新型金屬材料成型加工技術探討

黃志兵

（江西冶金職業技術學院，江西 新余 338000）

新型金屬材料的存在，不僅對人們的日常生活帶來了一定程度的影響，同時也使工業生產迎來了新的變化。而當下對于新型金屬材料的成型加工來說，其重點就是要盡可能的對原材料進行節省，并使其可以全面達到現代化工藝所提出的要求。在此過程中，相關工作人員除了要優化新型金屬材料的成型加工技術以外，還需要對一系列加工技術進行全面了解，保證新型金屬材料可以在工業生產中得到更為廣泛的使用。而在具體的加工過程中，工作人員也要嚴格遵守加工原則，并結合新型金屬材料的實際情況，對成型加工技術進行創新，以便新型金屬材料加工成型的質量可以得到有力的保障。

1 新型金屬材料的加工特性

1.1 可鍛性

對于金屬材料來說，由于其存在可鍛性的加工特點，所以其在鍛造過程中，可以發生相應的塑性變形，以此來減輕自身所受到的沖壓。而金屬材料該特性的存在，還可以使其在加工過程中取得為理想的性能。最后，實際加工條件還會對金屬材料自身的可鍛性造成一定程度的影響。

1.2 鑄造性

金屬材料本身的鑄造性主要包括以下幾種，即收縮性、流動性以及裂紋敏感性。對于大部分新型金屬材料來說，其基本上都屬于合金類，所以會含有部分高熔點的金屬元素。而這些金屬元素的存在，就會在一定程度上降低材料本身的流動性，這樣一來金屬材料的收縮率也會隨之降低，最終也就更有利于工作人員對金屬材料進行更深層次的鍛造[1-3]。

1.3 焊接性

對于原始的金屬材料來說，其一般都需要工作人員焊接完畢并包覆成型以后，才可以被使用于后續的工程之中。所以對于新型金屬材料來說，其所存在的基本特點就是焊接性。焊接性以及高導熱性的存在，可以使得金屬材料的成型工序更為順利的開展，同時材料表面形成毛孔或裂縫等現象也會因此有所降低。

2 金屬材料焊接成型中的主要缺陷及其成因

2.1 熱裂縫與冷裂縫

在金屬材料焊接成型的過程中，最經常出現的問題就是裂縫，其中主要包括以下兩種類型，即熱裂縫與冷裂縫。金屬材料在焊接過程中，會有液體的金屬材料產生，而這些液體金屬材料在凝結之后就會形成熱裂縫。熱聶風主要會出現在焊縫的中心處。工作人員在焊接金屬材料時，主要會使用到的焊接工藝有以下三種，分別是熔焊、壓焊以及釬焊。

這三種焊接工藝在使用過程中，都會有相應的熱量產生，這些熱量的存在會使焊接過程中熔點較低的雜質發生融化以及凝固反應，這樣一來就會為焊接裂縫的形成留下隱患。當外界因素使得雜質凝固物受到腐蝕或破損以后，熱裂縫就會隨之生成。而導致冷裂縫產生的主要原因就是因為工作人員沒有嚴格遵守操作流程對金屬材料進行焊接。與此同時焊接母體材料本身的問題也會造成冷裂縫的形成。其中如果金屬材料本身沒有較強的承受力，即在焊接過程中無法完全承受焊接所帶來的壓力時，就很有可能形成冷裂縫。最后，在金屬材料的焊接環節，在金屬材料熔化的過程中，就會產生一定量的氫氣，當所產生的氫氣含量到達或超過相應指標以后，材料內部就會因此有所變化，最終冷裂縫也會隨之產生。

