重钢西昌矿业有限公司 四川西昌 615041
摘要：当前，我国的机械制造行业随着科技的进步得以飞速发展，材料成型及控制工程是机械制造业发展中的重点，需要长期的、坚持不懈的探索和研究，材料成型及控制工程的质量是决定机械制造水平的关键因素，因此发展机械制造业必须重视材料成型和控制工程及其相关衍生技术的探索和研究。本文就材料成型及控制工程中的金属材料加工进行分析和探讨，供有关人员参考。
关键词：材料成型；控制工程；金属材料加工
引言：
随着我国科技水平的逐渐提高，制造业取得了迅速发展。在制造行业的不同领域中，金属材料是使用最为广泛的一种材料。我国建筑工程和汽车轮船等领域对金属材料的需求较多，因此对金属材料的质量和数量的选择较为严格。如果在金属材料的后续加工过程中能对各个环节进行监督，不仅可以提高金属材料和零件的质量，还可以促进我国制造业甚至其他行业的发展，有助于我国提高综合国力和经济水平。
一、材料成型与控制工程的概述
材料成型及控制工程是研究热加工改变材料的微观结构、宏观性能和表面形状，研究热加工过程中的相关工艺因素对材料的影响，解决成型工艺开发、成型设备、工艺优化的理论和方法；研究模具设计理论及方法；研究模具制造中的材料、热处理、加工方法等问题，是国民经济发展的支柱产业。材料成型及控制工程分为焊接成型及控制、铸造成型及控制、压力加工及控制、模具设计与制造四大模块。
二、金属材料挑选的原则性要求
在金属材料加工过程中，加工工艺和材料本身的特点都是影响金属材料成型质量的重要因素。由于金属材料自身的硬度与抗压性不同，在进行材料加工时为了提高金属材料的硬度与抗压性以满足生产单位的需求，需要在材料中适当添加增强材料使金属材料变成复合材料，在金属材料加工过程中，会因为各种材料的结构与类型不同而增加加工难度，为此，选择金属材料时一定要综合考虑复合材料及加工方法等多方面因素；加工技术水平、设备质量也是影响金属材料最终成型的重要因素，挑选材料时为了降低加工技术水平、设备质量的影响因素，要重点从材料本身和复合材料的融合性方面进行考虑。
三、金属材料工艺种类
（一）铸造工艺
铸造工艺原理是把金属加热熔化倒入砂型或模子里，形成液态形式。随后，按照工艺要求展开生产制造的工艺形式。应用时还需要满足金属条件要求，对其工艺要求较为严格。铸造根据材料与浇注形式可以划分成：砂型铸造与特殊铸造。我们常见的铸造材料分为铸铁、铸钢、铸铝、铸铜。一般会结合应用要求、使用年限、经济投入等选取铸件材料。
（二）焊接工艺
在材料生产加工中，通过焊接工艺加工成为目标成品，在工艺生产中具有重要作用。焊接性是代表材料对焊接工作的适应性，衡量材料在一定焊接工艺状态下得到优秀接头的难易度与接头是否可以在一定条件下稳定运行。焊接包括工艺焊接与应用焊接两种。金属材料焊接性不只和材料自身有着密切联系，也与较多焊接工艺要求相近。基于不同焊接工艺状态下，相同材料有着不同的焊接性。此外，新焊接形式的出现、材料与工艺的优化，部分焊接性低的金属材料，也是焊接性好的材料。
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（三）切削工艺
切削工艺是利用刀具或砂轮等削去工件的一部分。伴随着切削速度的提升，提升大约达到5~10倍。一定时间中的材料削切率得到了提升，能够达到正常切削的 3~6倍。在切削过程中，当切削提高到一定参数后，切削力能够减少到30%，特别是径向切削力的降低，有助于提升薄壁细肋件等刚性差构件的高速精密加工效果。在高速切削过程中，元件处于冷却状态。所以，适合应用在热变形构件中。
（四）锻压工艺
