材料成型與控制工程中的金屬材料加工方法思考

劉金輝

（陜西師范大學，陜西 西安 710119）

0 引言

材料成型與控制工程在我國制造業發展中有著舉足輕重的地位，特別是在金屬材料加工過程中，材料成型與控制工程的出現，極大提高了金屬材料加工技術水平，最終產品質量及使用性能也得到有力保障。然而從實際來看，材料成型與控制工程金屬材料加工過程中，還存在金屬材料選擇不當、加工工藝掌握不足、實際作業不夠規范等問題，非常不利于金屬材料加工水平與質量提升，需要加強材料成型與控制工程中的金屬材料加工方法研究與分析工作，以更好把握金屬材料加工工藝與實際應用要點，并推動制造業朝著更好的方向發展[1]。

1 材料成型與控制工程概述

材料成型與控制工程在制造業領域有很強的實用性，通過其可以實現對各種材料結構的有效把握，并根據材料實際特性選擇合適的加工方法，最終實現對產品的嚴格監督和保證最終加工質量。操作中對材料成型與控制工程進行運用，需要對材料進行表面到內部的詳細分析，然后將所得的研究分析結果運用到產品加工效率提升、保證產品加工質量等中，促使制造業獲得更進一步發展。

2 金屬材料科學合理選擇

金屬材料在現代工業領域應用十分普遍，對其進行分類主要有有色金屬、黑色金屬和特種金屬，其中有色金屬是除了鐵、錳和鉻之外的一切金屬，黑色金屬主要是鋼鐵材料。實際運用時要遵循使用性原則進行合理的選擇，確保選擇金屬材料可以保證產品完成后規定的功能，同時預測材料在加工成型過程中可能出現的安全問題，并提前做好相應防護工作，有效保障金屬材料的加工質量。另外盡可能地選擇不添加任何涂層鍍層的原材料，以防止對環境造成污染，并且這一材料使用以后也難以進行回收利用。

3 材料成型與控制工程中的金屬材料加工方法

3.1 機械加工

制造企業在對金屬材料進行加工鍛造時，大多數都會采用機械加工成型的方法，其應用優勢體現為操作流程簡單、設備資源完善等，并且隨著機械加工技術不斷的發展，在金屬材料加工中應用也已經從單一的車間轉變為精細化的加工工藝，使實際作業效率和工藝精準性得到進一步提高。而在材料成型與控制工程中，金屬材料加工應用最為廣泛的金屬切割刀具是金剛石刀具，涉及到的加工形式主要有車削、銑削和鉆削三種，其中對車削加工形式運用就是利用硬合金刀具對材料進行切割，并在實際加工過程加入一些乳化液進行冷卻；銑削加工形式應用則需要在黏合劑的基礎上進行加工；鉆削加工形式運用主要是通過鑲片麻花鉆頭對金屬材料進行加工，操作中還要加入一些外切削液，以對材料起到強化的作用。

3.2 擠壓鍛模

金屬材料在加工成型過程出現模具直接接觸到材料，極容易引起材料表面傷痕，最終對材料外觀和加工質量帶來極大的影響。要防止這類問題出現，可以在金屬材料成型與控制工程中，對擠壓鍛模成型工藝進行有效運用，操作中主要是利用模具對零件涂抹潤滑劑及涂層，以防止加工過程中出現較大阻力的情況。隨著加工摩擦力不斷減少，實際作業效率也能得到明顯的提高，執行時要根據實際生產情況及實質需要，對合理的擠壓方式進行選擇，涉及到的方案有正擠、反擠、復合擠等類型。針對不同金屬制造工藝選擇合適擠壓方案執行，有助于大大減少模具與材料之間的摩擦力。另外在成型加工過程中還要注意考慮增強材料自身效果，比如加入合適添加劑，實現對擠壓速度和成型質量的有效控制[2]。

3.3 鑄造成型

鑄造成型工藝在金屬復合材料加工中應用較多，實際操作一般會在金屬材料中加入一定的增強顆粒，在保證金屬材料原有特點不變的同時，促使金屬材料的黏度、流動性等得到增大，進而使增強顆粒與熔體在高溫條件下充分發生化學反應，最終取得改變金屬材料本身特征的效果。執行時要注意對熔化的溫度、時間等進行嚴格的把控，若在高溫狀態下添加增強顆粒，雖然很容易就使顆粒與材料產生界面反應，但是出現熔體黏度過大問題的機率也會升高，最終影響到金屬材料成型澆注的質量。這時候就可以依托材料成型與控制工程，對精煉的方法進行運用，通過在金屬材料中增添適當變質劑，促使金屬材料更加契合澆注的要求。由于這種加工方式不適合運用到每一種金屬材料當中，因此在選擇使用時要慎重，最好根據材料具體情況及加工要求進行選擇。

