材料成型与控制工程中的金属材料加工分析

材料成型与控制工程中的金属材料加工分析

乔飞飞

宁夏能源铝业科技工程有限公司，宁夏 吴忠 751603

摘要：目前，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。材料成型与控制工程的出现，提高了金属材料加工技术水平、产品质量和性能，为中国机械制造业的发展和中国工业水平的提高奠定了坚实的基础。基于此，本文就材料成型与控制工程中的金属材料加工进行详细探究。

关键词：材料成型；控制工程；金属材料；加工

中图分类号：TG14文献标识码：A

1 引言

使用传统的加工方法对金属材料进行加工，所使用的机械设备较为落后，因此材料的加工就存在很多的不足，由于人工操作所占的比例较大，加工的精度以及效率都不是很高，而且对材料的利用率也较低，这就使加工企业的发展受到制约。材料成型与控制工程的出现，弥补了传统加工技术的不足，而且实现了自动化加工，推动了工业加工企业的发展进步。

2 金属材料加工

金属材料由于导热性、坚韧性、塑造性、导电性教好，在生活的各个领域中都扮演者重要角色。我们日常生活中使用的电线就是用的金属材料铜，做饭吃饭使用的锅碗瓢盆都是由不锈钢制作，常见的发光发亮的装饰品门把手、车把手、家具、厨具等都是由铭制作而成。对于使用温度来说没有什么过高的要求，无论是低温还是高温加工成的工艺制品都能使用。金属结合键是金属的独有性质，使得金属材料具有导电与导热特性，色彩与光泽方面与其他材料相比也占据很大优势。晶格结构是金属材料的主要结构，延展性非常强，能够与磷、硫、氮、氢、硼及氧在熔融状态下结合，按照合理的比例合成新金属多元合金、二元合金等。除此之外，金属间化物是金属材料通过一定的技术手段制作而成，因为具备强大的延展性，比较活跃的化学特性，长时间在氧气中会出现生锈现象^[1]。

3 材料成型与控制工程中的金属材料加工工艺

3.1 锻模塑性与挤压成型

在金属材料加工进程中，通常会利用涂层或润滑油剂来降低工作难度。涂层和润滑油剂可以让模具产生挤压力，使金属材料与模具之间有一定的润滑度。当挤压力过低时，会直接导致金属与模具发生摩擦，从而产生耗损现象，降低金属材料可塑性，材料受阻减少，随之发生变形现象，难以确保产品成型的品质。探究实际情况得知，在材料加工进程中应用涂层或者润滑油剂，能有效减少材料成型过程中的挤压力，使摩擦力降低 25% ～ 35%。此外，在材料加工进程中，也可添入增强颗粒，采用该方式能降低金属材料的可塑性，进而提升金属抗变性能，确保其品质。总之，在锻模塑性进程中，有关技术人员必须控制好挤压速率，切忌操作忽快忽慢，太快会导致材料成型后有裂纹，太慢会让成型后的材料密度值产生误差，达不到实际材料的标准，从而发生严重后果。

3.2 热处理法

热处理法加工技术主要是针对加工的金属材料进行热加工，热加工的方法有三种，根据工艺品所需技术的不同选择合适的加工处理法。第一种是通过高功率密度激光法，主要使用在汽车部件制作领域，因为这种方法制作成的工艺品耐磨性较高，硬度及强度能够满足汽车所需，一般不会轻易腐蚀。第二种是硬涂层技术，主要使用在表面金属材料，利用这种技术制作出来的工艺品非常耐用，且技术使用比较方便。第三种技术是利用化学原理采取薄层渗透技术，这种技术使用相较于其他两种来说范围比较广泛，比传统的技术更加有效，减少了能量消耗，改善环境，缩短了能量消耗时间。

3.3 机械加工成型

机械加工成型技术通常在金属材料加工中使用，比如在铝金属复合材料的加工过程中，由于材料具有较强的可塑性，而且具备铝金属的物理性能，通过添加适量的混合物然后进行加工，就可以改变材料整体的性能，使金属材料的延展性得到提高。在加工过程中，刀具的使用方式有钻削、车削以及铣削。使用钻削的方式一般不会有过高的技术要求，利用钻头加工复合材料，然后利用切削液进一步强化。使用车削的方式主要是通过硬合金刀具加工材料，然后利用乳化液冷却加工。而铣削的方式主要通过粘合剂加工材料^[2]。

