材料成型与控制工程中金属材料加工技术探讨

材料成型与控制工程中金属材料加工技术探讨

李杰

宁夏能源铝业科技工程有限公司，宁夏 吴忠 751603

摘要：我国的各行各业都随着生活水平提高发生了翻天覆地的变化，科技的发展使得金属材料加工技术的使用进入了全新时期。社会对金属材料加工的需求越来越高，为了满足社会需求，对材料成型与控制工程中金属材料加工技术进行深入探索。在原有加工的基础上提高加工工艺技术，获得现代工艺加工业的经济效益，满足社会对现代工艺的需求。基于此，本文就材料成型与控制工程中金属材料加工技术进行探讨。

关键词：材料成型；控制工程；金属材料；加工技术

中图分类号：TG14文献标识码：A

1 引言

材料成形与控制工程具有很高的实用性，其主要研究材料的各种结构形式，如宏观结构、微观结构和表面形貌。目前，材料成形与控制工程已广泛应用于机械制造、建筑、设备加工等行业，为相关行业的技术创新和改造提供了支撑，为提高产品质量和生产制造效率奠定了基础。

2 概述

在金属材料加工过程中使用非常广泛的技术就是机械加工成型技术，其中金刚石刀具是重要的使用工具。以铝基复合材料加工过程为例，该材料具备绝大多数铝金属的物理特点，可塑性非常低，且具有较高的延展性。在金属材料加工中，借助金刚石工具加工铝基复合材料过程中，一般会使用车削式、铣削式以及钻削式等方法来进行。钻削式加工对技术要求很低，对于铝基复合材料，通常是采用麻花钻头来加工，并且需要增添对应液体配合实施强化处置；铣削式通常是结合黏合剂对材料进行加工；车削式是采取硬合金刀具进行加工，随后使用乳化液将材料中产生的高温度降下来^[1]。

3 金属材料加工原则

首先，要充分考虑产品的功能要求，根据待加工零件、主要使用要求、相关性能和使用寿命等选择合适的金属材料；其次，在产品结构上，金属材料的结构不同所选用的工艺在成型工艺也不同，最终性能也不同。因此，应合理选择金属材料的结构。三是要充分考虑使用安全性能，预测材料在加工成型后使用后可能产生的危害，做好预防措施。四是注意工作环境。工作环境中的各种外部因素也会对金属材料产生一定的影响，如温度、湿度、腐蚀性、冲击、振动等。充分保证金属材料的加工性能和加工性能。

4 材料成型与控制工程中金属材料加工技术探讨

4.1 电切割加工技术

电切割技术，即先在介电流中插入移动的电极线，随后用局部高温切割加工金属材料，其切割结果为几何形状。与传统方法相比，该技术有显著的优点，能让冲洗液体压力在零部件和负极之间的间隙中获得冲刷，让其起到对应作用。该技术也有一定的缺陷，借助电切割技术加工成型新型金属材料过程中，切割速率较慢，再加上放电达不到预期效果，可能会导致切割口产生摩擦力、不光滑等。

4.2 挤压及锻模塑型加工技术

通常在加工时，利用相应的润滑剂进行辅助加工，使模具的压力能够得到减小，同时使模具和金属材料之间的润滑性更好。减小挤压力，能够使两者之间的摩擦损耗降低，金属材料的可塑性降低，材料变形阻力得以下降，这样材料加工成型的质量就可以得到有效的提高^[2]。从有关实践中可以得知，材料加工时利用乳化剂在表面发挥的作用，就可以使材料在加工成型时的挤压力下降。另外，在加工材料时也可以适当的增加颗粒，这样来降低金属材料的可塑性，然后材料就会具有较强的抗变形能力，同时挤压速度也要进行合理的控制，速度不能过快也不能过慢。要确保成型后不会出现裂缝问题，而且材料密度也比较合理，这样加工的材料性能才会更加符合要求。

