對金屬材料工藝性能的影響研究

范久亮

【摘? 要】隨著社會的發展，人們對金屬材料的需求不斷加大。在生產加工領域，金屬材料發揮著非常重要的作用。金屬作為現代化工業生產發展應用最為頻繁的物質，在日常生活中也有著非常重要的體現。不管是用來投資儲備和投資特殊通貨的黃金，還是應用在各種器械中的鋼鐵，這些都會對人們的正常生活帶來一定的積極作用。近年來，科學技術的革新發展，使得金屬冶煉技術不斷完善，使得金屬材料的性能越來越好，其應用范圍也在進一步擴大。如何有效的完成金屬材料的加工，在現有的金屬材料加工工藝基礎上進行完善優化一直是熱門的研究課題。在國際上，金屬材料的使用和進出口也是排列在前的，為此，國家也針對金屬材料推出一系列管制政策，從而推動金屬行業的健康發展。在這種情況下，也就對金屬材料的工藝性能有著更高的要求。為了更好的推動金屬在生產生活中的應用，本文通過分析現有的金屬材料種類，對金屬材料的加工方式簡單介紹，結合實際情況，提出影響金屬材料鑄造性能、焊接性能和切削加工性能三個方面的關鍵因素。

【關鍵詞】金屬材料;工藝性能;加工方式

引言

步入二十一世紀，當代社會已經發展為現代化機械社會，人民的基本生活已經和機械密切相關，而作為機械的主要構成物金屬材料的重要性不言而喻。在我國，針對金屬材料的工藝性能進行研究，使其可以發揮出最大的應用價值，這樣對于促進我國經濟發展有著重要作用。目前，我國金屬制造技術一直在以一種高質量、高速度的趨勢增長?？偟膩碚f，金屬材料的性能可以劃分為四個方面：工藝性能、物理性能、力學性能和化學性能。其中，工藝性能指的是金屬材料經過機械設備生產加工后所產生的性能，研究金屬材料的性能，可以明確其應用方向，對于工藝化發展以及推動經濟建設有著現實意義。

1.金屬材料工藝種類

在我國，金屬材料應用歷史較為久遠。早在商朝時期青銅器便出現了，經過幾千年的發展，金屬冶煉工藝不斷完善優化，在受到近代信息化技術的影響，機械設備得到廣泛應用。其一，鑄造工藝。指的就是即將金屬加熱融化轉變為液態，再將其導入準備好的模具匯總，等待期冷卻凝固，得到預期形狀。其二，鍛壓工藝。利用機械設備對金屬施加壓力，使其發生形變，獲取到相應規格尺寸的金屬。該工藝應用時間較長，但早期鍛壓工藝只能做一些簡單處理，隨著科學技術的發展，液壓機的出現，真正實現了工業級的金屬鍛壓工藝的發展。其三，焊接工藝。就是通過升溫、加熱的方式實現金屬的接合。常見的焊接方式包括壓焊、熔焊和釬焊等。其四，熱處理工藝。涉及范圍較廣，在實際加工中，人們所關注的重點是金屬性能的變化情況，比如萃透能力等。

2.金屬材料加工方式

2.1熱處理加工

機械設備生產應用熱處理加工方式，對其性能能夠起到很好的控制作用。主軸是機床中重要的零件之一，其質量好壞直接影響到機床的壽命和精度。所以需要結合主軸的性能要求和工作條件，從而制定出科學合理的冷熱加工工藝。熱處理工藝的步驟為：下料-鍛造-正火-粗加工-調質-半精車外圓-鉆中心孔，精車外圓-局部淬火-車定刀槽，粗磨外圓-滾銑花建-花鍵淬火-精磨。應用正火處理工序主要是為了獲取到合適的硬度，范圍一般在HB170到230之間，為后續加工提供便利條件，有利于鍛造組織的改善，可以為調質工序奠定基礎。進行調質處理主要是為了主軸的疲勞輕度和綜合機械性能。經過調質后硬度等級可以達到HB200。由于主軸各個部分直徑存在差異，所以要考慮變形問題。為規避變形，需要注意淬火操作方法。

