材料成型加工工艺论文 材料成型与控制工程中金属材料加工技术探讨论文

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摘要：随着我国经济不断发展，工业领域在国家的带领下取得极高的发展成果，整体得到了提升与进步，对于未来行业前景，同样有着广阔的发展空间。工业领域中的制造行业作为其中重要的基础，它的发展质量决定了工业领域的发展方向，只有很好提高制造行业的整体技术才能保障与时俱进。应当重点关注材料成型与控制工程中的金属加工技术，探讨其中的技术工艺，从其中多个应用方法中进行详细分析，保障工业水平稳定提升。

关键词：金属材料；加工技术；核心原理

我国各行各业在新时代的发展下，都为国家作出了重大贡献，尤其是工业领域，工业领域主要涵盖了机械工业、化工工业、钢铁工业等多种，为我们日常生活带来了便利，提高了整体人类的生活质量。工业领域中的技术材料加工技术决定了我国工业水平高度，只有重视材料成型与控制工程中的金属材料加工技术，结合实际不断研究这方面的知识，提升技术水平，才可以使我国达到长远发展。

1材料成型与控制工程内涵

材料成型与控制工程对于工业领域的发展起到了关键性作用，它不仅可以分析各种材料的结构，同时还可以根据材料的特性对其进行加工方法分析，是工业领域中较为实用的一个学科。它的目的是针对产品进行严格监督，保证成型过程中顺利开展，不同的材料具有不同的特性，应当从表面深入到内部进行详细分析，这种研究的成果直接影响到产品质量、工作效率以及使用效率等。金属材料在现代工业中应用非常普遍，主要可分为黑色金属、有色金属以及特种金属，黑色金属别称为钢铁材料，在其中存在一定的其他物质。有色金属是除了铁、锰、铬这三种之外的一切金属材料，其中包含着一切金属材料的合金。通常可以划分为轻金属、重金属、贵金属、重金属、半金属以及稀有金属和稀土金属等多种。在金属复合加工材料工艺中，可以在其中增加经过专业筛选后的增强物质，保障材料更具耐磨性，在应用中更能抗压，与此同时，还可以根据各个材料的种类选择适合的加工技术，使其原料得到充分利用。以上这些都需要专业人员进行探讨研究，结合实际金属材料的特性与应用范围，才可以结合实际选出最适合的加工技术以及成型工艺。相较于普通的金属材料加工，金属复合材料的加工方法更为复杂，在研究工业技术的过程中不仅要关注我国的材料成型技术与控制工程方面，还应该注重国外这方面的研究成果，进行适当借鉴，帮助提升工作效率，达到发展提升目的。

2金属材料选择原则与特征

在金属材料选择方面，应当注重材料鉴别，正如上文所说的，不同的金属加工中适当加入增强物质，保障应用效果。在其中添加物质的过程，为整个工作流程增加了一定的难度，这是因为添加材料必须满足多样机械的制造要求，加工方法和工艺上存在或多或少的差距，很难进行合理把控。比如对于纤维增强的金属复合材料加工过程中，最先选择的加工方法为复合成型加工方法。在部分复合材料的加工过程中，应当利用多种不同的方法达到最终效果。加工过程中的应用方法对于最终结果而言起到了关键性作用，如果加工技术与设备不能满足加工需求，则会导致材料不符合要求标准，产生质量问题，如未及时发现，应用到工程中，还会影响到工程安全性与完成质量。另一方面不仅要注重加工技术、方法以及设备，还应该注重最开始材料的选择问题，挑选最为合适的材料进行后续加工才是最重要的，可以有效提高效率与质量，降低因材料而产生的事故发生率。材料加工成型中必须严格根据标准计划进行实施。

