材料成型与控制工程中金属材料加工技术

材料成型与控制工程中金属材料加工技术

黄志平

身份证号：362423197908174011

摘要：随着现代工业的不断发展，对金属材料加工质量提出更高的要求，执行时通过材料成型与控制工程完成金属材料加工作业，可以更好把握材料结构和提高产品质量，并推动制造业获得进一步发展。本文旨在对材料成型与控制过程中的金属材料加工方法进行全面的思考和分析。对这些问题的解决方案和未来发展的展望，我们希望为该领域的研究、应用和产业提供有益的思路和启示。

关键词：材料成型；控制工程；金属材料加工

引言

对于材料成型与控制工程而言，通过对金属材料的性质分析，从而挑选最为合适的加工手段，又或是采用多种加工技术相结合的方式来对材料进行加工成型。此外还需要研究人员对各类金属材料进行深入的分析，并对其性质进行相应研究，从而选择最为合适且高效的加工工艺，进一步提升金属材料的抗压性能，从而确保其金属材料具有较高的可塑性。

1研究的必要性

在现代制造业中，金属材料加工一直占据着不可替代的关键地位。从建筑结构到高科技电子设备，金属制品无处不在，而其品质和性能往往直接取决于所采用的加工方法。随着科技的迅速发展，金属材料加工领域也在不断演进，新的材料、工艺和控制技术层出不穷。然而，这一领域仍然面临着诸多挑战，包括工艺优化、加工精度提升、表面质量控制以及环境与安全等问题。金属材料加工既是一门传统的工艺，也是一个充满创新和挑战的领域。传统的切削、冲压和冶金过程在满足基本需求的同时，也带来了能源消耗、废物排放等方面的问题。在这个背景下，我们需要深入思考如何通过工艺优化和控制过程的创新，使金属材料加工更加高效、精确和可持续。加工过程中的种种问题与挑战，是我们寻找创新解决方案的契机，也是引领行业进步的动力。在这个不断演变的领域，我们期待通过本文的深入分析，为未来金属材料加工领域的发展指明方向，推动技术创新，实现更高水平的生产和制造。

2存在的问题

2.1环境污染问题

环境污染是金属材料加工领域一个重要而严峻的问题，主要涉及到废物排放和能源利用两个方面。金属材料加工中产生的废弃固体主要包括切屑、废料和废渣。这些固体废物可能含有有害物质，例如金属粉尘、有毒化合物等，对土壤和水源造成污染。切屑的处理和废料的回收问题尤为突出，需要采用有效的回收技术，以减少对环境的负面影响。一些金属加工过程中使用的冷却液和润滑剂在使用过程中会被污染，形成含有重金属、油脂等有害物质的废水。废水的排放直接影响附近水体的水质，对水生态系统和生物造成威胁。有效的废水处理技术和再循环系统的建设对减少水污染至关重要。

2.2工人安全问题

工人安全在金属材料加工领域是至关重要的，因为这个行业涉及到高温、高压、机械切削等危险因素。金属材料加工通常涉及使用高速旋转的刀具、刀片和冲头。机械故障、刀具磨损、不当操作等因素可能导致意外事故，如切伤、夹伤、冲击伤等。为了防范这些危险，需要采用安全护罩、机械保护装置，确保设备的正常运行和工人的安全。金属冶炼和铸造过程中，高温环境对工人构成潜在的健康危害。接触熔融金属、炉渣溅射、高温气体等都可能导致烧伤、中暑等问题。有效的个人防护装备、工作环境监测和定期培训是确保工人在高温环境中安全的关键。工人需要接受专业培训，熟悉设备的操作流程、安全规程和应急措施，以减少人为失误导致的事故。

2.3加工精度问题

在金属材料加工中，加工精度和表面质量是至关重要的因素，直接影响产品的性能和使用寿命。高速切削中，刀具容易因为摩擦和热量而磨损，导致加工精度下降。刀具磨损还可能导致表面质量不均匀，出现划痕和其他缺陷。切削过程中的切削力会引起机床和工件的变形，影响加工精度。尤其是在切削负荷大的情况下，需要采用稳定的切削过程和高刚性的机床来解决这个问题。高温加工过程中，工件和刀具受热影响而发生热变形，导致加工精度下降。特别是在大型工件或高精度要求的情况下，热变形问题更为显著。不适当的冷却可能导致加工区域过热，引起热变形和刀具磨损。冷却剂的选择、喷射方式的调整以及冷却系统的设计都是影响表面质量和加工精度的因素。

