材料成型与控制工程铝材料加工工艺研究

材料成型与控制工程铝材料加工工艺研究

任志勇

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摘要：铝材越来越多地用于工业生产。这就需要对铝合金的成型和控制有更加深刻的理解，以提高铝合金的加工质量和效率。中国的产业也在这一新的发展契机中得到了充分的利用。特别是铝合金的成形加工，有着广阔的发展空间和广阔的市场。在传统的加工方法中，选择的加工装备比较陈旧，加工精度和效率不高，已经成为制约我国产业发展的主要因素。在此基础上，本项目提出的新工艺，有望在材料成型和控制等方面，有效地弥补传统金属成型工艺的缺陷，实现成型过程的自动化，提升成型质量，更好地满足汽车产品的性能要求。

关键词：铝材料；材料成型；控制工程；材料加工；加工工艺

引言

由于具有良好的导热性、导电性、硬度、耐热性等特点，金属材料已经成为各大科技、自动化设备中的重要制造材料。在生产过程中，许多产品的使用都离不开金属。在使用过程中，除了需要常用的合金之外，许多精密仪表对部件的硬度和耐蚀性也有了更高的要求，这就需要钛合金和高锰酸钾钢等复合合金。虽然中国在铝材加工装备方面仍处于起步阶段，但随着金属成型和控制技术的不断发展，已成为解决我国铝材加工装备问题的重要手段，已成为我国铝材加工装备发展的必然趋势。

一、铝业材料成型与控制工程概要

（一）材料成型及工艺概述

采用合理的加工方法，并加入其他原料，可有效地改善其耐磨性和抗压性，从而使其在加工中更具优越性。由于铝合金的各项性能具有一定的特殊性，要确保其具有良好的塑性和可切削性，就必须对其进行深入的研究和理解。

（二）铝业铝材料选材原则

在铝合金中加入化学试剂和金属复合，可以改善铝合金的强度和耐磨性。因此，在使用过程中，要根据实际情况，合理地选择合适的掺入量，是非常困难的。锻压方法仅能获得部分纤维增强的金属复合材料，而冲压方法可以获得完整的纤维增强的金属复合材料。由于无论是在金属材料的成型还是在控制工程中，某些细微的误差都可能对其产生极大的影响，因此，对其加工过程中的各个环节都要进行严格的规范。所以，在铝合金型材的成形过程中，相关人员不仅要从材料的各个方面入手，还要以科学的判断来选择合适的成形工艺。

二、铝金属工艺种类

（一）锻压工艺

锻造法是一种在各类金属材料中得到广泛使用的工艺。为使其能够承受较大的冲击力，对锻件的加工技术及材料的性能要求进行了严格的控制。由于其结构强度高，精度高，与数控加工配合使用，可以大大降低加工成本，所以在金属零件的加工中得到了广泛的应用。在切削过程中，应采用 R0.3以上的圆角，以减少尖角过多的风险。

（二）铸造工艺

铸造是在模具或砂模中将金属熔化，然后将熔化的液体倒入模具中以形成液体形状的过程（铸造是将固体金属熔化成液体并倒入具有特定形状的模具中的过程），然后根据相应的工艺要求进行制备和成型。在此工序中，应严格遵循要求的科学规范，以确保金属成形的质量。从铸件材质、铸件工艺等方面来看，可分为常规铸件和特种铸件两种。

（三）焊接技术

在金属制造工艺中，最常用的方法就是焊接。也就是所谓的可焊性测量，被用来测量好的接头的简单性和稳定性（有无缺陷，很容易得到一个好的焊接接头和一个令人满意的焊缝）。金属材料的可焊性是由其自身的可焊性和焊接工艺等因素共同决定的。在相同的焊接过程中，不同的材料的可焊性也不尽相同。

（四）切削工艺

利用诸如刀具或砂轮之类的工具来切割工件（金属切削加工通常包括车削、铣削、刨削、磨削、钻孔、镗孔等）。对于薄壁件、薄肋件和其他硬度低的工件，在适当的工艺参数下，切削力降低约30%，尤其是径向切削力降低最大。因其在高速切割时处于冷却状态，故多用于对热形变零件的加工。