2.2切削加工

相比熱加工處理，切削不需要加熱處理，使得溫度無法對金屬材料性能造成影響。而且金屬材料中存在一些易燃金屬，處于高溫環境會產生氧化反應。即使應用熱處理工藝也需要配合惰性氣體進行保護，所需成本較高。但是這些金屬硬度較低，適合應用切削加工的方式。利用刀具或者砂輪等設備實現加工。不同組織、不同硬度對于不同切削加工操作比如拉、車、刨等，另外切削加工性也存在差異，比如車削加工性較好，而拉、撥等加工性略差一些。

2.3擠壓加工

所謂擠壓加工，就是利用金屬的塑性。絕大多數的金屬都具有較好的延展性，對此施加壓力，可以發生形變。在正常情況下，金屬材料硬度等級較高。直接利用擠壓方式使其方式形變難度較大。所以，為降低技術難度，可以先將其加熱到一定程度在通過擠壓的方式令其發生形變。相比熱處理加工，該方式不需要將金屬材料加工為液態或者半液態的方式，溫度需求略低。所以，擠壓方式對金屬材料的性能破壞程度較小，很難出現氧化反應，不需要采取惰性氣體保護，生產成本相對較低。

3.影響金屬材料工藝性能的因素

3.1影響金屬鑄造性能的因素

鍛造性是金屬材料所具備的工藝性能中較為重要的一種。是通過對精神材料多次捶打將其內部的物理結構改變，形成特有的狀態，常見的方式有熱處理和冷處理。鍛造性能主要是金屬材料受到壓力后發生形變的能力，因此，影響鍛造性能的最大因素就是金屬塑性。鍛造溫度的把控也是決定鍛造性能的關鍵，將鍛造溫度合理控制到可接受范圍內，才會使得金屬具有最理想的變形抵抗力和鍛造塑性，并且還可以提高金屬的生產率。另外，鍛造速度也要特別注意。鍛造就是要將金屬經過無數次的捶打才可以完成塑性，使金屬形成特定的狀態。由于不同金屬材料性質各有不同，所以鍛造速度也存在差異，如果金屬硬度和密度較大，此時可以加快鍛造速度。自由鍛是常見的鍛造方式，是大型構件的主要生產方法。

3.2影響金屬焊接性能的因素

影響金屬焊接性能的因素主要有兩種：焊接技術手法和含碳量多少。第一，由于金屬工藝性能帶有工藝性的欣賞，所以其焊接手法對金屬焊接性能有著重要影響。較為成熟的工藝可以讓焊接更為美觀，如果技術不夠成熟，容易造成焊接不牢固的情況。另外，焊接工序也是比較講究的，要想獲取理想的焊接形狀，必須采取科學合理的焊接順序，掌握焊接過程中的注意事項，這樣才可以最大程度的發揮出焊接性能。第二，含碳量，也就是原材料的性能。因為金屬材料有著不同之處，所以焊接工藝也存在許多差異。通常情況下，彈性較大的金屬材料焊接過程中變形程度是最小的。通過金屬材料來判定焊接的時間和溫度，含碳量不同的金屬材料要采取不同的預熱方式。

3.3影響金屬切削加工性能的因素

影響金屬材料切削加工性能的主要因素包括導熱性、密度和硬度等。在加工過程中，金屬材料的脆性越高，表示其切削加工性能越好。同樣，金屬材料的硬度越低，那么其切削加工性能也就越差。這種情況下應用切削工具頻率較少，不會產生較大的磨損，也可以讓金屬材料加工表面的質量得到保障。如果金屬材料塑性較大，那么其切削加工性能很高，由于可塑性較強，使用工具次數較少，只會產生較小的磨損，保障工具可以長時間應用。另外，在導熱性能越好，其切削加工性能越好。具有良好的導熱性能，金屬可以在短時間內達到一定溫度，為切削加工提供便利條件，制作出最為理想的形狀。

4.結論

總而言之，在當代社會工業發展以及人們日常生活中，金屬起到了非常重要的作用。要想真正發揮出金屬材料的性能，其加工處理過程中必須要嚴格管控。不同的金屬材料應用不同的加工方式，并且對金屬的密度、硬度、可塑性等全面分析，從而確定最為合適的制造工藝。為此，本位對金屬材料工藝性能的影響因素開展研究工作，深度分析金屬材料的多種加工方式，希望通過本文的研究，可以為同行業工作者提供科學參考。

參考文獻

[1]王帥.含銅抗菌金屬材料的工藝及性能研究[D].2015.