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摘要：随着近年来我国社会生产力的快速发展，各行各业都在一定程度上得到迅猛提升。在生产制造业中，铝合金应用的越来越广泛，但是，由于铝合金的特殊性，在制造过程中零部件容易变形，影响着加工的质量。所以，当前，要加强铝合金加工变形控制的研究。基于此，本文笔者就铝合金加工变形控制进行简要分析。
关键词：铝合金；加工；变形控制
一、概述
众所周知，铝具有密度小、熔点低的特点，其属于面心立方结构金属类别，可塑性比较强，容易生产及二次加工，它可以生产出各式各样的型材，并且耐腐蚀性也比较强。但是，其劣势也比较明显，主要表现在强度低，无法在结构材料方面应用，只能做为辅助应用处理。在经过多年的研究与发展过程中，通过在铝中掺入其它金属材料，使其强度最大限度提升，成为铝合金，被广泛应用各行各业中。成为在航天、工业、建筑产业等众多领域广泛应用的一种金属材料。
铝合金具有密度小，强度高的优势，和其它钢材相比差异不大，可塑性也比较强，可以在很多样式的材料中看到铝合金的身影，如：在导电性、导热性以及抗腐蚀性等方面都发挥着重要的作用。因此，在制造行业中，铝合金的用量也比较大，仅次于钢。同时，也有很多新的技术工艺，通过对铝合金加热及掺入其它的金属，使其具备更加优质的性能，物理性能和抗腐蚀性能也得到显著提升。
二、铝合金材料加工变形的主要影响因素
1.材料内部的残余应力
在无外力荷载的作用下，材料内部残余应力处于平衡状态，毛坯为不变形状态。当薄壁的结构构件加工过程中残余应力毛坯材料一旦被去除，释放残余应力，使原有平衡状态打破，在加工完成以后，重新分布应力，新平衡状态产生，造成加工变形。据相关数据统计，在薄壁结构的加工过程中具有较高的材料去除量，这就使得释放残余应力所造成的加工变形十分明显。
2.加工过程的切削力
加工板框类薄壁结构件方式以铣削为主，材料在铣刀的挤压作用下，剪力失效，去除材料基体，使得工件和铣刀的前后刀面间有强烈变化的切削力。薄壁结构件的刚度降低，在切削力作用下局部弹塑性变形，工件表面质量与加工精度降低。此外，铣削时工件加工表面出现塑形变形，且与其他部位弹性变形发生互相牵制，并有新加工应力形成，材料内部的原有应力分布状态进一步改变，最终造成加工变形。
3.工装夹具的装夹力
薄壁结构件在铣削加工中，装夹方案对加工变形产生较大影响。有研究数据表明，薄壁结构加工误差的20%为装夹与定位产生的。而对薄壁结构的加工精度，也有特殊要求，一旦在加工过程中，对机床上工件定位没有做好，或者夹紧位置选择不当，都有可能带来误差，降低加工精度，进而对产品质量带来影响。
三、铝合金加工变形控制措施
在进行铝合金加工变形控制的过程中，需要应用各种工艺措施，只有选择对应的加工技术，我们才可以有效控制铝合金加工变形问题。
1.选择先进的加工技术
在加工铝合金材料中，如果选择切割工艺，就要控制好切割力度，因为在机械切割过程中产生很高的温度，遇热材料就会出现变形。因此，当前我们要合理的选择铝合金材料的加工方法，通过正确的应用加工工艺，使其能够控制铝合金在加工过程中产生的变形，提高加工质量，使铝合金零件的生产符合质量标准。
2.利用冷处理技术
在铝合金材料加工过程中，由于切割产生热量较高比较容易变型，可以适当选择冷处理技术，控制加工过程中产生的变型问题，防止加工后的零件出现偏差。在对其进行冷处理的过程中，我们可以利用机械振动带来的能量，使铝合金部件能够移动。但是，在振动的过程中，振动强度的不同，也会产生不一样的效果，能够产生很大的差异。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，我们要提升零部件内部的稳定性，禁止加工出的零部件出现变形，确保质量。
