淺談鋁合金加工變形控制

肖麗媛，曹媛媛，郭西園

（山西航天清華裝備有限責任公司，山西 長治 046012）

鋁合金材料能夠適用于各種高溫環境，耐高溫性能非常高，且具有很強的導電性能，對施工環境的要求不是很高。但是在對鋁合金材料進行安裝與應用的時候，仍然存在著諸多的問題，在溫度適宜的情況下，鋁合金材料內部應力值變化非常大，在這個時候，不能對正在進行應力值變化的鋁合金材料進行內部觀察[1]。通常來說，鋁合金材料一旦出現應力值變化，那么就會持續保持在這一狀態，適量的清除鋁合金材料后，能解決內部應力值變化問題，使其內部的應力位置重新分布，從而使鋁合金零件出現嚴重變形[2]。

1 鋁合金材料加工變形的研究前提

鋁合金材料本身具有很多的優勢，如重量比較輕、有較高的防腐性能以及導熱性等。通過對鋁合金材料材質的分析與研究可以得知，這一材料耐高溫性比較強，可以適應各種高溫環境。不過，在對鋁合金材料進行應用加工的時候，仍然會出現一些問題，比如鋁合金的變形問題。導致鋁合金材料在加工時出現變形的因素有很多種，在進行加工的時候，因為加工部件內部的組織結構不均勻，所以鋁合金材料內部壓力會發生一定程度的變化，在材料內部壓力變化的時候，部件內部的平衡將會被打破，部件內部的組織結構也會出現變化，且會受到外部作用力的影響，從而導致鋁合金材料出現變形，嚴重影響鋁合金材料質量，使其使用壽命大大降低。

2 鋁合金加工變形因素

導致鋁合金在加工的過程中出現變形的因素有很多，主要包括有機床、夾具、刀具、切削參數、材料特性以及切削工藝，且還包含著溫度、通風以及振動等一系列隨機因素。機床的影響主要有定位的精度以及剛度，其中，定位精度的影響是最大的；夾具的尺寸以及夾緊力也會給鋁合金材料的加工帶來影響，如果尺寸及夾緊力不合理的話，那么將會導致加工變形現象的發生。刀具對鋁合金材料加工變形的影響是非常大的，刀具的刃數參數、材質以及道具的剛性，直接影響著鋁合金材料加工效果，如果刀具選擇不合理的話，那么也會導致鋁合金材料變形現象的發生。而鋁合金材料本身特性的影響，主要是由于材料本身具有一定的剛性、內應力以及塑性，而剛性以及內應力則會影響鋁合金部件的加工變形。

3 擠壓鋁合金在機械加工過程中產生變形的主要原因和特點

（1）鋁合金在機械加工過程中產生變形的主要原因。通過相關研究可以發現，在對鋁合金材料進行切削加工的時候，如果其溫度過高或者切削力過高的話，也會大大增加鋁合金材料的變形幾率。在進行鋁合金零部件制造加工的過程中，如果按壓的速度比較慢，那么將會導致材料在擠壓機出口的時候溫度過高，很難達到標準溫度要求，導致零部件無法完成凝固，一直處在半凝固狀態，而在這時，如果生產現場沒有良好的通風條件，零部件的溫度就得不到有效降低，那么零部件就會出現變形問題。由此可以看出，高溫與通風問題也是導致鋁合金材料在加工生產時出現變形問題的主要原因。

（2）鋁合金在機械加工過程中產生變形的特點。在采用鋁合金材料來進行零部件加工制造的時候，通過對中鋁型材的擠壓加工，能夠生產出結構形式比較簡單的鋁合金型材，如棒式、管式以及線式鋁合金型材，可以應用這些型材來對結構比較復雜的鋁合金部件進行生產加工。

4 鋁合金加工變形控制措施

（1）采用先進的加工技術。在對鋁合金材料進行加工的過程中，由于加工零件在切割時的溫度比較高，所以應當對切割力度進行合理的控制，應當積極引進先進的鋁合金材料零件加工工藝，并對加工工藝進行合理的使用。

這樣能夠有效防止鋁合金材料在加工過程中出現變形，確保鋁合金零件能夠順利、高質量完成生產。

（2）利用熱處理技術。鋁合金材料在實際加工的時候，會產生一定的應力值，而應力值的出現將會給加工零件的質量帶來極大的影響，為了使零件質量得到有效的保障，防止鋁合金材料變形現象的發生，應當采取相應的措施來對產生的應力進行消除。熱處理方法是最為常見的一種應力消除方法，在對該方法進行使用的時候，應當根據實際情況來對熱處理方法進行合理的選擇與優化。

（3）利用切削刀具解決鋁合金的變形。鋁合金材料本身所具有的高導熱特性，在實際加工過程中會導致加工件的溫度上升速度過快，從而導致加工件出現變形。所以，在進行鋁合金材料切削加工之前，需要選擇質量較高的刀具，并綜合考慮刀具的直徑、刃數以及螺旋角參數是否能夠符合切削要求，利用切削刀具來對鋁合金材料的變形問題進行解決，以防止鋁合金材料在實際加工的時候出現變形。

（4）利用冷處理技術。在進行鋁合金材料加工的時候，合理利用冷處理方式能夠有效防止加工偏差問題的出現。冷處理的原理主要是通過振動來產生能量，從而驅動組件的移動。在這一過程中，振動強度的不同也會帶來不同的驅動效果，會使原來的分散組件恢復到原來的位置，從而使零部件內部的穩定性得到有效提高，以防止零部件變形現象的發生。

（5）裝夾方式。根據生產零件的自身特點，來選擇最為合適的裝夾方式。如果零件的尺寸比較大，那么就需要選擇真空裝夾方式，而如果零件的尺寸比較小，那么則需要選擇虎鉗裝夾方式，這樣能夠有效保證剛性以及穩定性，進一步提高鋁合金零件的加工效率及加工質量，防止鋁合金材料變形問題的發生，且能夠有效降低勞動強度以及加工成本。

（6）解決鋁合金硬鋁板料變形的實例。淬火技術是鋁合金材料加工過程中的一種十分常見的技術，鋁合金硬鋁板料在接受淬火處理的時候，其內部應力會大幅上升，由于板材內部應力與板材厚度是成正比的，所以板材厚度的增加，也會使板材內部應力提升。在實際加工的時候，如果不對板材內部應力采取相應的措施，那么在使用的時候將很容易出現板材變形問題。

5 結語

總之，在材料制造業中，鋁合金材料的變形問題是一種非常常見的問題，導致鋁合金材料在實際加工中出現變形的原因有很多，其中最為主要的就是加工時的加工工藝使用不合理。

為了使鋁合金材料加工變形問題得到有效控制，使材料變形幾率得到有效降低，應當加強對先進技術方案的采用，使工業生產水平以及鋁合金材料加工水平得到有效提高。所以，不管是現在還是未來，在對鋁合金材料進行加工的時候，都必須要對加工工藝進行不斷的優化，以防止鋁合金材料在加工過程中出現變形問題。