2.2 凹陷與焊瘤

對于凹陷這一問題來說，其經常出現的地方有以下三個部位，即焊縫的表面、焊接的背面還有母材。而在焊縫根部以及母材上，經常會有焊瘤產生。工作人員所使用的焊接工藝是否成熟，是決定這兩種缺陷產生的直接性因素。首先，形成凹陷的大致原因可以分為以下四種：第一，工作人員在金屬材料焊接成型的時候，沒有第一時間對焊條進行短暫性的處理。第二，當工作人員在焊接過程中遇到了母材不慎融化的現象，其并沒有對熔敷金屬進行充分的補充。第三，在金屬材料的焊接過程中，經常會有母材與焊條焊接角度不符合的問題出現，而該問題的存在就會引發電弧過長以及焊接擺動不合理等現象產生。第四，工作人員在同一位置進行多次重復性的焊接，就會引起凹陷問題的發生。其次，造成焊瘤問題出現的主要原因有以下三種：第一，在對金屬材料進行焊接之前，工作人員沒有對焊條質量進行全面檢查，如果焊條質量沒有達到相關標準，那么偏心焊條就會被投入到實際使用過程中，而這就會引發焊瘤問題產生。第二，工作人員在焊接過程中，并沒有嚴格控制已經熔化的液態金屬，這樣一來就會導致其通過焊縫溢出并凝固。第三，工作人員在焊接過程中沒有重視并規范自己的焊接自治，導致焊條的熔化速度加快。

3 新型金素材料成型加工的相關原則

對于新型金屬材料來說，由于其最大的特點就是擁有較為理想的耐磨性，同時其硬度相對來說也比較高，所以其經常會被使用在工程建筑、機械設備以及航空航天等領域。雖然新型金屬材料這些優點的存在會使一些領域的生產質量有所提升，但這些優點同時也為成型過程帶來了更高的難度。比如，由于新型金屬材料本身的硬度過膏，所以其在普通的鍛造環境下很難發生變形，這樣一來工作人員就只能根據其特點，為其打造專業的工業配件。除此之外，不同的金屬材料其所擁有的特點也會有所不同，而市場對于成型后金屬材料的質量以及性能，在技術方面也提出了不同的要求。所以相關工作人員在一般情況下，都會以金屬材料本身的特點選擇使用不同的成型技術。比如，對于較為特殊的金屬材料來說，工作人員只能利用纖維增強來進行二次成型。所以工作人員在對新型金屬材料進行成型加工的過程中，必須要先對其特點進行全面了解，然后再以此為基礎使用針對性的工藝技術，以此來推動工作效率。

在新型金屬材料的成型加工過程中，最為復雜且精細的工藝就是二次成型工藝，該工藝所包含的加工技術基本上都較為復雜，比如有焊接、按壓以及超級成型等。操作人員在對新型金屬材料進行成型加工時，如果其出現了操作上的事物，那么金屬材料的成型加工技術就會因此受到直接性影響。比如，在鑄造環節，如果工作人員沒有對鑄造模具的尺寸以及規格進行嚴格精準的控制，那么不僅最終所成型的金屬制品質量難以得到保障，同時其規格也無法達到零件的實際要求。這樣一來不僅會為生產單位帶來成本上的損失，同時還會對整個工程的進度造成直接性影響，并使制作周期有所延長。所以，在新型金屬材料的成型加工過程中，相關工作人員一定要提前分析金屬材料本身的物理性質以及化學性質。只有這樣，在出現問題后，工作人員才可以在第一時間根據問題采取最為有效的處理方式。

4 新型金屬材料成型加工技術探討

4.1 粉末冶金技術

對于粉末冶金技術來說，其主要原理就是利用金屬材料的分撥，把其當做加工過程中的基礎性材料。通過后續對其的一系列燒結使其成型，最終加工成相應的件數材料。在新型金屬加工生產技術中，被工作人員最早使用的就是粉末冶金技術，經常會在小型零件的制造領域見到該技術的身影。粉末冶金技術的存在可以在很大程度上提升那些尺寸小、精度高的工業配件的生產加工效率。工作人員在實際操作過程中，其可以通過加工零件的信息對所含物質的比例進行有效調整，以此來實現對零件中所存在的顆粒含量的有效控制。如果工作人員可以對粉末冶金技術進行有效使用，那么該技術的存在不僅可以提升新型金屬材料在制造以及成型過程中的精度，同時還可以使新型金屬材料中的金屬含量得到很大程度的提升。所以在小零件的制造方面，粉末冶金技術具有良好的發展趨勢。最后，對于通過粉末冶金技術所生產的材料來說，其基本都擁有較高的耐磨性以及高比強度，所以在汽車、飛機等設備之中，經常會有這些材料的出現。

