步需要經(jīng)過長期的研究和探索，需要明確材料結(jié)構(gòu)以及適合應(yīng)用的環(huán)境。因此，在工業(yè)發(fā)展過程中必須要重視材料成型與加工工藝，明確金屬材料的成型方法和應(yīng)用特點，真正發(fā)揮金屬材料的性能優(yōu)勢，使得加工控制技術(shù)能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)需求。

　　1材料成型與控制工程概念

　　材料成型與控制工程是一個實用性學(xué)科，該學(xué)科剖析各種類型材料的宏觀結(jié)構(gòu)、微觀結(jié)構(gòu)、表面形態(tài)轉(zhuǎn)換，深入研究材料熱加工方法和塑性成形方法。材料成型與控制技術(shù)一般應(yīng)用在機械制造行業(yè)、建筑行業(yè)以及設(shè)備加工行業(yè)，技術(shù)水平直接決定了這些行業(yè)產(chǎn)品制造質(zhì)量、產(chǎn)品制造效率，關(guān)系到制造行業(yè)的利潤，對于我國工業(yè)發(fā)展起到關(guān)鍵性基礎(chǔ)作用。一般來說，產(chǎn)品設(shè)計必須應(yīng)用材料成型與控制工程理論內(nèi)涵以及具體的加工工藝，確定材料的性質(zhì)、特點以及加工成品的功能，合理規(guī)劃設(shè)計材料加工。

　　金屬材料是目前工業(yè)生產(chǎn)中較為常見的材料，材料成型與控制工程以分析金屬材料性質(zhì)、特點為主，充分考慮到材料成型與控制工程理論內(nèi)容以及金屬材料加工方法，探究材料成型與制造的關(guān)鍵技術(shù)，并利用領(lǐng)先的加工技術(shù)，實現(xiàn)制造技術(shù)的革新，確立我國工業(yè)制造的領(lǐng)先優(yōu)勢。加工金屬材料時，需要應(yīng)用到多種工藝技術(shù)，例如沖壓、擠壓、鍛造、鑄造以及焊接等工藝，這些工藝對技術(shù)水平提出了較高要求，每個技術(shù)環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯都極易導(dǎo)致成型產(chǎn)品出現(xiàn)瑕疵，成型產(chǎn)品質(zhì)量難以達標，其使用性能不能達到相關(guān)要求。因此，使用、加工金屬材料之前，應(yīng)仔細分析材料的物理性質(zhì)、化學(xué)構(gòu)成，并對材料進行測試，使其達到加工成型相關(guān)要求，結(jié)合此種材料的工作環(huán)境特點準備復(fù)合材料。

　　2材料成型與控制工程中金屬材料的加工方法

　　2.1機械加工成型分析

　　機械加工成型是金屬材料加工常用的方式，特點是加工方便，設(shè)備資源豐富，加工范圍廣、精度高，理論上可以適用于任何金屬材料的加工。機械加工設(shè)備從早期的普通機床發(fā)展到如今的數(shù)控機床，從單一的車、銑、刨、磨到擁有綜合加工能力的加工中心，加工精度和效率都得到了很大提升。對金屬材料進行機械加工，首先根據(jù)產(chǎn)品的材料特性和形狀特性對加工工藝進行分析，制定工藝路線，安排鉆、銑、車等加工方式，然后選擇合適的加工刀具。

　　一般硬度較低的金屬材料的鉆、銑加工選擇高速鋼材料的刀具，車削加工選擇硬質(zhì)合金類刀具，刀具表面可以涂層;硬度較高的金屬材料加工，采用金剛石、陶瓷及立方氮化硼等材料的刀具，加工過程中可以加入切削液，用以減少加工表面與刀具的摩擦并帶走加工過程中產(chǎn)生的熱，保證材料最終加工的質(zhì)量。形狀特殊的產(chǎn)品加工，可以采用線切割、電火花、雕刻等手段加工，表面質(zhì)量要求高的，通常需要進行磨削加工，必要時要進行拋光處理。