3.4 粉末冶金

粉末冶金在金屬材料加工中應用，具有適用范圍廣、實用效果好的特點，實際操作中更多是將粉末冶金工藝運用到規格比較小和形狀較為復雜的精密型金屬材料零配件加工當中，執行時會通過含量調整的方式實現對金屬材料局部的有效調整。若金屬材料出現顆粒含量超過半數以上的情況，就可以借助該項工藝實現對制造精密度的有效控制。再加上粉末冶金成型界面反應比較小，在很大程度上可以提升金屬材料的加工作業效率，加工成型的金屬制品耐磨性和強度也較大。

3.5 熱加工

采用熱處理的方法對金屬材料進行加工，涉及到的工藝方式有很多，比如高功率密度激光熱加工法。實際操作在汽車各種金屬材料零部件加工中應用較多，由于這種工藝方法在耐磨和硬度方面有很好的性質，因此能夠滿足實際金屬材料加工要求。針對硬涂層加工方法，實際應用更多體現在金屬材料的表層，可以起到增強加工產品的實際使用年限的作用，并且操作使用流程較為簡單。對于薄層滲透加工方法，在金屬材料加工中使用會對化學原理加以利用，通過準確把握金屬材料的特性以后，在實際加工中就可以通過加強對溫度的有效控制，保障金屬材料加工的精度。

3.6 拉拔成型

采用拉拔成型工藝開展金屬材料加工作業，一般會在模具中放置胚料，然后對其進行拉拔處理，使金屬材料可以通過?？赘淖冏陨硇螤?，最終得到與?？仔螤詈统叽缦嗤漠a品。實際作業中根據制品截面形狀，又可以將該項工藝分為實心材拉拔和空心材拉拔兩種類型。前者包括型材、線材拉拔，后者包括管材、異型材拉拔。實踐中可以根據金屬材料類型及加工要求進行合理的工藝選擇，并在拉拔成型過程中注意對變形進行控制，使金屬材料加工制成的產品尺寸精度和表面光潔度也能滿足質量標準要求。另外還可以依托拉拔生產工具設備，實現對金屬材料的連續性加工[2-3]。

4 材料成型與控制工程發展趨勢分析

隨著現代制造業不斷地發展，材料成型與控制工程在該領域也得到深層次的應用，并依托其完成對金屬材料各種結構形態的研究與了解以后，根據金屬材料實際特性及加工需求，選擇最為合適的加工工藝技術進行操作，在提高金屬材料加工作業效率的基礎上，實際產品加工質量得到極大保障。而現代科學技術的飛速發展，材料成型與控制工程朝著自動化、數字化等方向邁進，其在金屬材料加工中應用的優勢作用充分體現出來，并為金屬材料加工產品質量和生產制造效率的提升奠定良好的基礎。對金屬材料成型與控制工程的發展趨勢進行展望。

1）高效節能。在工業化快速發展的今天，社會對金屬材料的需求量日漸增大，并對金屬材料加工質量提出更高的要求。從開展金屬材料加工活動，依托材料成型與控制工程就需要從高效節能的角度入手，實現對加工活動流程、時間等的科學規劃與組織設計，在減少加工過程對各種能源資源損耗的同時，保證金屬材料加工的質量與使用功能[3]。

2）綠色環保。隨著人們環保意識不斷增強，對金屬材料加工的要求發生極大地改變，特別是在加工工藝選擇上，要徹底摒棄傳統高污染和惡劣加工環境的工作方式，并從綠色環保入手選擇綠色能源及工藝，進而達到降低金屬材料加工過程污染問題的目的。執行時依托材料成型與控制工程，就可以在準確把握金屬材料結構以后，圍繞材料加工實質要求，對生產成型過程能源使用、工藝操作流程等進行合理選擇和細致分解，最后通過優化工藝環節、優先選擇清潔能源等，實現對金屬材料加工造成污染的有效控制。

3）數字化發展。在步入信息化時代以后，各種先進技術手段在材料成型與控制工程中也得到一定的應用，特別是將現代大數據、互聯網等技術融入到金屬材料成型與控制工程中以后，可以實現對完善數字化數據、設計、制造等體系的有效構建。并依托這些數據體系實現對金屬材料加工過程的有效監控與分析，甚至還能依托智能化技術實現對金屬材料加工誤差的有效控制，并提高金屬材料加工效率和保證產品質量。

4）自動化發展。自動化是金屬材料成型與控制工程發展的必經之路，特別是在現代工業水平不斷提升背景下，制造行業對金屬材料生產規模、質量等提出更高的要求，這時依托現代先進技術，可以減少因為人為操作出現的失誤與差錯，并切實解決生產效率低的問題，最終金屬材料加工規模、效率、質量等也均能夠得到提升。

5 結語

本文是對材料成型與控制工程中金屬材料加工方法的探討，隨著現代工業不斷發展，材料成型與控制工程在金屬材料加工中應用也愈發廣泛，實際操作可以通過其有效掌握金屬材料的結構特性，并根據金屬材料加工實質要求選擇合適的工藝進行使用。這些工藝包括機械加工、擠壓鍛模、拉拔成型等，同時將現代發展的數字化技術融入到其中，可以增強材料成型與控制工程運用的實用性，并促使金屬材料加工效率與質量得到提升。