三、材料成型与控制工程铝材料加工工艺

（一）锻模塑性与挤压成型

在材料成型和控制工程中，在金属切削过程中，对模具施加压力和对材料和模具的润滑是两种常见的涂料和润滑剂。极少出现过度挤出现象，会增加金属与模头之间的摩擦，导致塑性降低，甚至产生变形，严重影响成型效果。由于在挤出过程中降低了压力，润滑油和涂料可以将摩擦力降低到30%。同时，增强粒子还可以增加金属材料的柔性，使其具有更好的抗变形性能，从而改善成型件的成形质量。为使成型后的裂纹最小化，以及因密度值而引起的显著错误，应根据锻造模具的塑化过程，严格调整挤出速度。

（二）热处理法

热处理工艺可以划分为三种类型，每种工艺都有各自的优势和不足。在使用时，要针对不同的条件，选用不同的算法。首先，就是采用激光加热的方法。本工艺主要用于铝合金零件的制造。第二种就是硬质涂料。因为这样做的部件，不但耐磨，而且强度和硬度也满足了铝合金工业的要求，在抗腐蚀性方面有了很大的提升。第三，表面渗透性的化学原理。该工艺是针对金属材质而设计的，因此，经过该工艺处理的制品，其使用寿命更长，操作更简便。与前两种工艺相比，本工艺具有节能环保和缩短工艺周期的特点。热压成形技术是当前铝合金产品的主要制造工艺。铝材料与其他金属（如镁、硅等）相类似，其成形过程中的一个关键步骤就是将铝材料的成形控制在一定的温区。所以，一定要把工件的变形控制到最低限度。随着温度和压力等参数的变化，压力的变化将导致压力的波动，从而导致变形和温度的不稳定性。

（三）焊接成型

传统的成形方法是在焊接之后进行二次成型，以改善产品质量。焊接成型是在高温高压下，利用焊条和焊丝等多种金属元素，将其结合在一起形成的一种工艺。该技术在航空航天和铝业中有广泛的应用。在焊接成型时，由于金属之间存在着化学相互作用，使金属和钢筋之间的接触程度增大，从而使焊接速度减慢。要解决这一难题，首先要将钢或钢的轴向转动，然后将焊缝置于高温下，使其变形。近几年来，由于技术的进步和新的焊接方式的引入，使得焊接技术在铝合金材料的生产中得到了广泛的应用。其中，采用的工艺主要有焊接工艺和铝材成形工艺。首先，他要讲的就是激光焊接。第二个要点，则是关于电浆焊接的技术，也就是汽车的车身。在汽车车身上应用了等离子焊技术，可有效地提高汽车车身的焊接强度、降低焊接变形，从而改善了汽车车身的总体质量和生产率。在铝合金材料的焊接方面，我们采用了CO2保护焊接工艺，并结合其他先进工艺，确保了产品的质量和效率。此外，它还可用于铆接、构造胶、旋压等工艺，以加强或美化汽车的外形。

结语

铝合金的成型与控制一直是冶金界的研究热点。铝材的市场需求非常大。所以，要使工业上的发展有一个好的惯性，以此作为生产上的导向，就必须要有一个全面的了解。总之，建筑物结构的安全性直接关系到人民的生命和财产的安全，因此，在进行加固和改建时，一定要采取行之有效的加固措施才能进行施工；根据不同的实际情况，采用不同的加固措施，保证了结构的安全性、实用性和耐久性。

参考文献

[1]陈鹏.材料成型与控制工程中的金属材料加工探讨[J].冶金与材料,2022,42(02):29-30.

[2]李云浩.材料成型与控制工程中的金属材料加工探讨[J].冶金与材料,2022,42(02):35-36.

[3]付天乐.材料成型与控制工程中的金属材料加工分析[J].冶金与材料,2022,42(02):81-82.