3.4 焊接成型

金属材料传统技术是通过焊接后二次成型，随后再应用于后续的工程中。该技术多在高温或高压状况下使用，利用焊接材料如焊条或焊丝，整合多种焊接金属材料，普遍应用于航天领域、机械制造等领域。其中应关注的是，在金属材料加工中应用焊接新型技术时，会产生化学反应，重点体现在金属与增强物之间，限制了焊接速率。在实践中遭遇此难题，需要采取轴对称旋转方式转换金属或增强物，随后再把焊接接头置于高温下，最终产生融化形态。

3.5 电切割

电切割技术在金属材料加工中的应用，需要结合金属材料加工的形状要求，科学选择切削工艺和方法，保证金属材料的加工质量。但在电切割过程中，由于采用正溶解法进行切割操作，因此切割过程中容易因与金属材料摩擦而产生细粉或杂质。一旦这些杂质或粉末进入孔内，将对加工操作产生更不利的影响。因此，在电切割中，应合理利用零件与负极之间的间隙，以达到清洁效果，保证加工的顺利进行。与传统的电火花加工技术相比，电切割加工技术可以将电流全部引入运动电极线，从而避免局部高温现象，保证产品加工质量。

3.6 砂带磨削

砂带磨削技术是一种新型的高效磨削抛光技术。它主要是根据工件的形状，通过接触磨削和抛光工件表面。它是一种特殊的多刀多刃切削刀具。该技术可分为三个阶段：滑动摩擦、犁耕和切割。滑动摩擦是指磨料颗粒与工件表面的接触，使工件表面产生弹塑性变形。耕犁是指随着磨削量的增加，磨粒与工件表面的接触变大，材料表面发生塑性流动，在此阶段会有少量的材料被去除。切割是最后一个阶段，在压力和温度条件下进行实际切割，并去除大量材料。

3.7 粉末冶金

在加工过程当中，工作人员可以放一些和加工金属颜色或者质地相符合的金属粉末，然后共同的放入加工零件的模具中，而这些金属粉末在经过高温作用之后，会和模具完全的契合起来，和黑色金属之间也不会产生任何的缝隙，最终形成一个完整的模型。简言之，这就是一种拼接技术，这种手段并不需要具备较高的技术性，也不需要其他机器设备进行辅助，更重要的是在加工过程当中不会造成任何原料的浪费，不会产生一些边角料^[3]。不同的加工技术是为了展现独有的工艺品美感。现在的工艺品制作方式多种多样，主要目的就是制作出美观感较强的工艺品。所以现代工艺品的制作，不仅是熟练掌握金属材料特性，还要知道金属材料能带给人的感官效果。在工艺品的制作中，通过适合的金属材料处理技术，制作出符合现代人审美的工艺品。现代工艺品的创作中，选择引入美感艺术高的金属材料，可以把当代工艺品的美观感展现无疑，促进了工艺品制作的发展，符合了大众审美标准，且促进了工艺品使用的金属材料进行深入开发。

4 结束语

综上所述，材料成形与控制工程是制造业的一个重要方向，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形与控制工程中的一个难点。因此，要做好加工工艺的分析研究，不断提高技术水平，改善存在的不足，保证金属材料加工质量，促进材料成形与控制工程的发展，从而促进制造业等行业的快速发展，不断改进和完善金属材料加工工艺，使技术成熟，拓宽市场范围，促进工业领域的快速发展。

参考文献：

[1] 李宏.数控技术在机械加工技术中的应用研究[J].中国科技投资，2016（027）：262-262.

[2] 张碧清.数控加工技术在金属材料加工中的应用[J].内燃机与配件，2019（15）：97-98.

[3] 林焕新 . 材料成型与控制工程中的金属材料加工探讨 [J]. 科技经济导刊，2017(16).