材料成型與控制工程金屬材料加工分析

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摘要：近些年來，隨著我國經濟的不斷發展，工業領域獲得了更大的發展空間，各個相關的行業也取得了較大的進步。對于制造業來說，材料成型和控制工程的發展是決定制造業發展的重要因素，也是決定其快速發展的重要保障。因此需要注重材料成型與控制工程中的金屬材料加工，選擇恰當的加工工藝，提高機械制造的水平和質量。一般來說材料分為金屬、非金屬和復合材料三大類，經過加工形成一定的材料應用到工業當中。工程材料大多數是以新型的金屬材料為主，因此所涉及到的加工程序和工藝都十分復雜。文章簡單的概述了材料成型與控制工藝，闡述了金屬材料挑選的使用性原則和環境性原則。探究了金屬材料在成型過程中的幾種加工工藝，并做好分析工作，為金屬加工行業和控制工程提供一定的參考。

關鍵詞：材料成型；控制工程；金屬材料加工

1材料成型與控制工藝的概述

材料成型與控制工藝中包含多種加工工藝，它會根據金屬原料的性質進行選擇，有的金屬材料需要通過多種技術才能成型。當然也需要相關的研究人員不斷的深入研究分析，進行相關的實驗，選擇恰當的成型工藝，提高材料的耐磨性和抗壓性，并保證金屬材料的可塑造性。材料成型及控制技術主要分為鑄造技術、焊接技術和鍛壓技術，它不僅可以適用于制造業當中，還能促進能源領域和建筑領域的發展。

2金屬材料挑選的原則

2.1使用性原則

金屬材料挑選時需要遵循的使用性原則，能夠保證產品完成規定的功能，確保金屬材料的可塑造性和可使用性。第一需要充分考慮產品功能要求，根據需要加工的零件產品，以及其主要的使用要求，相關的性能和使用壽命等等來選擇相適應的金屬材料。第二是在產品結構方面，金屬材料的結構不同，在成型加工過程中選擇的工藝也各不相同，最終所呈現出來的性質也存在較大的差異性。因此應當合理的選擇金屬材料的結構。第三是需要充分考慮使用的安全性能，預測材料在加工中和成型使用后有可能出現的危險，做好防范措施。第四要注意其工作環境，工作環境中的各種外部因素對金屬材料也會造成一定的影響，例如溫度濕度，腐蝕性，沖擊，振動等等，需要提供一個良好的工作環境，才能確保金屬材料性能得到充分的發揮，并保證金屬材料加工的質量問題。

2.2環境性原則

選擇金屬材料遵循環境性原則，主要包括以下兩點，第一是盡量選擇不加任何涂層鍍層的原材料。現如今大部分的金屬材料為了達到美觀防腐等多種要求，因此在設計中會加入涂層鍍層。但是涂層工藝本身含有有毒物質，對環境造成了嚴重的影響，在材料廢棄后難以投入到回收利用當中，并對環境造成了極大的污染。例如電鍍層中含有鉻或其他重金屬，嚴重污染環境。第二是減少使用材料的種類。要求設計師在選擇材料時，盡可能的減少多類材料共同使用，使用較少的材料種類來設計零件，不僅便于零件的生產、分類管理，簡化了零件的結構，而且在后續回收某種材料時也能更加便利。

3金屬材料在成型過程中的加工工藝

3.1提高焊接質量

在金屬材料加工過程中，焊接質量也會影響到材料是否合格。因此要提高焊接技術，對各個環節進行嚴格的把關，做好質量控制工作，才能避免金屬材料在焊接過程中出現質量不合格的問題。提高對生產環節的重視程度，盡可能的減少一些操作失誤，避免出現因失誤導致的安全事故，根據焊接流程建立完善的管理制度，控制好焊接質量并做好應急預案，一旦出現生產問題，便啟動應急預案進行解決，及時處理出現的質量問題，控制好生產流程，避免出現更多的生產事故。要做好對焊接工藝的分析工作，及時發現公寓中存在的一些問題，并進行調整，逐步提高技術水平，優化整個工藝過程。