　　2.2擠壓和鍛模塑性成型

　　因為在金屬材料加工成型工程當(dāng)中，假如模具直接和金屬材料相互接觸，那么就會在加工過程中對金屬材料表面光滑性造成影響，從而也就難以對金屬材料的質(zhì)量及外觀美觀性做出保證。所以在實際加工的過程當(dāng)中，可以降低摩擦來規(guī)避這一問題的發(fā)生。在模具表面添加涂層或者潤滑劑，能夠讓模具和金屬之間的摩擦問題得到有效的控制，依據(jù)相關(guān)調(diào)查工作得到的結(jié)果可以了解到，當(dāng)在模具上添加涂層或者潤滑劑之后，在實際加工的過程中，金屬材料和模具之間的摩擦可以減少30%以上，從而也就可以對產(chǎn)品質(zhì)量及外觀美觀性作出保證。除去上文中所說的這一項措施之外，還可以將增強顆粒添加到金屬材料當(dāng)中，不但可以讓金屬材料本身可塑性降低，還能夠讓結(jié)合之后的材料抗變形性得到一定程度的提升。

　　此時工作人員可以使用增加擠壓速度這一方法來提升生產(chǎn)過程中的擠壓溫度，促使增強顆粒能夠在短時間之內(nèi)和金屬材料融合起來，提升融合速度的同時還可以提升融合效果，對金屬復(fù)合材料的成型做出保證。在加工過程中還應(yīng)當(dāng)考慮到的問題是增強材料本身的效果以及復(fù)合材料中各種材料的占比，通過顆粒物的比例決定使用哪一種方法促進金屬復(fù)合材料的成型。假如在金屬材料當(dāng)中添加的增強材料比較少，那么就可以通過提升擠壓速度來促進融合;如果增強顆粒物的占比較高，那么就應(yīng)當(dāng)控制擠壓速度，保證成型及鍛壓工作的順利開展。

　　2.3粉末冶金成型

　　粉末冶金成型技術(shù)使用最為早，因此這項技術(shù)在實際經(jīng)驗比較豐富，該技術(shù)使用在成型制造主要是對金屬基復(fù)合材料使用，還可以對顆粒復(fù)合材料零部件和制造晶須中使用。同時粉末冶金技術(shù)在后期也使用在一些尺寸較小，造型比較簡單，或者是一些高精密要求的零部件生產(chǎn)加工中。使用粉末冶金技術(shù)加工零部件，有著很多方面的優(yōu)點：(1)成型的組織細密;(2)產(chǎn)品加工成型以后增強相分布均衡;(3)成型以后增加相可調(diào)節(jié);(4)界面的反應(yīng)減少。隨著不斷對該技術(shù)的研究，現(xiàn)在可以把粉末冶金技術(shù)使用到更多成型加工中。比如自行車架加工，管材加工、自行車零部件加工等。使用粉末冶金技術(shù)加工的產(chǎn)品有著較強的耐磨性。在加工時使用該技術(shù)在汽車的產(chǎn)品生產(chǎn)，飛機零部件生產(chǎn)和航天器材零部件生產(chǎn)。

　　2.4鑄造成型

　　鑄造成型技術(shù)也是監(jiān)護材料成型中的一種常用方式。在實際加工中，金屬基復(fù)合材料在增強物質(zhì)的影響下，金屬熔體的粘度和流動性也會發(fā)生改變，同時在一定的溫度環(huán)境中，相關(guān)物質(zhì)之間會發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)。因此加工人員需要控制溫度以及保溫時間，避免由于化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致金屬材料的功能受到影響。導(dǎo)致熔體的粘度較高，澆筑出現(xiàn)嚴重困難，最終影響金屬材料的本質(zhì)。因此材料成型的加工技術(shù)人員可以使用精煉的方式，通過使用一定量的變質(zhì)劑造渣處理，但這種方式本身具有一定的局限性，不適用于顆粒增強鋁基復(fù)合材料的加工。

　　結(jié)語

　　我國屬于制造業(yè)大國，在現(xiàn)代社會工業(yè)化不斷發(fā)展下，對金屬復(fù)合材料需求量也在不斷增加，越來越的行業(yè)應(yīng)用金屬復(fù)合材料，其發(fā)展前景良好。在進行材料成型與控制工程中的金屬材料加工時，應(yīng)當(dāng)從材料本身特點出發(fā)，對其金屬特性和對其加工技術(shù)的難易程度進行充分考慮，要對金屬材料加工技術(shù)進行深層次的研究，從而實現(xiàn)提高金屬材料加工效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量基礎(chǔ)上再次提升，為我國制造業(yè)發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)。

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　　高分子材料是武器系統(tǒng)中大量使用而又最容易老化的材料之一，貯存環(huán)境下高分子材料的老化是緩慢的化學(xué)和物理過程。這種過程相對于材料本體信息而言是細微而難以覺察的，往往不同試樣之間的差異或是同一樣品不同部分之間的差異足以掩蓋老化本身引起的變化。

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