新型金属材料成型加工技术分析

新型金属材料成型加工技术分析

刘鲁兵 刘晓辉

济宁东海工程机械有限公司

摘要：工业生产领域的机械构件也有新型金属材料的身影，其价值在社会生产中被充分开发出来。不同类型的金属材料所采用的成型加工技术有很大区别，常见的有铸造成型法、挤压锻模塑性成型法、粉末冶金法、机械加工法等，这些技术发展至今已经相对成熟，都有各自的功能与特点，当然也有很大优化空间，相关行业人员需要继续探索新型金属材料成型加工技术，开创新的技术类型，使用新的加工设备进一步提高加工效率以及加工质量。

关键词：新型金属材料；成型加工技术；分析

引言

金属材料加工是材料成型与控制工程中的重要组成部分。在工业生产中，金属材料加工广泛应用于航空航天、汽车制造、机械制造、电子设备等领域。金属材料加工通过对金属材料进行切削、塑性变形、热处理等工艺过程，将原材料加工成所需形状和尺寸的零件或产品。金属材料的加工探讨涉及到许多关键问题，如加工工艺的选择、加工设备的选型、加工工艺参数的确定等。其中，最基础和重要的问题之一是如何选择合适的加工方法。目前常用的金属材料加工方法有切削加工、冲压加工、锻压加工、焊接加工等。根据零件结构、材料性能以及加工要求的不同，需要根据实际情况选择最合适的加工方法。金属材料加工是材料成型与控制工程中的重要工作内容。通过对加工方法的选择、加工参数的确定以及加工过程的控制，可以实现金属材料的有效加工，从而满足各种工业生产需求，达到金属材料在不同环境下应用的目的。

1新型金属材料的特性

1.1新型金属材料的固有特性

虽然目前新型金属材料的种类多种多样，但大多数都属于合金，因此，新型金属材料的固有特性主要为延展性、化学性以及特有的光泽和色彩，也正因为新型金属材料具有较强的延展性，所以被广泛应用在建筑领域和工业生产领域中。目前，应用频率比较高的新型金属材料主要有记忆合金、高温合金、贮氢合金以及非晶态合金等。

1.2新型金属材料的加工特性

新型金属材料的可焊接能力、锻压效果以及铸造性能都比较优秀。其中焊接性代表着新型金属材料在焊接方面与普通金属材料并无太大区别，都可以通过焊接的方式将新型金属材料焊接成想要的形状。与普通金属材料不同的是，新型金属材料的焊接性要优于普通金属材料，在焊接工作完成后，新型金属材料没有气孔以及裂缝，更具安全性和稳定性。锻压性指的是新型金属材料在锻压的过程中可以承受塑性变形，也就是工作人员可以通过锻压工艺将新型金属材料锻压成目标设备，但值得注意的是，虽然新型金属材料可以有效缓解冲压，但是该材料的锻压性会受到加工条件的影响而产生变化。铸造性指的是新型金属材料与普通金属材料同样具备收缩能力、流动能力，同时还带有一定的裂纹敏感特点。通过分析新型金属材料的加工特性可以发现，虽然新型金属材料具备诸多优点，可以满足很多行业的需要，但是新型金属材料毕竟属于合金一类，所以在加工处理的过程中还是有很大难度，对加工人员的技术能力要求较高。

2新型金属材料成型加工技术

2.1机械加工成型法

机械加工成型法是较为传统的加工方法，最为常见的是切削加工。切削加工是指通过刀具对金属材料进行物理的剪切和去除，最终获得所需的形状和尺寸。常见的切削加工方法包括车削、铣削、钻削、镗削、磨削等。随着CNC加工中心的引入，切削加工可以实现高精度、高效率的加工，广泛应用于各个行业。焊接加工成型则是将两个或多个金属材料通过热力或压力相结合的加工方法。常用的焊接方法包括气体保护焊、电弧焊、激光焊等。焊接加工可以实现金属件的连接和修复，广泛应用于制造业和建筑业等领域。铸造成型则是一种以液态金属为原料，通过注入或倒入铸型中，经凝固和形成所需形状的加工方法。铸造加工可分为砂型铸造、金属型铸造、压力铸造等。铸造加工可以生产各种复杂形状的金属零件，是一种重要且广泛应用的金属加工方法。