锻压工艺具有适用范围广、适合应用到全部金属材料，锻压配合CNC加工满足全部构件功能。锻压工艺要求符合金属材料条件要求，才能确保具有防冲击效果。锻压工艺要求严格应规范加工制造；还应结合金属材料特征满足锻压工艺要求。锻压产品有着较强的定结构强度、精密性，配合CNC加工能够节省较多经济投入。锻压产品外观应尽可能防止尖角过渡，建议圆角在R0.3以上。锻压产品外观构成为：锻压工艺成型，设计中影响因素较少。不过，外观若想要达到多元效果，还应用注重工艺可行度【1】。
四、金属材料成型的常用加工工艺
（一）机械成型加工法
由于金属材料在成型控制方面的有新要求，金刚石刀具是被应用最广泛的金属切割刀具，金刚石刀具可以与铝基复合材料结合起来进行精细加工，这种加工工艺在当前金属材料加工中比较常见。利用金刚石刀具加工金属复合材料主要分三种方式，分别为铣削方式、车削方式和钻削方式。车削方式在当今金属材料加工成型中被广泛应用，车削主要是在添加一些乳化剂进行冷却的基础上利用硬合金刀具进行金属复合材料加工；钻削方式主要是在添加一些外切削液的基础上利用镶片麻花钻头进行金属复合材料加工。
（二）挤压锻模塑性成型
（1）在金属材料的加工成型过程中，考虑增强材料自身的效果和复合材料中增强材料的比例，结合增强材料需要的质量来决定应用哪种工艺进行金属材料加工，选择合理的挤压方式，生产出高质量的、符合要求的金属材料造件。比如：在加工过程中，金属材料中增强材料添加比例较少时，为增加融合的效率可以提高挤压速度；在加工过程中，金属材料中增强材料添加比例较大时，为确保金属材料顺利成型，应当适当的控制挤压速度。
（2）在金属材料的加工成型过程中，如果加工模具与金属材料直接接触，会因为摩擦的原因使金属表面出现伤痕，影响金属材料的外观，甚至会影响金属材料的质量。在实际操作中，可以在模具表面进行涂料涂层或添加一定润滑剂来降
低金属材料和模具表面的摩擦力，提高金属材料加工质量。
（3）铸造成型加工工艺
铸造成型加工法是金属复合材料加工中应用最广泛的加工工艺。在实际加工过程中，向金属复合材料中添加一定量的增强颗粒，在高温下环境增强颗粒与溶体产生化学反应，可以使金属复合材料在原有特点保持不变的基础上增强黏度与流动性，进而改变材料本身特征，出现这种情况，可以采用精炼方法进行补救，添加适量的变质剂，增强材料的流动性，以达到浇筑要求，但是这种方法并不适合于所有材料，应用时要根据实际情况进行考虑。
（4）粉末冶金成型
粉末冶金成型金属材料加工工艺作为成型较早的一项技术，具有非常深厚的实践经验，这种工艺非常适合体积较小、形状简单的精密零部件加工，所以被广泛应用。分布均匀、可调节、界面反应少是粉末冶金成型技术的主要特点，应用粉末冶金成型技术进行金属材料加工过程中，失败率低，零件成型效果好，因此，粉末冶金成型技术受到足够的重视，不断地创新发展，已经延伸到各种金属产品的制造过程中，尤其是在航天器材、飞机、船舶制造领域，因为粉末冶金成型工艺得到的金属复合材料具有较强的耐磨性与抗压性，且工艺操作简单、安全性高、生产零件的适应性强而被广泛应用【2】。
结语：
综上所述，材料成型与控制过程是金属材料加工中难点与重点，更是决定金属复合材料质量关键因素，因此，必须进行重点把控，不断推动相关技术的创新与发展，推动我国制造业的持续发展。
参考文献：
[1]徐宇超.金属材料工艺种类及加工方法探讨[J].中国金属通报，2018（04）：269+271.
论文作者:朱云钟
论文发表刊物:《防护工程》2018年第26期
论文发表时间:2018/12/14
标签：金属材料论文; 材料论文; 工艺论文; 加工论文; 金属论文; 过程中论文; 复合材料论文; 《防护工程》2018年第26期论文;