试论新型金属材料成型加工技术

孙柯楠

佳木斯大学材料科学与工程学院（154007）

1 新型金属材料加工方法选择

新型金属材料种类繁多。金属材料具有较好的延展性及特有的光泽色彩等。广泛应用的新型金属材料包括高温合金、非晶态合金等。新型金属材料加工特性体现在锻压性、铸造性。

焊接性是金属成型加工的基础特性。新型金属材料无气孔，具有较好的焊接性，导热性能好。锻压性是金属材料成型加工的关键因素，金属锻压性受到加工条件的影响。金属具有的铸造性包括流动性、裂纹敏感性等。新型金属材料为合金，含有的高熔点元素会降低金属流动性[1]。

新型金属材料在机械设备制造、航空航天等领域具有巨大的使用空间。应用于工程施工的新型金属材料具备良好的耐磨性，能满足工程成型质量要求。不同金属材料采用不同的加工技术，有些特殊金属复合材料通过增强复合材料纤维成型加工。其他特殊新型材料成型加工时需复杂的技术，二次加工时需因材料不同采取措施。

2 金属基复合材料加工方法

铸造成型法，借鉴铸造工艺，是生产复合材料零件的常用方法，必须对铸造工艺进行改进。熔体的黏度随着增强颗粒加入改变，如增强颗粒与金属发生反应。在制造形状复杂的零件时采用砂型铸造等方法。在颗粒增强金属基符合材料加工中，为防止发生化学反应，应在熔化时控制熔化温度。高温的碳化硅颗粒增强铝基复合材料界面反应导致黏度增大，生成不稳定的化学反应物影响材料性能。铝合金复合材料铸造中需精炼铝溶液，常用的方法是精炼造渣，除去熔体中杂质，处理方法不能用于颗粒增强铝基复合材料。

制造短纤维、颗粒增强金属复合材料、镁基复合材料可以用挤压、超塑成型等方法，生产出组织致密的零件。实际应用中可使用润滑剂表面涂层处理改善摩擦，润滑可降低压力25%。金属基体中含有一定的增强物，变形阻力大，坚硬的增强颗粒对模具造成严重磨损。颗粒加入增加基体金属变形抗力，挤压温度不宜过高。增强物含量决定挤压速度，采用较高的挤压速度用于增强物含量低的金属基复合材料[2]。

粉末冶金法是最早的金属基复合材料制造方法，晶须增强金属基复合材料等可以用粉末冶金法直接制成。对零件形状不复杂、比较精密的零件可使用粉末冶金法。其优点是界面反应少，可调节增强相含量。美国DWA公司用粉末冶金法制造很多产品，如不同成分的自行车架。增强铝合金基体等产品具有很高的强度，应用于汽车生产等。丰田公司用粉末冶金法制备碳化硅颗粒增强2080铝合金连杆。

电化学加工常用方法是根据负极决定切削形状，通过正极溶解切割材料，可以用某种离子电解质溶解液实现。与传统放电加工法不同，将移动的电机线浸入介电液流中，切削材料通过工件局部高温实现，需探求适宜的工艺参数进行加工。单个火花材料去除机制研究火花，SiC会干扰SiC颗粒，复合材料与铝液脱落的未熔SiC颗粒，可形成重铸层。增强铝基复合材料工艺不能用铝合金切割参数，某些加工表面会呈玻璃样粉末硬化。

3 结语

金属基复合材料是有价值的先进材料，具有高强度等优点，加工涉及到理化学、金属学等多种学科，自身发展空间很大，有待深入研究成型加工工艺，将金属基复合材料应用于更多领域。