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試述新型金屬材料成型加工技術(shù)
新型金屬材料作為種現(xiàn)代化的先進(jìn)材料，擁有更為廣泛的實(shí)際應(yīng)用價值，以下是小編搜集整理的一篇探究新型金屬材料成型加工技術(shù)的論文范文，歡迎閱讀參考。
摘 要：隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及新型金屬材料的應(yīng)用，新型金屬材料成型加工技術(shù)也得到了相應(yīng)的發(fā)展在。本文將基于金屬材料成型加工的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，在對新型金屬材料固有特性與加工特性深入分析的基礎(chǔ)上，對當(dāng)前的成型加工技術(shù)進(jìn)行綜合探究，以期促進(jìn)新型金屬材料成型加工技術(shù)的發(fā)展。
關(guān)鍵詞：新型金屬材料;成型加工;加工技術(shù)
引言
當(dāng)前，新型的金屬復(fù)合材料已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，復(fù)合型材料雖然成本與技術(shù)要求都較高，但其所具有的材料特性相較于普通的金屬材料具有更高的性能優(yōu)勢，成為工程建設(shè)的重要材料除此之外，更多的零部件制作采用新型金屬材料，也催生了很多先進(jìn)的成型加工技術(shù)。那么在新時代背景下，究競?cè)绾尾拍艽龠M(jìn)新型金屬材料成型加工技術(shù)的發(fā)展與完善，是當(dāng)前的材料工程師應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)們的問題。
1新型金屬材料的選材原則
金屬復(fù)合材料中添加增強(qiáng)物可使復(fù)合材料強(qiáng)度高，耐磨性好，但也會給對金屬復(fù)合材料的二次加工增加相當(dāng)?shù)睦щy，而因?yàn)榻饘購?fù)合材料種類的不同，使得在加工方法和工藝上也會產(chǎn)生許多的差異。比如某些金屬復(fù)合材料在復(fù)合過程中便能完成，如連續(xù)纖維曾強(qiáng)金屬基復(fù)合材料構(gòu)件，而有些卻需要更多的技術(shù)手段，而這些技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)踐，更是需要我們長期研究與探討的長久性課題。
2新型金屬材料成型加工的原則分析
應(yīng)用于工程施工以及企業(yè)產(chǎn)品中的新型金屬材料通常具各耐磨性良好、硬度高的特性，具各這此特性的新型金屬材料能夠滿足工程及產(chǎn)品的成型與質(zhì)量要求，卻也為成型加工帶來了定的難度通常情況下，為了保障金屬材料成型加工的質(zhì)量，針對小同的金屬會采用小同的加工技術(shù)例如有此特殊的金屬復(fù)合金屬材料只有通過金屬基復(fù)合材料的纖維性增強(qiáng)，才能實(shí)現(xiàn)成型加工而其他特殊的新型金屬材料在進(jìn)行成型加工時需要更加復(fù)雜的技術(shù)，因此，在進(jìn)行一次加工-時要做到因材料的小同而采取有針對性的技術(shù)，做到具體問題具體分析，從而切實(shí)推進(jìn)新型金屬材料成型加工的實(shí)踐進(jìn)程。
3新型金屬材料成型加工的技術(shù)
3.1鑄造成型法
鑄造成型法借鑒了現(xiàn)有成熟的鑄造工藝，是滿足第二節(jié)所述的幾點(diǎn)要求的一種有效方法，也是一種生產(chǎn)復(fù)合材料零件的常用方法。但是在選擇工藝方法和參數(shù)時必須對現(xiàn)有鑄造工藝做必要的改進(jìn)，因?yàn)檫@些熔體的黏度、流動性等特點(diǎn)會隨著增強(qiáng)顆粒的加入而發(fā)生改變，高溫時還會發(fā)生化學(xué)反映，如增強(qiáng)顆粒與金屬之間的化學(xué)反應(yīng)。解決辦法是：在制造形狀復(fù)雜的零件時，可采用砂型鑄造、壓鑄、熔模鑄造以及金屬型鑄造等幾種方法。對于顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料，為了防止增強(qiáng)物和液態(tài)金屬之間的化學(xué)反應(yīng)，應(yīng)該在熔化時嚴(yán)格控制熔化溫度和保溫時間。如界面反應(yīng)：3SiC+4Al→Al4C3+3Si時有發(fā)生，特別是對于高溫時的碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料，而界面反應(yīng)導(dǎo)致的后果是其黏度增大且無法澆鑄，不穩(wěn)定的化學(xué)反應(yīng)物會生成，材料性能也會受到影響，如：Al4C3。而鋁合金復(fù)合材料在鑄造過程中需要對鋁熔液進(jìn)行精煉和除氣，常用方法是先精煉、再用變質(zhì)劑進(jìn)行造渣，而后除去熔體中的雜質(zhì)和氣體。而這些方法不能用在顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料中，因?yàn)椴牧现械念w粒會被加入精煉劑除去。
3.2擠壓、模鍛塑性成型法
