材料成型与控制工程模具制造的工艺技术研究

王峥

（南京理工大学 江苏南京 210094）

材料成型与控制工程模具制造技术是一门系统性极强的科学，是伴随着科学技术飞速前行所诞生的产物，其不仅是我国材料成型与控制工程需要长期发展的重点，更是材料控制领域需要突破的难点，同时在该技术发展过程中，电力、船舶制造、交通等诸多行业都会受到或多或少的影响，相关企业也需要面临新的机遇和挑战。由此可见，研究材料成型与控制工程模具制造技术是十分必要的，这不仅关乎到单纯一个制造业的未来，更关乎到整个工业的未来，基于此笔者以材料成型与控制工程模具制造的工艺技术为主题展开了分析。

1 材料成型与控制工程概述

材料成型与控制工程主要研究如何根据材料的微观结构、宏观性能和表面形状来确定材料加热过程中可能受到的影响和可能受到影响的工艺，尤其是在材料的结构、形状、性能改变过程中工艺因素对材料带来的影响。此外，材料成型与控制工程涉及到模具制造过程中的热处理工艺和材料加工工艺。

2 材料成型与控制工程模具制造的主要工艺技术

一般来说，材料成型与控制工程模具制造技术可分为金属材料一次成型加工工艺、金属材料二次成型加工工艺，非金属材料成型加工工艺三种，这里我们分别进行了详述。

2.1 金属材料一次成型加工工艺

2.1.1 机械挤压成型技术

机械挤压成型技术是比较常用的一种金属材料成型加工工艺，一般人们也称之为挤压技术。该工艺可分为两步：①将预加工的金属胚料放置于对应模具之内；②自模具上方开展加压工作，促使胚料在压力作用下发生形变，从而获取与模具形状、大小相同的金属产品。该技术的优点在于金属具有良好的可塑性，形状不易发生二次变化，但是在实际的操作过程中，操作人员应充分注意金属被压缩的速度，防止速度达到上限后，金属产生横向裂纹。

2.1.2 拉拔成型技术

该技术与挤压技术的不同之处在于，挤压技术依靠压力使金属发生形变，而拉拔成型技术依靠拉力使金属发生形变。在将预加工的金属胚料放置于对应模具之内后，可在模具上方开展相关的拉拔工作，在拉力的作用下使金属胚料发生塑性形变，从而达到金属成型的目的。但是，拉拔成型技术对于金属胚料的要求较高，需要胚料的属性达到一定高度，否则金属很容易在拉拔过程中产生裂纹。

2.2 金属材料二次成型加工工艺

2.2.1 锻造成型技术

锻造是我国最古老的工艺之一，目前仍被广泛应用于工业化的日常生产之中，具体来说，我们可将锻造成型技术分为自由锻造、模型锻造两种技术手段，其中前者偏向利用外界压力且不需要模具，后者则需要借助压力机等机械设备，同时也需要配备相应的模具来使胚料发生塑性变形。

2.2.2 电切割技术

电切割法主要是在成型加工的过程中结合材料的具体形状决定运用何种切割状况，但是在切割的途中需要运用正溶解的方式实现切割要求，但是在切割的过程中，由于材料组织之间的摩擦，就要形成残存物或者粉末状纤维，为了避免这些细小的纤维进入到空洞内，应及时就电极间隙进行清洗，相较于传统放电方式，这种方式是将电流液全部侵入到移动的电极线内部，这样就能借助于液体的局部压力做好冲刷，从而达到提高零件加工效果的目的。

2.2.3 旋压成型技术

顾名思义，旋压成型技术指的是胚料在压力作用下随芯模发生转动所导致的塑性形变，一般来说，该技术应用时所受阻力较大，工作效率不高，但基于其产品尺寸较大、模具简单的特点，也不失为一项很常用的模具制造技术。

2.3 非金属加工工艺

2.3.1 挤出成型技术

挤出成型技术是在螺杆、柱塞的基础之上开展的一系列挤压、剪切工作，其作用在于可以帮助塑料原材料进行融化和加压，同时，借助冷却与固化流程，最终便可制作出与预定产品形状相同的产品。一般来说，该技术生产流程简单，生产效率较高，很适用于大规模塑料模具的生产。同时，由于该工艺主要在非金属材料加工过程中使用，因此与金属材料加工工艺相比，污染较少，成本较高，人力成本较低。

2.3.2 注射成型技术

注射成型技术主要包括将原材料放入注射设备、材料熔化处理、将熔化后的材料放入模具、冷却处理、拆除模具几步流程，目前已经被广泛应用于各大模具制造企业的生产之中，该技术的优势在于以下三点：①流程简单，可实现完全的自动化生产；②适用性强，可用于生产结构复杂的非金属产品；③生产效率高，可进行批量化的大规模生产。

综上，我们分析了目前材料成型与控制工程模具制造的几种常见工艺和技术，可以确定的是，材料成型与控制工程具有极高的发展前景和应用前景，不断提高材料成型与控制工程模具制造技术来使其达到更高的水准，对于我国竞争力的提高有着极高的促进作用。

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