材料成型与控制工程中的金属材料加工

材料成型与控制工程中的金属材料加工

冯爱民 1 周焕星 2 何汤豪 3

浙江吉润汽车有限公司宁波杭州湾分公司 1 ， 2 浙江宁波 315000

宁波远景汽车零部件有限公^,3 浙江宁波 315000

摘要：对于我国制造业而言，材料成型与控制工程是其实现长期健康发展的根本保障，不仅如此，材料成型与控制工程也是我国机械制造业的关键环境，因此，相关企业必须对其给予高度重视。无论是电力机械制造，还是船只等交通工具制造，均离不开材料成型与控制工程，材料成型与控制技术的水平与质量将会直接决定机械制造水平与质量。因此，对材料成型与控制工程中的金属材料加工技术进行细化分析，具有非常重要的现实意义。

关键词：材料成型；控制工程；金属材料加工

1 前言

随着全世界范围内科学技术进一步飞速发展与前行的过程中，机械制造行业也随着社会的发展而不断的进步。就对目前我国的制造业来说，材料成型与控制工程中的金属材料加工是行业重点发展方向。针对这一点不仅需要对材料控制的方面有全新全面的突破，另外还需要大力加强对相关技术的衍生工作，从而使相关企业能够进一步在技术上有新的发展与突破。本文通过以金属材料在加工方面的实际材料成型与控制过程为例，对金属材料的加工技术进行了进一步细致化的研究与分析。

2 材料成型与控制工艺概述

在一些金属复合材料的加工过程中会出现材料抗磨性和抗压性不合格的情况，对于这些情况我们可以在加工过程中添加一定量的辅助性增强物质来提高材料性能。我们还可以运用金属的不同性质选择合适的加工技术，将金属复合材料加工的优点放大，增加其应用的范围。金属复合材料的加工需要考虑到多种金属加工的手法，加工的过程比普通金属材料加工复杂。这些复杂的工艺需要我国科研人员进行各类型的研究，分析金属的基本特征进行实际加工，对此我国需要加大科研人员的培养，改进加工技术，对外交流，相互提高制造技能，提高加工成品的质量。

3 金属材料的选材原则介绍

金属复合材料相对单一金属材料更为复杂，这在一定程度上也决定了金属复合材料的物理特性和化学特性更加复杂，其应用范围也相对更加广阔。目前，不同种类的金属构成的金属复合材料已经广泛应用到各类机械设备的制造中，但不同类型的零部件功能与性能方面存在非常大的差异，因此在加工方式上也存在一定的不同，这就需要根据不同的应用领域使用不同的金属材料。以连续性纤维增强金属材料而言，为保证材料的成型效果以及工件的质量，需要使用复合型的加工方式，同时在加工过程中还应该根据材料的基本成分、化学特征、物理特性采用一定的辅助手段，完成材料的加工。目前在对复合金属材料进行研究时，应该结合最新的自动化控制技术以及相应的化学制剂进行辅助操作，从而不断简化材料的加工过程。

4 材料成型与控制工程中的金属材料加工技术
4.1金属材料机械加工成型分析

机械加工成型技术是金属材料加工工程中应用最多的技术，其中主要的使用工具是金刚石刀具。以铝基复合材料为例，在进行材料加工中，要知道材料具有很浅的可塑性，拥有大多铝金属的物理特征并且相对较为明显。此外，通过对原始材料进行添加其与混合物后，在加工过程中还具有改变自身整体性能的特点。可见该金属材料延展性较高。利用金刚石刀具对其进行加工时，通常会采用三种方式进行，车削式、铣削式以及钻削式。其中钻削式的技术没有过多高要求，主要就是利用麻花钻头对铝基复合材料进行加工，同时还要加上相应的液体配合着进行强化处理。而铣削式则是通过粘合剂的辅助，在粘合剂的帮助下对材料实施加工。车削式主要是通过硬合金刀具加工材料，在利用乳化液使材料冷却，将材料中产生的高温进行冷却。
4.2挤压以及锻模塑性成型

