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第1篇

【關(guān)鍵詞】：航空，難加工材料，加工技術(shù)，探析

【引言】：航空航天事業(yè)一直是各個大國搶占的制高點(diǎn)，也是促進(jìn)和帶動全球經(jīng)濟(jì)技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵。近年來，隨著各國在航空航天領(lǐng)域的擴(kuò)展和實(shí)施，航空產(chǎn)品的技術(shù)水平和標(biāo)準(zhǔn)不斷升級優(yōu)化，尤其是對各種難加工材料的使用，例如，對金屬切削刀具和技術(shù)提出了更高的要。難加工材料在很多領(lǐng)域都有非常廣泛的應(yīng)用，由于機(jī)械零部件設(shè)計(jì)在負(fù)重減小和體積緊湊上有較高要求，使得很多零部件結(jié)構(gòu)出現(xiàn)形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)怪異、型面多樣的情況，導(dǎo)致很多高科技新型難加工材料不斷涌現(xiàn)，雖然符合機(jī)械零部件的高強(qiáng)度、高剛性和高密度以及體積小、重量輕的設(shè)計(jì)要求，但是給后期的機(jī)械制造的可加工性和產(chǎn)品性能帶來很大的影響。為了應(yīng)對這種情況的出現(xiàn)，各國技術(shù)研究部門都在探究如何讓難加工材料的加工技術(shù)得到改進(jìn)和優(yōu)化，滿足高精尖行業(yè)的需求，尤其是在迫切需要此類材料的航空航天業(yè)中。

1.航空難加工材料及加工技術(shù)關(guān)鍵

航空難加工材料包含鈦合金、高溫合金、復(fù)合材料和超高強(qiáng)度鋼等，在航空產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中幾乎沒有普通的工程材料，都是超高強(qiáng)度和高性能的高精尖材料，因此也都是比較難加工的材料。在航空難加工材料中，加工過程中最容易出現(xiàn)的問題為刀具磨損，它直接導(dǎo)致加工成本增加和加工效率降低，另外，加工質(zhì)量也是目前遇到的較大困難和挑戰(zhàn)，影響到產(chǎn)品的使用性能和安全系數(shù)。

2.航空難加工材料的具體加工技術(shù)分析

2.1鈦合金及其加工技術(shù)

鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)較低，它的切削溫度能夠超出切削45號鋼的時(shí)候大約數(shù)百度以上，而且鈦合金的彈性模量比較低，加工的時(shí)候容易出現(xiàn)變形，導(dǎo)致加工表面出現(xiàn)回彈。另外，鈦合金切削和前刀面的接觸長度比較短，它的化學(xué)活性大，能夠和刀具產(chǎn)生較大的親和力，和大氣中的多種元素產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，從而形成硬且脆的外皮。

鈦合金材料的加工刀具材料選擇及加工條件選擇：如果是低速加工，則可采用高釩高速鋼和高鈷高速鋼；如果是中速加工，則要注意在加工細(xì)晶粒硬質(zhì)合金時(shí)，粘結(jié)磨損較嚴(yán)重，就不宜使用含鈦的刀具，可以使用三氧化二鋁的涂層刀具；如果是高速加工，可以選用涂層硬質(zhì)合金刀具、含鈦涂層硬質(zhì)合金刀具和基體含鈦硬質(zhì)合金刀具。

加工刀具要確保后角較大，最少要大于15°，并且保證前角不能夠過大，從而保證前?后角平衡，確保刃口強(qiáng)度的穩(wěn)定性。在刀具的考慮上，最好選用大螺旋角銑刀。切削液的選擇，應(yīng)該選用含極壓添加劑的油基切削液，但是，其中不可以含氯；采用高壓噴射冷卻液能夠使刀具耐用度得到成倍的提高，從而提升加工的質(zhì)量。

2.2高溫合金及其加工技術(shù)

高溫合金的切削加工特點(diǎn)包含以下幾個方面：導(dǎo)熱系數(shù)非常低，小于45號鋼的1/3；高溫下強(qiáng)度比較高，在600-900℃下能夠保持中碳鋼的室溫強(qiáng)度；高溫合金中含有大量的組織較為致密的固溶體，導(dǎo)致切削時(shí)容易出現(xiàn)晶格扭曲，并且扭曲很嚴(yán)重，也容易導(dǎo)致冷卻嚴(yán)重的現(xiàn)象；高溫合金中含有大量的金屬碳化物、氧化物、硼化物和金屬間化物這些硬質(zhì)點(diǎn)。在加工時(shí)，高溫合金材料的切削力是切削一般鋼材的2至3倍，它的切削功耗較大，產(chǎn)生了大量的切削熱量，導(dǎo)致切削溫度非常高。