3加工成型的核心原理

3.1机械加工成型技术

机械加工成型技术在现今为止的加工技术中具有一定的普遍性，在金属材料的成型加工中，应用范围最大的是金刚刀，它是众多金属切割刀中最为突出的代表刀具，在实际应用中，可以将铝及复合材料与之进行拼接，保证顺利实施加工进程。使用金刚石刀这种材料加工金属复合材料的方式可分为三种，分别为铣削方式、车削方式以及钻削方式。钻削方式是采用镶片麻花钻头针对其进行加工处理，在其中会额外加入适量外切削液，使得金属复合材料产生一定的强化作用。车削方式是指以硬度较高的高合金刀具作为主要应用工具对其进行切割，在这过程中可以采用一些乳化剂帮助起到冷却作用。

3.2焊接成型

在金属材料加工工艺中焊接工艺的应用较为广泛，通常会将焊接方式用于金属材料制造为目标产品之中，整体作为一种带来材料对于焊接的适应特性的表现方式，焊接性在某一种材料当中，可以很好的作为衡量焊接工艺过程中得到最佳接头的难易程度，并且还可以据此判断街头稳定性是否符合要求，在标准方面是否具备所需要的稳定性。金属材料的焊接性需要根据它自身的特性以及对应的焊接工艺进行评估。除此之外，还受到各方面条件影响，导致同样的焊接工艺下，使用同样的材料进行焊接成型，也会出现各自不同的焊接性能。

3.3压铸成型

压铸工艺作为当前最为常见的工艺之一，它主要是进行金属铸造，可以根据应用中看出它的特点在于利用机器、模具以及合金这三种关键要素，将压力、速度以及时间进行统一的过程，整体过程与注塑成型有一定的相似之处，但又有根本上的不同，与其他工艺有着本质上的区别在于，应用于金属热加工中，具有一定的压力。它将所需要加工的金属材料熔化，放置浇注到模具之中，使金属材料变为金属部件。这里要注意，压铸成型而产生的金属材料是不能够采用热处理实施加工，随着时间进展，压铸技术不断进步，在现在看来压铸技术跟之前相比已经成熟了很多，可以在模具中更加采用更加细致化的技术进行金属材料加工。高压铸铝和重力压铸铝都处于铸铝范围之中，它们在铸造方法中应用过程具有一定的差异性。举例说明，在加工铸铝的过程中，其中还包括了重力制造方法，这种工艺方法主要内容为金属液处于重力作用之下，直接进入到铸型的模型工艺之中，它也有个别称，叫作重力浇铸。由于它具有以上的特性，导致高压铸铝在铸件中应用面积较广，可以利用这种方法得到高质量铸件。

3.4高能率成形法

高能率成形法在金属材料加工具有一定的应用价值，相较于其他方法而言，也是一种比较常见的加工方法。在加工过程中燃气爆炸会引起一系列能源产生，比如机械能源、水中电极之间储存的电容器储存的高压电瞬间放电，在这个过程中也可产生巨大的电能，可以利用这种能源加入到生产之中，在双金属生产当中也可以应用这种高效能金属材料加工工程。针对金属材料的加工中，可以发现一部分进入材料，由于自身的特质导致加工出现一定的难度，对于这种情况可以采用高能率成型法进行加工处理，金属材料在一个刹那被很大的压强下去，不断融合最终进行冶炼，使得更高品质的金属零件被生产出来。举例说明，在钨材料的加工之中，首先要对于钨材料进行专业还原，采用合理方法将其变成粉末状，随后进行轧制烧结，最终依据需要的金属部件去进行许多不同步骤的加工以管坯作为举例说明，它的加工步骤可以有三种，分别为机械加工，或者是轧制，旋压，根据这三个方法进行管材成品的制作。由此可以判断，对于钨材料之中，金属加工的步骤较多，在各个步骤之中对应所出现的技术都较为成熟，因此就要求了技术必须更加精密，工作人员的专业度必须得到保障，相互配合对于各个环节进行把控，使得合格的钨制品应用于市场当中，为其创造收益。