3材料成型与控制工程中的金属材料加工方法

3.1机械加工

制造企业在对金属材料进行加工锻造时，大多数都会采用机械加工成型的方法，其应用优势体现为操作流程简单、设备资源完善等，并且随着机械加工技术不断的发展，在金属材料加工中应用也已经从单一的车间转变为精细化的加工工艺，使实际作业效率和工艺精准性得到进一步提高。而在材料成型与控制工程中，金属材料加工应用最为广泛的金属切割刀具是金刚石刀具，涉及到的加工形式主要有车削、铣削和钻削三种，其中对车削加工形式运用就是利用硬合金刀具对材料进行切割，并在实际加工过程加入一些乳化液进行冷却；钻削加工形式运用主要是通过镶片麻花钻头对金属材料进行加工，操作中还要加入一些外切削液，以对材料起到强化的作用。

3.2挤压锻模

金属材料在加工成型过程出现模具直接接触到材料，极容易引起材料表面伤痕，最终对材料外观和加工质量带来极大的影响。要防止这类问题出现，可以在金属材料成型与控制工程中，对挤压锻模成型工艺进行有效运用，操作中主要是利用模具对零件涂抹润滑剂及涂层，以防止加工过程中出现较大阻力的情况。随着加工摩擦力不断减少，实际作业效率也能得到明显的提高，执行时要根据实际生产情况及实质需要，对合理的挤压方式进行选择，涉及到的方案有正挤、反挤、复合挤等类型。针对不同金属制造工艺选择合适挤压方案执行，有助于大大减少模具与材料之间的摩擦力。另外在成型加工过程中还要注意考虑增强材料自身效果，比如加入合适添加剂，实现对挤压速度和成型质量的有效控制。

3.3铸造成型

铸造成型工艺在金属复合材料加工中应用较多，实际操作一般会在金属材料中加入一定的增强颗粒，在保证金属材料原有特点不变的同时，促使金属材料的黏度、流动性等得到增大，进而使增强颗粒与熔体在高温条件下充分发生化学反应，最终取得改变金属材料本身特征的效果。执行时要注意对熔化的温度、时间等进行严格的把控，若在高温状态下添加增强颗粒，虽然很容易就使颗粒与材料产生界面反应，但是出现熔体黏度过大问题的机率也会升高，最终影响到金属材料成型浇注的质量。这时候就可以依托材料成型与控制工程，对精炼的方法进行运用，通过在金属材料中增添适当变质剂，促使金属材料更加契合浇注的要求。由于这种加工方式不适合运用到每一种金属材料当中，因此在选择使用时要慎重，最好根据材料具体情况及加工要求进行选择。

3.4粉末冶金

粉末冶金在金属材料加工中应用，具有适用范围广、实用效果好的特点，实际操作中更多是将粉末冶金工艺运用到规格比较小和形状较为复杂的精密型金属材料零配件加工当中，执行时会通过含量调整的方式实现对金属材料局部的有效调整。若金属材料出现颗粒含量超过半数以上的情况，就可以借助该项工艺实现对制造精密度的有效控制。再加上粉末冶金成型界面反应比较小，在很大程度上可以提升金属材料的加工作业效率，加工成型的金属制品耐磨性和强度也较大。

结语

总而言之，对于材料成型及控制工程而言，金属材料加工是十分重要，不仅影响着产品的实际质量，同时也是一个技术难点，所以工作人员需要重点关注其加工技术，从而不断地优化各种加工材料的质量，进一步地对当前各种加工技术进行优化创新，同时根据金属材料的实际特性来选择最为合适的加工成型工艺。

参考文献

[1]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（2）：81-82.

[2]王亚蒙.材料成型与控制工程中金属材料加工技术探讨[J].中国金属通报，2022（4）：168-170.