金属材料加工相关的工作人员一般都了解，在材料加工过程中，为确保加工工作能够顺利进行，多数工作人员都会借助图层或者润滑油剂帮助加工工作。其中的图层和润滑油剂可以对模具产生的挤压力，使得金属材料和模具之间具有一定的润滑度。减少挤压力对减低金属和模具摩擦而产生的损耗，也可减弱金属材料可塑性，使得加工过程中降低材料受阻而产生的变形，使得产品成型质量得到保证。经过不实践研究，将图层或者润滑油剂使用到材料加工过程中，可以有效降低材料成型过程中的挤压力，数值大概会缩小 25% ～ 35%。除此之外，还可以将增强颗粒加入材料加工过程，通过此种方法可以降低金属材的可塑性，使金属抗变性能得到提高，进而保障质量。由此可见，在锻模塑性过程中，相关的工作人员要严格控制好材料挤压速度，不要过快或过慢操作，过快会导致材料在成型后出现裂痕等情况，过慢则会使得成型后的材料密度值出现偏差，与实际材料需求不符，带来严重后果。
4.3粉末冶金成型技术分析

粉末冶金成型技术形成的时期最早，因此具有丰富的实践经验，在我国工业发展过程中的应用十分广泛。该项技术最早是用来制作复合材料零件的，主要适用于体积较小，形状简单的比较精细的零件加工，工艺流程比较简单，在实际的加工中取得了显著的效果。该项技术具有可调节、界面反应小等特点，随着科学技术的不断发展，粉末冶金技术也在不断的升级和改善，在制造业中有着十分广泛的应用。利用粉末冶金技术生产出来的金属制品，具有较强的耐磨性而且强度较大。成型的方式一般分为压制成型，注射成型和 3d 打印成型。

4.4金属材料焊接技术

焊接就是通过加热或加压的方式对金属或者其他材料进行连接的技术，而焊接大体上可以分为三类：熔焊、钎焊、压焊，熔焊就是通过加热使得材料熔化形成熔池，在冷却后再重新粘和到一起；钎焊是目前使用范围相对较广的焊接技术，但是钎焊需要的材料熔点相对较低，将其进行高温加热使其融化，然后再把它放到需要焊接的材料当中。而压焊顾名思义就是利用压力来焊接，其范围主要是针对金属材料。在加工期间，一般在集体金属、增强无附近出现化学反应，影响焊接工作正常开展，常用的解决方法有三种：一是利用惯性摩擦作用旋转焊接的部件。二是利用扩散焊的方法继续焊接。三是采用融化焊的方法。

4.5铸造成型技术

在加工生产有机复合材料环节，铸造成型技术的应用频率较高，并取得了良好的成效。在铸造过程中，应结合实际需求，添加适量的增强颗粒，增强熔体粘度，提升流动性，进而加快熔体与增强颗粒的化学反应，优化材料的物理属性。在铸造操作阶段，专业技术人员需严格控制熔化速率、反应温度与保温时效。在持续高温条件下，添加适量的碳化硅颗粒，以提升界面反应速率，其化学反应方程式为 3SiCA1 → A1 ₄ C ₃ +3Si。在实际加工作业过程中，针对熔体粘度较大的问题，技术操作人员需优选精炼手段，添加适量的变质剂造渣，加快化学反应速度，保证成型质量满足实际需求。需要着重注意的是，此类操作模式并不适用于颗粒增强铝基复合材料。

5 结束语
　　综上所述，材料成型与控制工程是制造业中一个重要的方向，也是制造业和其他行业快速发展的重要保障。金属材料加工是材料成型与控制工程中的难点，因此需要做好加工成型工艺的分析研究工作，不断地提高技术水平，改善其中存在的不足之处，保障金属材料加工的质量问题，促进材料成型与控制工程的发展，才能推动制造业和其他行业的快速发展，不断地提升和改进金属材料加工工艺，并使该项技术走向成熟，拓宽市场范围，促进工业领域的快速发展。
参考文献
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