制造短纖維、晶須、顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料，特別是顆粒增強(qiáng)鋁基、鎂基復(fù)合材料可以應(yīng)用擠壓、模鍛、超塑成型等工藝方法，這種方法也是一種有效方法，這種方法能生產(chǎn)出組織致密，性能好的零件。在實(shí)際工程應(yīng)用中，注意以下幾個要點(diǎn)。(1)可以使用潤滑劑和模具表面涂層處理改善摩擦條件，有效的潤滑可以使擠壓力降低25%～35%。金屬基體中含有一定體積分?jǐn)?shù)的增強(qiáng)物(如晶須、顆粒)，大大降低了金屬的塑性，變形阻力大，成型困難，堅(jiān)硬的增強(qiáng)顆粒對模具磨損厲害。(2)適當(dāng)?shù)奶岣邤D壓溫度，可提高材料的塑性，這是由于顆粒的加入會使基體金屬的變形抗力增加，塑性降低，降低變形抗力，但擠壓溫度也不宜過高，太高的溫度會導(dǎo)致基體合金過燒現(xiàn)象。(3)增強(qiáng)物含量的不同決定著擠壓速度的不同，采用較高的擠壓速度用于增強(qiáng)物含量低的金屬基復(fù)合材料，采用較低的擠壓速度用于增強(qiáng)物高的金屬基復(fù)合材料。擠壓速度不宜過高，過高的擠壓速度使擠壓出的型材產(chǎn)生嚴(yán)重的橫向裂紋。
3.3電切割法
根據(jù)有形狀的負(fù)極決定切削的幾何形狀是電化學(xué)機(jī)加工的常用方法，即通過正極溶解來切割材料，再基于負(fù)極與工件的間隙，沖洗殘屑，這可以用某種離子電解質(zhì)溶液來實(shí)現(xiàn)，如未溶解的纖維等。這跟傳統(tǒng)的放電加工法(閃弧或磨蝕)有所不同，該方法是將移動的電極線浸于某種介電液流當(dāng)中。切削材料可以通過工件表面上的局部高溫和液體壓力沖刷而實(shí)現(xiàn)。需探求適宜的工藝參數(shù)來進(jìn)行電火花成型加工金屬基復(fù)合材料。加工SiC/Al復(fù)合材料的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)從單個火花的材料去除機(jī)制研究電火花，放電痕大于鋼的SiC/Al，會干擾放電的SiC顆粒，復(fù)合材料上與周圍熔化了的鋁液滴一起脫落的未熔的SiC顆粒，而一些鋁液滴被介質(zhì)沖走，可以形成重鑄層，松脫的SiC顆粒重新可以固化在復(fù)合材料表面上。放電線切割金屬基復(fù)合材料雖然可行，增強(qiáng)體通常為非導(dǎo)體復(fù)合材料，切割一般金屬材科放電效果顯然差。例如增強(qiáng)鋁基復(fù)臺材料的工藝就不能沿用鋁合金的切割參數(shù)，切口粗糙度與切割速度有差別，后者的某些加工表面會呈玻璃樣粉狀硬化。
3.4焊接法
焊接工藝是制造金屬基復(fù)合材料構(gòu)件時需要的一種方法，在自行車、汽車傳動軸、航天飛行器中的構(gòu)件。焊接熔池的黏度和流動性可能被增強(qiáng)物的加入有所影響影響，化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在增強(qiáng)物與基體金屬之間，這限制了焊接速度，金屬基復(fù)合材料焊接出現(xiàn)較大的困難。主要有以下幾種方法：(1)最早用于金屬基復(fù)合材料焊接的方法是熔化焊，經(jīng)過熱處理強(qiáng)化在焊后，不良影響被消除，這一影響主要是焊接熱循環(huán)對焊縫及母材造成的。(2)擴(kuò)散焊是使兩根焊件緊密結(jié)合，在真空或保護(hù)氣氛中及一定溫度和壓力下保持一段時間，接觸面局部產(chǎn)生塑性變形、發(fā)生原子相互擴(kuò)散而完全焊接結(jié)合的一種壓焊方法。(3)將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)，毛細(xì)作用填充接頭間隙，并與母材相互擴(kuò)散從而實(shí)現(xiàn)連接的一種焊接方法，但低于母材熔點(diǎn)的溫度，釬焊是采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，利用液態(tài)釬料潤濕母材。(4)慣性摩擦焊需要的能量是通過待連接的兩個部件之間的摩擦產(chǎn)生的。作為摩擦焊的一種，慣性摩擦焊主要用于至少其中有一個部件是軸對稱旋轉(zhuǎn)的情況。
4 結(jié)束語
新型金屬材料作為種現(xiàn)代化的先進(jìn)材料，擁有更為廣泛的實(shí)際應(yīng)用價值，而其所具有的高模量、高韌性以及高強(qiáng)度的特性使其更具生命力成型加工作為一次加工，涵蓋了金屬學(xué)、物理學(xué)、傳熱學(xué)等多個學(xué)科，這就使得在在成型加工時需要進(jìn)行更加深入的、廣泛的探究筆者相信，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的今天，通過對新型金屬材料成型加工技術(shù)的探究，能夠?yàn)榻饘俨牧系膹V泛應(yīng)用提供可能，同時為金屬產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整與優(yōu)化奠定基礎(chǔ)"
參考文獻(xiàn)
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