3.5粉末冶金成型

粉末冶金成型主要适用于一些体积过小但是形状较为规则化的零部件结构制造，在早期它主要应用于晶须以及复合材料零部件之中，它具有极佳的适应性质。粉末冶金成型应用于实际当中具有组织细密、增强分布较为均匀和界面反应数量较小等特性，在现在可以应用于多种产品制造当中，由于它在耐磨、强度等具有一定优势，所以目前还可以应用到交通工具之中，比如汽车、高铁、航天器材等，在这些工具上它可以充分发挥自身的优点。根据以上研究为基础，可以充分明白，在金属材料的加工制造中，应当根据不同材料的性质和市场需求选择对应的加工方法，保障质量的同时也可以提高效率。

3.6挤压与锻模塑性成型

金属材料的整体加工之中还可以使用挤压和锻模塑性成型方法，因为这种方法的特性，导致模具接触到金属材料过程中，会产生一定的摩擦力，摩擦力会使得材料外观出现一定的磨损，产生伤痕，对于产品的外观造成负面影响，不仅如此，还有很大几率会影响到产品质量，出现质量差错。基于此，在实际应用当中，可以采用各种工艺减少表层与模具之间的磕碰。举例说明，可以从模具表面进行入手，在模具的外表涂料中加入润滑物质，可以有效减少它们之间摩擦力。根据资料进行数据分析，在外表涂料中添加润滑剂可以使得摩擦力大幅度降低，在材料质量方面得到显著提升。除了这个方法，还可以在材料加工过程中添加增强物质，这种方法可以影响金属材料的可塑性质，增强金属材料的抗变性能，提升整体质量。在整个应用过程之中，工作人员不仅要注意涂料物质的加入，还应该操作速度，如果操作过快会导致材料成型后产生裂开的状况，操作过慢会影响到材料制作的效率，导致接下来的工作不能及时跟进，影响到整体进展。

4金属材料加工工艺与技术

4.1切削工艺

除了以上讲述的一些工艺还有切削工艺占据一席之地，这种工艺主要应用方法是通过刀具或切割工具将工件的部分进行切除，科技不断发展，切削速度也随之提升，同时也直接影响到了材料削切效率。在应用到金属材料切削当中，当切削到达一个特定的参数之后，会导致切削率产生一定程度的下降，根据资料可以判断，大概会下降百分之三十。不同方向对于切削力也会产生不同的影响，在径向切削时它的切削力会大幅度下降，同时可以有效提升薄壁细肋件等刚性较差构件的加工效率。

4.2电切割技术

电切割技术的内容主要为在介电流中应用可移动的电极线进行处理，随后依靠局部的较高温度针对金属材料完成切割工作，可以将其切割为几何形状，与传统方法相比较，具有一定的优势，比如它可以采用冲洗液体压力冲刷零部件与负极中间的间隙，最大发挥自身的作用。针对新型金属材料的成型加工之中，采用电切割技术会出现切割速度下降的现象，这主要是因为放电效果影响了切割，使得切割口摩擦力增大、表面出现粗糙现象。

4.3热加工法

热处理加工方法的主要内容为针对加工的金属材料采取加热处理，当前主要加热方法分为三种，根据实际应用进行对应选择。第一种是高功率密度激光热加工法，这种方法主要实施在汽车各个部件的加工成型当中。这是由于该方法在耐磨和硬度方面均具有较好的性质，可以充分达到汽车应用的需求，同时还可以延长车身使用年限。第二种方法为硬涂层加工方法，这个方法的主要应用于金属材料的表层，通过这种方法有效延长加工产品的使用年限，同时操作过程较为快捷，相比于其他方法更方便简单。第三种方法为薄层渗透加工方法，它利用了化学原理，相较于之前提到的两种方法，它的应用范围更广，并且整体效率更高，加工时间对比其他方法更有优势。针对汽车车身的加工方法来讲，应用最为宽泛的就是热成型加工方法，它根据车身的特殊性质，在加工材料的过程中可以合理把控温度，使得零部件的整体形状符合标准，在汽车零件生产当中它的最为重要的基础。根据以上研究，在生产过程中必须要注意保证零件形态符合规范，防止出现温度异常变化导致零件废弃现象。

