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摘要：二十一世纪是信息化、机械化、智能化、科学化和自动化的时代，在工业领域中把控着重要控制权的金属材料加工工艺正面临着急剧地变革。本文以金属材料和材料成型为出发点，重新认知材料成型的原理依据、金属材料的特性和金属材料的加工工艺，以此来探寻金属材料加工行业未来的发展前景。
关键词：材料成型；控制工程；金属材料；加工工艺
工业作为我国的支柱性产业，在进入二十一世纪后，逐渐向着信息化、科技化、机械化、智能化和自动化的趋势进行变革，而在工业领域中拥有绝对重要话语权的金属材料加工行业也面临着急剧地变革。就我国目前的经济实力发展速度和工业的未来前景来看，只有重新认知材料成型的原理依据、金属材料的特性和金属材料的加工工艺，才能寻找到一个新的途径，提升该行业和其它行业的发展，促使我国的综合实力得以提升。
1材料成型、金属材料和控制工艺理论概述
1.1理论概述
金属材料有单一型材料和复合型材料之分。单一型材料加工工艺相对比较简单，操作成型也没有太大的复杂性。而对于加工金属复合材料成型来说，程序相对比较复杂，一是有时要在适当的时候需要添加增强物质，以此来提升整个材料的持久性、抗压性和耐磨性；二是金属复合材料种类成分比较复杂，要想提升或者保障材料的可塑造性，需要采用不同的加工方法和工艺技术，有的甚至需要科研人员耗费人力、物力、财力和大量的时间才能完成。
1.2选择材料成型、金属材料和控制工艺依据的原则
1.2.1材料类别
材料的类别、用途要求、功能要求、使用性能要求、结构形状与复杂程度、尺寸大小和技术要求等其它不同标准决定了材料成型的形状、规格、结构、技术标准、功能等。因此，一定严格监控选择材料这一关。
1.2.2材料生产批量
在实际加工作业中，材料的生产批量是由多种要素控制的，比如说数量、质量、设备、材料、效益和成本。就拿材料数量来说，如果是一些小数量的材料生产，制造商考虑到操作程序、便捷性、时间、成本输出和效益等方面的影响，一般不会使用大型设备仪器进行生产，他们会使用小的设备仪器，或者直接选取手工铸造，由于小批量生产一般情况下不会使用到焊接和其余作业方式。这样一来，生产的周期性相对性缩短，不仅大幅度节约了时间，减少了成本的输出，而且可以更加方便快捷的交货，赚取快速效益。
如果是在大批量生产的条件下，考虑到成本、信誉、快捷性、材料、性能、操作程序和精准度等，制造商会采用大型设备仪器进行生产。主要原因：
一是通常情况下，大批量生产需要采用进行焊接、压缩、机械铸造等工艺技术，而大型设备仪器完全满足所有要求。
二是，大批量生产如果用小的设备仪器，或者直接选取手工铸造，不仅会造成成本浪费，而且浪费时间，无法按时交货。而采用大型设备仪器来进行生产，能快速高效完成任务，节省成本。
三是大型设备仪器在制造生产材料过程中，能够精准和准确地控制生产条件，按照流程工序选择、分析材料，大大节省了材料的耗费。
1.2.3现有生产条件
在生产加工过程中，主要的核心就是仪器设备和制造工艺技术。如果这两个变量无法得到有效制约和控制，制造商将无法满足供应方的生产需求。因此，制造商在实际供应中，如果无法满足或者出现问题，要及时更新或升级设备仪器和提升工艺技术，必要的话，可以更换和调整操作人员，通过多项的变动或者改革来提升生产实力。
1.3材料成型需要注重的事项
一般在大批量的生产条件下，尤其是使用机器设备时，为了避免造成材料浪费、成本浪费和质量质检不合格的局面，制造商或者设计规划人员要提前对材料成型的形状、规格、结构、技术标准、功能、使用状况等等进行量化分析和细化。
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2材料成型和金属材料加工工艺
2.1材料机械加工工艺
在现在材料的成型与加工工艺过程中，最为常见的是采用应用广泛普遍的以金刚刀为代表的金属切割刀而操作实现的精加工。这种加工工艺主要有铣削方式、车削方式和钻削方式三种方法，其中在材料加工成型过程中应用较为广泛，有良好效果的则是车削方式，而其它两种多用于复合型材料加工，分别需要外切削液和粘合剂。
2.2材料液态成型工艺
2.2.1材料液态下成型的优势
第一，降低成本。部分液态材料具有其它材料没有的一种特性，就是节约成本。具体表现在一是节省人力资源；二是减少材料的浪费和添加剂的浪费；三是保存和管理相对简单；四是不需要过多的资本投入。其主要原因就是液态是金属材料的原始状态，不需要过多地修改和设计，不需要过多的设备，也不需要繁琐的程序，就可以直接加工和改造，非常的便利。
第二，适应性广泛。金属材料在原始状态下，它的形状和性能并不稳定，很容易被定型。但是与之相反的是它的融合性和适应性非常的高，可以添加材料或者添加剂，并进行铸造碾压。因此，这一种性能在众多行业广泛使用。
2.2.2材料液态下成型的劣势
第一，原始材料的质地的好坏、稳定与不稳定都会影响最终成型的结果。尤其是金属材料在原始状态下，它的形状和性能并不稳定，很容易被定型。
第二，在铸造时，对整体结构有明确具体的要求，但在淬炼锻造晶体时，最好不要在细节处过于仔细，因为在淬炼锻造并进行成型阶段，需要花费时间和技术进行冷却，如果这一过程没有处理好，会导致成品表面有大量的漏洞。
第三，铸造技术依旧达不到智能化和自动化，目前还处于半自动化与半手工的阶段。金属材料在原始状态下，它的形状和性能并不稳定，使其无法进行切削，或者能切削的难度很大，在加工和压缩过程中很容易受热不均匀，产生变形和性能数据变动，也容易遭到损坏而无法进行二次加工和修复。
2.3锻造加工工艺
锻造加工工艺是历史使用最长久、最广泛的一种加工成型工艺。这种技艺有一定的难度，操作人员在复合材料的熔化温度具有严格要求。在锻造加工工艺过程中，在复合材料中加入一定的增强剂来提升溶体的粘度及流动性，经过高温作用产生物理反应或者化学反应，从而发生质变，然后在规定的时间内或者在金属塑性处于最弱状态的时候，从高温中取出进行锻造。
2.4粉末冶金加工工艺
粉末冶金加工工艺在组织的严密性、成型后的均匀分布以及可行性调节等方面具有严格要求。在实际作业时，只有加工高精度部件、高要求部件和尺寸比较小、形状简单但具有非常高精度要求的零部件，才会用到，比如说自行车的支架生产过程。
2.5挤压和锻模塑型加工工艺
在加工过程中，避免不了要与材料表面进行接触，所以在挤压或者锻模塑型时，材料表面会出现刮痕或者摩擦的痕迹。这样不仅影响成品的美观，也降低了成品的质量。因此，人们在实际中会加入润滑剂、抹上涂料涂层或者采用其他工艺来减少损伤，以提高和保障成品质量。
结束语：
材料的加工和成型对工业发展来说，是一项重点，也是一项难点，未来非常具有前景。在二十一世纪的今天，我国要绝对重视工艺技术水平，实现历史性的突破和创新，才能提升整个产业的竞争力。
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论文作者:李丰梅1,邱守光2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/12
标签：材料论文; 金属材料论文; 加工工艺论文; 加工论文; 金属论文; 设备论文; 过程中论文; 《基层建设》2018年第35期论文;