高溫合金材料的刀具材料及其使用條件如下：拉刀和絲錐等材料的條件為：鈷高速鋼，速度是10m/min；超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金或者涂層硬質(zhì)合金刀具，使用速度為30-70m/min，此時(shí)硬度提升而速度降低；如果是陶瓷材質(zhì)刀具，如Sialon陶瓷、Si3N4陶瓷，則使用速度要大于200m/min，因?yàn)榈退贄l件下刀具磨損會比較嚴(yán)重，所以速度要有較高的標(biāo)準(zhǔn)，且陶瓷刀具主要用在半精加工過程中。

高溫合金的加工刀具加工時(shí)的技術(shù)參數(shù)為：車刀前角小于10°，后角保持在15°左右；銑刀的前角保持在10°左右、后角15°左右，螺旋角在30-45°范圍內(nèi)；陶瓷刀具或者CBN刀具要使用負(fù)前角。高溫合金材料的切削液使用條件為：如果是高速鋼刀具則使用水基切削液，并以冷卻方式為主，從而避免刀具熱塑變形的出現(xiàn)；如果是硬質(zhì)合金刀具加工，那么最好使用極化切削油，可以達(dá)到抑制粘結(jié)和擴(kuò)散磨損的效果；如果是陶瓷或者CBN刀具加工，那么切削液的使用最好嚴(yán)格而謹(jǐn)慎，可先通過工件熱軟化處理，讓材料更容易切削，然后要注意刀具的韌性，避免熱疲勞以及激冷裂紋的出現(xiàn)。

2.3高強(qiáng)度鋼的切削加工特點(diǎn)和加工技術(shù)

高強(qiáng)度鋼的切削加工特點(diǎn)包含以下特點(diǎn)：切削力度大，因?yàn)楦邚?qiáng)度鋼的強(qiáng)度非常高，能達(dá)到1960MPa，并具有一定的韌性和硬度，有非常好的綜合機(jī)械性能，所以高強(qiáng)度鋼的切削力較大。例如，在同等條件下，它的切削力可比45號鋼的單位切削力高出1.17-1.49倍；切削溫度較高，高強(qiáng)度鋼材料的導(dǎo)熱系數(shù)很低，只是45號鋼的60%，因?yàn)樗那邢鞴谋容^大，切削溫度也就比45號鋼高出100℃，使得加工刀具的磨p速度比較快；斷削較為困難，高強(qiáng)度鋼的韌性和可塑性非常好，因此，切削時(shí)不容易折斷，導(dǎo)致在切削時(shí)經(jīng)常纏繞在刀具和工件上，影響了切削的進(jìn)度和效果。

那么，對高強(qiáng)度鋼的加工刀具選擇上，要遵守以下幾點(diǎn)原則：如果是高速鋼刀具，則可以選用Al高速鋼、涂層高速鋼、粉末冶金高速鋼或者Co高速鋼刀具；如果是硬質(zhì)合金刀具，則可以選用添加了鈮、稀土元素的P類合金或者P類涂層合金、TiC基、Ti（C、N）基合金材料刀具；如果選用CBN刀具，那么要選用低含量且高強(qiáng)度的材質(zhì)。

加工刀具的基本參數(shù)要遵循以下幾點(diǎn)要求：刀具刃部強(qiáng)度要比較高，如果是硬質(zhì)合金刀，其前角要在-2°至-4°范圍內(nèi)；如果是陶瓷刀具或者CBN刀具，則前角要在10°左右；刀尖的圓弧半徑在精加工的時(shí)候在0.5-0.8mm范圍內(nèi)，在粗加工時(shí)在1-2mm范圍內(nèi)。

高強(qiáng)度鋼的切削用量技術(shù)要求為：切削速度保持在45號鋼加工的30%左右，鋼強(qiáng)度高則速度要低；高速鋼加工速度小于10m/min、硬質(zhì)合金加工速度30-80m/min、陶瓷和CBN加工速度為高于100-150m/min。高強(qiáng)度鋼的斷屑技術(shù)注意選擇合適的斷屑臺和斷屑槽，并根據(jù)斷屑的目標(biāo)設(shè)定而進(jìn)行且削用量的優(yōu)化，可采用振動斷屑這些強(qiáng)制斷屑技術(shù)來提高斷屑質(zhì)量和技術(shù)水平。

結(jié)語

航空難加工材料是航空產(chǎn)品加工和生產(chǎn)中較為關(guān)鍵的核心的技術(shù)攻堅(jiān)方向，對加工工藝、加工方法及加工刀具的技術(shù)提升和優(yōu)化是重點(diǎn)。難加工材料的切削刀具和加工技術(shù)，在刀片基體、幾何角度、涂層技術(shù)以及難加工材料的加工方法上都應(yīng)該不斷突破和創(chuàng)新，根據(jù)不同難加工材料性能選擇不同的刀具和加工條件及參數(shù)，提高航空產(chǎn)品的性能，確保航空事業(yè)的發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】：

[1]楊金發(fā)，張軍. 航空難加工材料加工技術(shù)研究[J]. 金屬加工（冷加工），2012，21：11-13.