4.4拉拔成型技术

拉拔成型技术的主要内容是在模具中放置胚料，利用技术将其进行拉拔处理，使得金属通过模孔改变形状，从而得到与模孔形状、尺寸相同的产品，最终得到市场所需要的产品。依照所需要制品截面形状又可分成实心材拉拔和空心材拉拔，实心材主要包含着棒材、型材及线材的拉拔，而空心材拉拔主要包含着管材和空心异型材。在拉拔成型技术之下所产生的产品最具有特征的优点为以下几点：①变形过程中阻力很小，更加便于制作。②制品的尺寸可以得到精准控制，制作完成后表面具有较高的光洁度。③拉拔生产的工具与设备较为简单便捷，便于维修人员进行保养工作，同时还可以在一台设备上生产各种不同规格与品种的制品。④可用于断面较小的常制品当中，甚至可以连续高速生产，产量可观。

4.5轧制技术

轧制技术的主要内容是通过轧辊的作用下使得胚料在旋转中发生形态变化，这种方法可以从产品质量上进行提升，同时也强调了产品可塑的强性。主要可分为横轧、纵轧以及斜轧。横轧：在操作中需要保证轧辊转动方向相同，而轧件的纵向轴线应当与轧辊的纵向轴线保持平行，轧制期间轧件将随着轧辊进行同等的转动。该方法主要可用于用来轧制生产回转体轧件，如齿轮坯。纵轧：该方法在操作过程中要求与轧辊转动方向完全相反，轧件的纵向轴线与轧辊的水平轴线应当在水平面上投影保证能够相互垂直，在制作完成之后，轧件不仅会断面减小，整体改变形状，还会增加长度，轧件不仅断面减小、形状改变，长度亦有较大的增长。斜轧：该方法在操作时应当保证与轧辊转动方向相同，其轴线与轧件纵向轴线在水平面上的投影保持互相平行，但在垂直面上的投影应当、与轧件纵轴成为相交的角，轧制当中，轧件保持旋转前进的状态，主要可用于生产管材以及回转体型材。

4.6冲压成型技术

冲压成型技术的主要内容为利用模型对放置在压力表层的金属板材料进行压力(冲裁、加工、拉伸等变形)作用，在不影响模具后续使用的情况下得到最终完美的产品。它作为一种金属冷变形加工方法，又被称作冷冲压或板料冲压，在金属加工当中较为常见。在制作过程中冲压所使用的模具为冲压模具，在整个加工当中非常关键，如若冲压模具不符合标准，将会影响正常生产，及时拥有先进的冲压技术也无法实现生产，只有保证工艺、模具、冲压设备以及冲压材料相互结合，才可以生产出所需要的产品。该技术无论是在经济方面还是技术方面均有很多优点，主要为以下几点：①生产效率高，操作简单方便。②制作过程当中，一般不会破坏到产品表面，而模具寿命由较长，可以保证其冲压质量稳定，具有较强的互换性。③冲压成型技术可以制作出较大尺寸的零件，还可以制作出形状较为复杂的产品，比如钟表、汽车纵梁、覆盖件等，冲压的强度以及刚度均很高。

依据上述结合实际依据当前现状以及发展，可以看出未来仍要围绕着以下问题继续深入研究：①各类技术装备的自动化、连续化以及高速化。②保证产品品种以及规格，确保产品精度不断提高，最大限度减少制品缺陷。③在原有技术的基础上，不断进行创新和优化，从而达到节能、节省材料、提升质量的目的。虽然目前还有一些不足之处，但是相信随着未来不断探索，金属加工技术将会发展的更加完善。

5结论

综上所述，现在我国处于工业发展时期，各行各业对于工业要求随着时间不断增加，为了应对这种需求，保障工业发展前景，应当从基础出发，针对材料自身特点，进行金属的加工技术研究，提升工作效率，保障产量能够满足各行业需求，在这期间也应该注意加工质量，避免由质量问题而产生经济损失，促进金属制造业的长远发展，使其为国家整体发展奠定坚固的基础。

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