3.2機械加工成型法

機械加工成型法主要是應用以金剛刀為代表的金屬切割刀，將金剛刀和一些復合材料拼接在一起，可以實現精加工，一般以鋁基復合材料為主。金剛石刀具對金屬復合材料的加工形式主要包括車削、鉆削和銑削三種形式。車削主要是利用硬合金刀具對材料進行切割，在加工過程中需要加入乳化液冷卻這一過程中產生的熱量。鉆削主要是采用了傳統的麻花鉆頭進行加工，加入了切削液進行強化處理。銑削主要是在一定粘合劑基礎上進行加工。

3.3粉末冶金成型方法

粉末冶金成型技術形成的時期最早，因此具有豐富的實踐經驗，在我國工業發展過程中的應用十分廣泛。該項技術最早是用來制作復合材料零件的，主要適用于體積較小，形狀簡單的比較精細的零件加工，工藝流程比較簡單，在實際的加工中取得了顯著的效果。該項技術具有可調節、界面反應小等特點，隨著科學技術的不斷發展，粉末冶金技術也在不斷的升級和改善，在制造業中有著十分廣泛的應用。利用粉末冶金技術生產出來的金屬制品，具有較強的耐磨性而且強度較大。成型的方式一般分為壓制成型，注射成型和3d打印成型。

3.4采用鑄造成型工藝

鑄造成型工藝也是金屬材料加工中一種常用的方式。在金屬加工的過程中，會添加一些增強顆粒，金屬熔體的流動性和粘合度由于受到增強顆粒的影響，從而出現各種不同的情況，改變了物質本身的特征。其他物質也會受到各種因素的影響發生化學反應。針對這一情況，在金屬材料加工過程中需要加強對成型過程的監督觀察管理，時刻關注溫度的變化，做好溫度的控制工作，在適宜的溫度情況下添加增強顆粒，確保增強顆粒發揮自身的效能，同時又不會和材料發生界面反應，影響材料的質量。只有做好溫度的把控工作，才能確保在金屬熔體粘合度適宜的情況下進行模具的澆筑，保障金屬材料加工的質量和加工效率。在觀察過程中，工作人員需要記錄好溫度的變化，出現的情況以及恒溫時間，做好應急預案，針對溫度的變化，選擇恰當的方式進行處理。這種加工方式并不適用于每一種金屬材料，因此需要根據材料的情況進行選擇。

3.5擠壓和鍛模塑性成型

在金屬材料加工過程中，另一種常用的方法是擠壓和鍛模塑性成型。在金屬材料加工的過程中，如果金屬材料和模具直接接觸，那么在實際的加工過程中，便會對金屬材料表面的光滑性造成影響，不僅影響了技術材料的外觀美觀，而且還影響了材料的質量問題，因此在加工過程中采用擠壓和鍛模塑性成型這一加工方式，主要是在加工過程中，利用模具等對零件涂抹潤滑劑及涂層，減少加工過程中機械加工產生的阻力，在日常的機械加工工作中，這種加工方式可以降低一部分摩擦力提高工作效率，同時也保障了加工的質量問題。

3.6砂帶磨削技術

砂帶磨削技術是一種新型的高效磨拋工藝，它主要是根據工件的形狀，通過接觸方式對工件表面進行磨削研磨和拋光。它是一種特殊的多刀多刃切削工具，該技術通過和工件表面相互作用，從而實現加工主要分為滑擦、耕犁和切削三個階段。滑擦指的是磨粒與工件表面相互接觸，表面會發生彈塑性變形。耕犁指的是隨著磨削用量的增加，磨粒和工件表面的接觸變大，材料的表面發生了塑性流動，這一階段會切除少量的材料。切削是最后一階段，會在壓力作用和溫度條件下實施真正的切削，切除大量的材料。

4結束語

綜上所述，材料成型與控制工程是制造業中一個重要的方向，也是制造業和其他行業快速發展的重要保障。金屬材料加工是材料成型與控制工程中的難點，因此需要做好加工成型工藝的分析研究工作，不斷地提高技術水平，改善其中存在的不足之處，保障金屬材料加工的質量問題，促進材料成型與控制工程的發展，才能推動制造業和其他行業的快速發展，不斷地提升和改進金屬材料加工工藝，并使該項技術走向成熟，拓寬市場范圍，促進工業領域的快速發展。

參考文獻：

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[3]楊藝，閆拓，杜鵬.材料成型與控制工程中的金屬材料加工分析[J].南方農機，2018，49(17):32.

作者：孫川 單位：鄭州航空工業管理學院