3.利用热处理技术
热处理技术也是铝合金加工的一种技术，在铝合金材料加工中，仍会产生一定的应力值，其应力值的出现，仍能对零件本身产生很大的影响，引发变形问题，为了最大程度的确保加工的零件质量，我们就应该利用相关的工艺措施，降低或者消除应力。而热处理是我们常使用的一种消除应力的方法，我们在应用热处理时，应当综合考虑现场情况，优化热处理方法。
在热处理工艺中采取分级淬火双级时效，即将高温预析出固溶处理、分级淬火以及双级时效处理进行结合起来，以铝合金加工作为参考，利用正交试验方法来对具体的热处理工艺进行制定。在研究上述热处理工艺对铝合金力学性能的作用机制时，通过HR-150A洛式硬度计来对铝合金的硬度进行测试，并在各个铝合金试样中筛选出10个测试点，然后将10个测试点的测试值取平均值，利用Neophot21型金相显微镜来观察铝合金在热处理工艺中的金相组织，将 NHO3、HCL、HF以及H2O按照2.5%、1.5%、1%、95%的比例配置成腐蚀液，对热处理后的铝合金试样进行腐蚀测试，最后通过CSS-400拉伸机来检测铝合金试样的力学性能。
4.减小薄壁零件加工变形
在铝合金工艺加工过程中，避免不了需要对薄壁型零件的加工，因此，我们要特别注意，严控操作工艺。由于薄壁的局部刚性比较弱，在加工制造过程中，容易受各种因素的影响，如：切削热和切削力。因此为了使薄壁零件的加工变形得到控制，其主要方法为零件局部的刚度与切削力之间关系的正确处理。在数控加工的实际应用于理论研究均证实，切割的切削力越小，在加工过程中刀变形的效应越小。此外，切削热多部分被切削带走，其零件的温度变化小，工件发生热变形较小，使零件的剩余刚力保持最大，与切削力抗衡，最终实现薄壁零件控制加工变形目的。在加工过程中，其构件具有较高的去除率，且截面的形状较为复杂，随着材料的去除，毛坯內应力逐步释放，使得零件整体变形。对于毛坯应当欲释放内应力，运用适当时效优化设置与处理方法将工艺槽释放，此为内应力消除直接有效途径。
零件的加工过程受到工装夹具限制，出现不均匀的夹力分布，造成工件的形状总是处于不稳定状态。但是零件刚性的薄弱中心区域受到加工应力的重新平衡，极易出现塑形变形，因此应当使装夹方式更加优化合理，从而消除零件受到装夹力而产生的变形。
5.对于铝合金硬铝板料变形的处理
在铝合金材料加工中，某些特殊工艺技术也需要应用淬火技术。在铝合金的淬火处理时，能够使铝合金材质提高内部的应力，但是，需要注意板材的厚度与内部应力要成正比，所以，当铝合金材质的厚度增加时，一定要提高板材的内部应力。一旦在加工处理过程中，没有对铝合金板材的内部应力进行控制，就有可能出现变形问题。因此，我们在对此进行针对性的处理时，首先解决材料变型问题。
结束语
综上所述，在铝合金材料加工过程中，引发变形问题也是常见的。但是，由于能够引发铝合金材料变形问题的因素较多，因此，当前我们对其进行加工时，一定要综合考虑各方面的变形因素，找出控制方法，使材料变形的几率降到最低。当然，我们在以后的研究过程中，也要通过工艺的优化，不断的对其进行改进，最终将铝合金材料变形的可能性降至最低。
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论文作者:张英囡
论文发表刊物:《防护工程》2019年15期
论文发表时间:2019/12/2
标签：铝合金论文; 加工论文; 应力论文; 过程中论文; 薄壁论文; 零件论文; 材料论文; 《防护工程》2019年15期论文;