4.2 鑄造成型技術法

對于鑄造成型技術來說，其主要原理就是在鑄造配件的鑄模中加入已經加熱到熔融狀態的金屬材料，在該金屬材料達到適宜溫度并完全固化以后，工作人員就可以得到其所需要的配件。工作人員在對鑄造成型技術進行使用時，要對產品的檢驗有所重視，只有工作人員嚴格控制產品的外形及質量以后，所鑄造的零件的性能才可以得到有力保障。同時鑄造成型技術的存在，還可以使各種各樣的設計要求有所滿足。

當下，雖然我國的鑄鐵技術已經逐漸進入了較為成熟的發展階段，但由于加工條件復雜性的不斷提升，導致鑄造成型方法相對來說還是較為落后，在該技術下所開展的生產工作也不能再完全滿足加工成型所提出的要求。所以，工作人員所要做的就是要以實際加工條件為基礎，精準設置鑄鐵成型技術參數，并選擇合適的工藝方法進行使用。在具體的模制過程中，工作人員還需要注意，材料中所存在的顆粒會對其溶體的流動性以及粘度造成直接性影響，同時鑄造環境的溫度也會使材料本身的化學性質有所改變。

4.3 電切割技術

在新型金屬材料的成型加工過程中，工作人員使用率最高的就是電動切割技術，該技術的主要原理就是利用零件形狀的負極，選擇相應的幾何形狀對新型金屬材料進行切割。工作人員在對新型金屬材料進行切割的過程中，最為常用的溶劑就是正極溶劑。對于普通的電動切割技術來說，當工作人員使用該技術對已經成型的零件進行切割時，切割過程就會有很多碎屑產生，而這時就需要工作人員利用零件與負極之間所產生的縫隙完成碎屑的清理。以往工作人員常用的清潔方式就是放電法。該方法的主要原理就是通過液體本身的壓力，對零件進行沖洗。同時電切割技術本身的優勢也可以完全從該方法上突顯出來。除此之外，工作人員還可以利用局部高溫的方式，對零件進行加工，然后再利用不良的放電效果實現非導體負荷材料的排放，以此來完成零件的成型工作。最后，一般情況下對新型金屬材料進行切割的速度相對來說使比較慢的，同時在切割過程中很有可能會出現各種各樣的問題，比如切口粗糙等。所以工作人員可以優先使用市場中較為先進的電動型切割技術，對切割過程進行優化。

4.4 模鍛塑型技術

在大部分情況下，工作人員都無法在一般的鍛造環境之中對新型金屬材料進行成型加工。對于鈦合金以及鎂合金等金屬材料來說，其在變形過程中都會產生加大的阻力，所以如果工作人員想要以一定的尺寸以及形狀對這些金屬材料進行模制，那么整個制作過程會存在很大難度。所以在技術人員的不斷努力下，模鍛塑型法也就隨之出現。該方法所包含的具體技術主要有以下幾種，即模鍛、擠壓以及超速成型等。工作人員在對新型金屬材料進行擠壓的過程中，只需要對加工環境的溫度進行控制，就可以使加工材料本身的可塑性有所提升。除此之外，工作人員在對模鍛塑型技術進行使用的過程中，還需要使用潤滑液將其涂抹在模具表面，以此來盡可能的降低模具表面所存在的摩擦力，同時也使金屬材料可以更容易成型。最后，當工作人員在對新型金屬材料進行成型加工的過程中，可以有效使用模鍛技術，那么最終生產的工業零件的性能就可以得到有力保障。

5 結束語

總之，工作人員在針對新型金屬材料開展成型加工工作的過程中，一定要先對相應材料的物理性質以及化學性質進行全面的了解。然后再以此為基礎選擇適當的加工工藝完成加工工作，在保證新型金屬材料成型加工質量的同時，也在一定程度上推動整個生產行業的發展。