4.3 铸造成型加工技术

铸造成型技术是金属加工中常用的方法。在金属加工过程中，会加入一些增强颗粒，由于增强颗粒对金属熔体流动性和粘附性的影响，材料本身的特性会发生变化，其他物质也会受到各种因素的影响而产生化学反应。针对这种情况，要加强对金属材料加工过程中成形过程的监督、观察和管理，随时关注温度变化，做好温度控制工作，并在适当的温度下加入增强颗粒，以保证增强颗粒发挥自身的功效，同时与材料不会发生界面反应，从而影响材料的质量。只有控制好温度，才能在适当的金属熔体附着力条件下浇注模具，才能保证金属材料加工的质量和效率。在观察过程中，工作人员需要记录温度变化、情况和恒温时间，制定应急预案，并选择适当的方法应对温度变化。这种加工方法并不适用于每种金属材料，需要根据材料情况选择。

4.4 机械成型加工技术

针对材料成形与控制工程对金属材料加工的新要求，在实际生产过程中，选用金刚石刀具作为主要加工工具。利用材料的硬度制作加工刀具，可以保证金属材料按设计形状标准生产，减少问题的发生。同时，通过铝基复合材料的熔合应用，金刚石材料可以满足精细加工的要求，而与其他材料的融合应用可以形成钻、铣、车等新的加工工具，提高金属材料的加工质量。然而，在使用铝基复合材料的过程中，铝基复合材料可分为三种形式：车削形式、铣削形式和钻铣形式。钻铣的形式主要依靠B4C、SIC等嵌件式麻花钻头加工生产金属复合材料。在生产操作中，结合产品需求，一些企业会添加外切剂来提高铝基复合材料的性能。铣削时，用1.5%～2.9%的胶粘剂粘接，然后加入适量的切削液保持冷却，这样它的性能就可以得到保证。车削的主要刀具是硬质合金刀具，相关切削应使用乳化液冷却

^[3]。

4.5 金属材料数控加工技术

在批量加工金属材料之前，需要进行试加工，将试加工后的金属材料尺寸进行检验，确保合格后再进行批量加工。在所有的准备工作完成后，加工时要注意控制设备加工的效率，根据金属材料的直径尺寸确定最大上料的数量。在上料时，金属材料要确保尺寸对齐，上料后，数控加工设备就可以根据之前输入的加工参数对金属材料进行自动加工，在加工的过程中，如果出现异常情况，设备会通过报警装置及时发出示警信号，然后操控急停按钮，停止加工，以便操作人员进行设备检查，在解决完后再继续加工。在金属材料的一种加工完成后，将加工成品取下再接着下一种材料加工。等到全部的金属材料加工完成后，需要对其进行质量检验，在检验合格后，依据不同种类进行分类保存。

5 发展趋势

一是高效节能。在工业化快速发展的今天，社会对金属材料的需求越来越大，对加工工艺和工艺的要求也越来越高。在材料成形与控制工程中，为了保证产品质量，必须科学地规划成型时间和生产工艺，但这必然会造成能量损失和能源浪费。基于此，在材料成形与控制工程的发展中，有必要在保证金属材料加工质量和功能的前提下，采取合理措施降低能耗，提高生产效率和产品质量。二是自动化的发展。自动化是材料成形技术发展的必然趋势。随着现代工业水平的不断提高，对材料生产规模、生产可靠性和生产质量的标准要求也不断提高。实现物料的自动化生产势在必行，在保证生产效率的同时，有效地解决生产过程中出现的问题，提高生产效率。

6 结束语

综上所述，在加工材料成型及其控制进程中金属材料加工具有一定的难度，但通过不断实践与研究，该技术的应用已越来越成熟。当然，不论采用何种技术，实际操作中必须参照具体材料自身特征及其产品需要，同时考虑材料成型之后所使用到的行业特征需求、技术的合理使用、相关技术的充足认知，这样才能保障最终材料成型之后的质量。

参考文献：

[1] 刘方靓 , 马牧群 . 金属材料在现代工艺加工中的应用研究 [J]. 世界有色金属 ,2017(4):200-201.

[2] 张强.材料成型与控制工程中的金属材料加工分析[J].建筑工程技术与设计，2019（14）：3987.

[3] 杨艺，闫拓，杜鹏.材料成型与控制工程中的金属材料加工分析[J].南方农机，2018，49(17):32.