2.2高能率成型法

高能率成型法在金属材料加工中也是一种处理金属材料的常用方法。由于某些难以处理的特性，高能成型方法被引入到材料加工中，可用于加工金属材料在一瞬间承受很大压力，熔化后生产出高质量的金属零件。例如，在钨加工过程中，首先对钨原料进行还原，然后将钨制粉，然后烧结，最后根据所需的金属零件进行不同的加工。如果需要管道工件，则所需的加工步骤可能包括:加工、轧制、压料三种用于产生管道成品的方法。因此可以看出，在钨方面，金属加工有许多必要的加工步骤，但每一个加工步骤的技术也非常成熟，这就需要具备先进的技术和经验丰富的人员来掌握每一个步骤，以便能够生产更优质的钨产品。

2.3做好基准修正

金属材料数控加工时，做好基准修正是控制加工件变形、提高加工精度的关键。在金属材料粗加工后，所形成的应力变形较大，在后续的精加工阶段可能面临加工余量不足或不均匀分布情况，导致加工零件出现变形。为了减小加工零件变形，可采取以下措施。第一，在精加工阶段，合理选择切削速度、进给速度和切削深度等加工参数，以减小切削时对零件的应力集中和热变形。第二，使用冷却液进行切削，及时将热量带走，减少热变形的发生。第三，合理控制零件在夹具上的装夹力，以防止过大或过小的装夹力引起变形。夹具的设计和夹紧力的选择要考虑零件的形状、材料硬度等因素，避免在夹紧过程中造成应力集中和变形。在精加工过程中，装夹力的控制难度较大，为做到无应力装夹，可从定位平面修正和定位基准修正等方面入手。一方面，定位平面修正。对于加工前已经存在偏差的工件，借助修正定位面实现精确定位，磨削、刮削、修整等工艺去除工件表面的薄层材料或增加垫片等，使工件的定位面与夹具的夹紧面保持平行、垂直或具有一定角度关系，从而实现精确定位。另一方面，定位基准修正。将整个工件作为一个整体进行定位，在工件上确定几个关键特征点或特征面，并将其与设定的基准进行对齐，实现整体定位，消除局部定位误差的影响，提高定位的精度。

2.4电切割法

电切割法是一种利用电能将新型金属材料切割成特定形状和尺寸的方法。这种方法主要在新型金属材料成型加工过程中使用，根据材料的具体形状决定运用何种切割状况。电切割法的原理是利用电动切割机产生的高温火焰，将材料中的水分蒸发，从而使材料软化，实现切割。电切割法的优点是可以实现精细切割，切割效率高，切割时间短。材料组织在切割时会受到摩擦力的影响产生大量残存物和粉末状纤维，这些物质可能会导致加工工序出现问题，所以工作人员需要时刻清洗设备，避免这些物质进入空洞中。

结束语

综上所述，新型金属材料成型加工技术具有许多优点，例如，可以提高材料的利用率、减少废料和能源的消耗、提高生产效率等。但是，这些技术手段也存在一些挑战和难点，例如，如何保证材料的质量和稳定性、如何提高加工精度和表面质量等。同时，新型金属材料成型加工技术主要为二次加工，涵盖了金属学、物理学、化学等诸多方面的知识点，对技术人员的要求较高。因此，在应用新型金属材料成型加工技术时，技术人员需要充分考虑其特性和应用场景，选择合适的加工工艺和技术手段，以保证制造出的产品符合设计要求并具有良好的性能和稳定性。

参考文献

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