试论材料成型与控制金属材料加工

云璐

摘 要：自工业时代开始，金属材料加工变成经久不衰的重要产业，在工业发展中占有重要地位。智能化与机械化的到来，使原始的金属材料加工工艺必须面临改变，提高现有企业生产力与加工技术，强化材料成型与控制水平尤为重要，因此本文就材料成型与控制金属材料加工展开探究，并总结出材料成型与控制金属材料加工的重要性及意义。

关键词：材料；成型；控制；金属材料；加工

现代社会发展使金属材料的应用范围更加广泛，材料加工工艺的重要性日渐凸显，由于金属材料加工行业的特殊性，使金属材料加工无法做到全自动化发展，必要时刻仍需采用手动加工，提升材料的成型与控制，依旧是当前金属材料加工面临的主要问题。

一、金属液态成型

（一）金屬材料在液态下成型的基本优势

1.适应性广

金属液体成型具有一定的优势，尤其体现在适应性方面，处于液体状态下的金属性状并不稳定，容易被定型，同时金属材料液态后，融合性较好，可添加部分材料，以便用于特殊方面，也可对其进行碾压铸造，因而具有较强的适应性，应用范围相对广泛。

2.成本较低

液态金属的另一优势主要体现在成本方面，是诸多成型方式所不具备的，由于不需要较为繁琐的环节，也不需要进行不必要的修改，在加工期间，仅需要较少的设备，即可对其进行锻造，首先在人力资源上便能够进行节省，其次在材料的使用上，液态属于金属的原始形态，不需要添加较多的添加剂，因此也在添加剂方面构成节省，最后液态金属的管理与保藏相对简单，不需要消耗较高的资金，也是降低成本的主要原因。

（二）液态成型存在的不足

首先在铸造的整体结构上，晶体与其余成型方式相比，较为粗糙，不应在对细节要求较为严格的方面进行使用，同时在进行成型阶段，需要进行冷却，而冷却对于时间与稳定的掌握较为重要，原始材料的质地也对成型的冷却产生影响，任何细小的误差，都将导致表面产生较多的孔洞。

现代的铸造技术基本以半自动化与半手工为主，自动化仍然无法完全替代手工铸造，所以在切削过程中，液态成型的金属相对难度较高，其原因是在进行加工压缩过程中，压力的冲击使原始的受热不均匀，产生偏差压，切削过程中极易坏损而不容易进行二次修复。

（三）砂型铸造的工艺

砂型铸造工艺较为普遍，根据用途与材料要求的不同，砂型主要可使用手工铸造，也可进行机械铸造，手工铸造主要应用于细小零件，对于细节追求较高的零件均采用手工铸造，手工铸造工序较为简单，所使用的设备也相对较少，对铸造人员的技术要求较高，但相比于机械铸造，手工铸造具有更强的灵活性与便捷性，在一定程度上提高了铸造工艺，手工铸造存在的问题是速度相对较慢，数量较少，无法在短期内批量铸造，机械铸造则有效的解决了该问题。

砂型机械铸造主要用于大规模的铸造生产，需要经过设计、定型与压缩等工序，工序较为繁琐，且使用的加工设备较多，在一定程度上无法铸造的基本质量，同时消耗的成本也有所增加，机械铸造的零件相对较为整齐，适宜备用与更换，在使用范围上，机械铸造具有更好的优势。

二、材料成型方法选择的依据

（一）零件类别

功能、使用要求及其结构、形状、尺寸、技术要求等根据零件类别、用途、功能、使用性能要求、結构形状与复杂程度、尺寸大小、技术要求等，可基本确定零件应选用的材料与成型方法。

（二）零件的生产批量

零件的生产批量受到诸多因素的影响，首先数量对零件批量生产的影响，小批量的零件生产，一般不考虑采用大型设备进行，主要是在成本与生产的便捷性方面进行考虑，手工铸造是小批量生产的最佳选择。毛坯产生周期相对较短，能够节省较多的时间，同时小批量零件一般不需要进行焊接与其余作业方式，因而手工铸造最有效的方式。

在大批量生产的情况下，使用机械铸造更加节省成本，并且生产速度较快，能够使零件在短期内进行使用，在材料的消耗方面，机械铸造也能进行制约，由于机械铸造的工序较多，需要按流程进行零件的生产，因而，在铸造时，精准度更高，能准确的测算出材料的使用数量，不需要进行预先加工，进而避免了材料的浪费，通常情况下，大批量零件均需要进行焊接与压缩，机械铸造也为零件的焊接提供了基本的便利条件。

（三）现有生产条件。

现有生产条件是制约生产的主要因素，相关的设备与人员的技术，是生产的核心，正常情况下，企业的生产条件均能满足生产供应方的需求，在无法满足基本生产的情况下，可对设备进行及时的更换与升级，人员方面也可进行充分调整，相关的技术升级也不容忽视，通过多方面的改革，增强现有的生产条件与能力。

三、等静压工艺流程及设备类型及特点

（一）工艺流程

粉体预处理，对瘠性粉料等静压成型工艺也需要对粉体进行预处理，通过造粒工艺提高粉体的流动性，加入粘结剂和润滑剂减少粉体内摩擦力，提高黏结强度，使之适应成型工艺需要。装料应尽量使粉料在模具中装填均匀，避免存在气孔，加压时应求平稳，加压速度适当，针对不同的粉体和坯体形状，选择合适的加压压力和保压时间，同时选择合适的卸压速度。

（二）等静压设备

常用的冷等静压机的工作压力可高达6500kgf/cm2。按照容器密封结构不同，冷等静压机可分为螺纹式和框架式两类。螺纹式冷等静压机结构简单，但操作劳动强度大，使用过程螺纹磨损严重。框架式冷等静压机，设备虽然复杂，但安全可靠，操作简便。

四、结语

材料成型在各阶段对技术人员技术水平的要求极高，从设计到加工完成，零件的成型方法均起到决定性作用，零件成型方式受到诸多方面因素的影响，其中零件的材料与用途是最主要影响因素，早期的零件成型对技术尚未有较为严格的要求，随着市场范围的不断增加，产量对于企业而言极为重要，在一定程度上也迫使企业必须在零件成型的工艺与技术方面不断精进，并走向成熟。

参考文献：

[1] 张健.基于动力学控制的钛加工材料成型优化技术[J].世界有色金属，2015（10）.

[2] 张文华.材料成型与控制工程模具制造技术分析初探[J].黑龙江科技信息，2015（15）.