新型金屬材料成型加工技術研究

摘要：新型金屬材料得到了廣泛的應用，對于人們的生活和工業生產都產生了巨大的影響。而如何加強新金屬材料的成型加工，以節省材料并達到現代工藝需求，這是當前新型金屬材料成型加工的重點。更多的零部件制作采用新型金屬材料，也催生了很多先進的成型加工技術。在新時代背景下，究竟如何才能進一步存進新型金屬材料成型加工技術的發展與完善，是當前的材料工程師重點關注的問題。

關鍵詞：新型金屬材料;成型加工;加工技術;技術創新

1新型金屬材料的概述

1.1新型金屬材料的固有特性。新型金屬材料具有更好的延展性;新型金屬的化學性較為活潑;新型金屬具有特有的光澤與色彩等。當前應用廣泛的新型金屬材料包括形狀記憶合金、高溫合金、貯氫合金以及非晶態合金等。

1.2新型金屬材料的加工特性

1.2.1鍛壓性。鍛壓性對于金屬的成型加工的關鍵因素，金屬具有的鍛壓性能夠使金屬在鍛壓的過程中承受塑性變形，并有效緩解沖壓。

1.2.2焊接性。焊接性是金屬成型加工的基礎特性之一，所指是金屬材料通過焊接來完成二次成型并滿足設計要求。新型金屬材料的焊接性良好，在焊接時可以保證沒有氣孔、沒有裂縫等。新型金屬材料具有好的焊接性通常收縮小、導熱性能好。

1.2.3鑄造性。金屬所具有的鑄造性包括收縮性、流動性、偏析以及裂紋敏感性等具有相關性，由于新型金屬材料均為合金，因此其中含有的高熔點元素會金屬的流動性降低，給材料成型加工增加了一定的難度。

2新型金屬材料成型加工的原則

一般具有良好的耐磨性與較高的硬度，以滿足各類工程建設與機械化生產的質量需求。但是新型金屬材料的這一特性也給其在成型加工方面增加了一定程度的困難，例如金屬材料的硬度較高會導致其在普通的鍛造環境下很難發生變形，使得很難將其塑造成一定形狀或尺寸的工業零部件。不同的金屬材料具有不同的特性，市場對金屬材料成型加工后的質量與性能也有不同的要求，因此通常會根據金屬材料不同的特性采取不同的成型加工技術。例如有些特殊的金屬復合金屬材料只有通過金屬基復合材料的纖維性增強，才能實現成型加工。而其他特殊的新型金屬材料在進行成型加工時需要更加復雜的技術，因此在進行二次加工時要做到因材料的不同而采取有針對性的技術，做到具體問題具體分析，從而切實推進新型金屬材料成型加工的實踐進程。新型金屬材料的成型加工通常會涉及到焊接、擠壓、鑄造、超塑成型以及切削加工等加工技術，通在實際的工作中發現，加工過程中的任何一個小的失誤或者紕漏，都會對材料的成型造成一定的影響，因此在加工前一定要對金屬材料的物理及化學屬性進行深入的、透徹的了解，從而能夠基于其可塑性實現成型加工，這也是當前選擇復合材料的重要原則與指標之一。

3新型金屬材料成型加工的技術研究

3.1粉末冶金成型加工技術。粉末冶金法是應用于新型金屬材料成型加工中的最早的技術之一，主要用于制造復合材料零件、顆粒制造以及金屬基復合材料中的晶須增強等。粉末冶金加工技術的適用范圍主要是針對尺寸較小、形狀不復雜及較為精密的零件，因為粉末冶金技術的優勢在于成型制作過程中能夠根據實際中的需求來進行增強相含量的調節，即顆粒含量在半數以上;制作中的增強相較為精密，且組織更加細密，除此之外，粉末冶金法還具有界面反應少的優勢，有效提升了工作效率。

3.2鑄造成型技術法。鑄造成型技術是將液態的金屬澆注到與零件尺寸、形狀相匹配的鑄型中，待液態的金屬冷卻凝固之后，將固態的金屬材料取出，即可獲得與鑄型形狀一致的毛坯或零件。在鑄造成型技術的應用過程中，鑄型的有效性檢驗是非常重要的環節，其形狀、尺寸等質量的把控直接關系到零部件的質量與性能。

3.3機械加工鑄造法。電切割技術是通過在介電流中插入移動的電極線，然后利用局部的高溫對金屬材料進行幾何形狀切割，這樣的方式也可以充分高效地利用沖洗液體的壓力對零部件與負極之間的間隙進行沖刷，因此較傳統的放電方式具有一定的優勢。具體的方法有以下幾種：首先是銑削的方法，具體的材料包括l5%～20%的粘結劑、聚金剛石刀具以及端面銑刀，在進行銑削時需要先利用切削液來實現冷卻，并增加銑削顆粒;其次是車削的方法，利用乳化液進行冷卻，刀具為硬質合金刀具;最后則是鉆削的方法，利用外切削液進行冷卻，通常采用PCD鑲片麻花鉆頭。

3.4電切割技術法。電切割法是指在成型加工過程中根據零件形狀的負極來決定采取怎樣的幾何切割形狀，在材料切割時利用正極溶解的基本方式來實現材料的切割。對于零件成型加工中存在的殘屑以及未溶解的纖維等，可以利用零件與負極之間的間隙來實現清洗。與傳統的放電加工法相比，顯著優勢在于在介電流液中浸入移動的電極線，從而能通過液體壓力沖刷以及局部高溫實現對零件的成型加工。利用電切割法進行成型加工時，非導體復合材料通常會由于放電效果差而產生一定的影響。

3.5焊接技術法。原始金屬材料通常需要經過焊接后二次成型再進行后續的工程應用，焊接技術是在高溫或者高壓的環境下，采用焊接材料，例如焊條或者焊絲，將多個待焊接的金屬材料連接成一個整體技術，該技術被廣泛應用于航天航空、機械制造等領域。需要注意的是，在新型金屬材料的焊接過程中，在金屬與增強物二者之間常常會發生化學反應，會影響焊接的速度，在遇到這一問題時，通常可以對金屬或者增強物進行軸對稱旋轉，然后將焊接接頭置于高溫下，使其達到熔化狀態。

3.6模鍛塑性成型法，模鍛塑性成型法在鎂基復合材料與鋁基礎復合材料中廣泛應用，成型法涉及到超速成型、模鍛以及擠壓等方法。利用此方法生產出來的零器件性能好、組織更加細密。但在應用中要注意：通過擠壓溫度的適度提高，可以對應提高金屬材料的塑性;在模具表面進行涂層或者使用潤滑劑等實現摩擦條件的改善，降低材料成型的難度;擠壓速度受到增加物的影響，為防止零件產生橫向裂紋，一定要控制好擠壓速度。

4結語

新型金屬材料作為一種現代化的先進材料，擁有更為廣泛的應用價值，而其所具有的高模量、高韌性及高強度的特性使其更具生命力。相信在現代科學技術迅速發展的今天，通過對新型金屬材料成型加工技術的探究，能為金屬材料的廣泛應用提供可能，同時為金屬產業結構的優化奠定基礎。

參考文獻：

[1]汪雨佳，樊琦.淺析新型金屬材料的成型加工技術[J].中國金屬通報，2019.

[2]丁宇翔，侯飛宇，李捷.新型金屬材料成型加工技術探析[J].花炮科技與市場，2019.

（作者單文：中鋁沈陽有色金屬加工有限公司）

作者簡介：劉子琢（1990.12.9），男，河南省寶豐縣，漢，大學本科，研究方向：新型金屬材料成型加工技術研究。