[2]谷雨，良辰. 航空難加工材料加工技術(shù)[J]. 航空制造技術(shù)，2016，03：34-35.

第2篇

稀有金屬材料加工需要多種技術(shù)結(jié)合在一起，主要包括以下技術(shù)：一是錠呸制備技術(shù)，二是熱處理技術(shù)，三是材料表面處理技術(shù)，四是復(fù)合技術(shù)，五是稀有金屬制造技術(shù)，六是稀有金屬深加工技術(shù)。不同的加工技術(shù)作用不同，技術(shù)人員必須保證稀有金屬材料技術(shù)應(yīng)用的合理性，才能發(fā)揮出加工技術(shù)的作用。

稀有金屬材料加工技術(shù)發(fā)展前景

隨著社會的快速發(fā)展，個各行業(yè)也得到迅猛發(fā)展，對稀有金屬材料的質(zhì)量和性能也提出了更好的要求，稀有金屬材料的種類不斷增多，性能不斷提高，而且稀有金屬材料加工成本也在不斷降低。稀有金屬材料逐漸向高精度，超細(xì)方向上發(fā)展。比如，很多應(yīng)用于航天領(lǐng)域的稀有金屬材料已經(jīng)開始向納米級發(fā)展，而且稀有金屬材料的韌性越來越強(qiáng)。稀有金屬材料加工技術(shù)也在向短流程化方向發(fā)展。目前，應(yīng)用鑄造技術(shù)加工稀有金屬零部件可以提高稀有金屬材料的質(zhì)量，避免材料的浪費(fèi)，降低稀有金屬材料的加工成本。如今，很多工程對于稀有金屬材料的需求量都在不斷增多，這也是稀有金屬材料加工和開發(fā)的關(guān)鍵動力。但是，也有部分稀有金屬材料沒有被重用，這部分稀有金屬材料的分析成果就無法真正轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)力。如今，深加工技術(shù)已經(jīng)成為稀有金屬材料加工技術(shù)的創(chuàng)新區(qū)域。

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展速度不斷加快，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展在一定程度上推動了稀有金屬材料加工技術(shù)的發(fā)展。

稀有金屬材料加工技術(shù)

稀有金屬箔材加工技術(shù)。稀有金屬箔材已經(jīng)成為工業(yè)產(chǎn)業(yè)所需的關(guān)鍵材料，工業(yè)產(chǎn)業(yè)對于稀有金屬箔材的質(zhì)量和精準(zhǔn)度要求非常高。西方國家對稀有金屬箔材加工技術(shù)的應(yīng)用時(shí)間比較長，經(jīng)驗(yàn)比較豐富，加工水平比較高，我國與西方國家的差距比較大，很多高精度的稀有金屬箔材還需要從國外進(jìn)口。我國必須加大稀有金屬材料加工技術(shù)的研究水平，縮短與西方國家之間的差距。稀有金屬箔材主要應(yīng)用以下加工技術(shù)：一是真空熔煉，二是鍛造，三是軋制，四是真空熱處理。

稀有金屬材料成形加工技術(shù)。稀有金屬材料成形加工技術(shù)具有以下特點(diǎn)：一是生產(chǎn)工序比較少，二是加工效率高，三是成本低，四是材料的利用率比較高。稀有金屬材料成形技術(shù)有以下幾種：一是精密鑄造，二是等溫鍛造，三是超塑性成形，四是擴(kuò)散連接，五是旋壓成形，六是管件塑性推制，七是粉末冶金，八是激光立體成形。稀有金屬材料的價(jià)格相對較高，對于成形技術(shù)的要求也比較高。

稀有金屬材料鑄造技術(shù)。稀有金屬材料鑄造技術(shù)是應(yīng)用最為廣泛的加工技術(shù)。鑄造技術(shù)經(jīng)常被用在飛機(jī)的傳動系統(tǒng)中，使用一定數(shù)量的鈦合金來鑄造成精鑄件來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的緊固件，不僅減輕了飛機(jī)結(jié)構(gòu)的重量，也降低了飛機(jī)零部件的應(yīng)用成本，提高制造效率。如今，我國的稀有金屬材料鑄造技術(shù)主要是依據(jù)型殼工藝進(jìn)行分類，應(yīng)用比較廣泛的型殼加工技術(shù)有：一是機(jī)加工石墨型，二是石墨搗實(shí)型，三是熔模精密陶瓷型。其中，機(jī)加工石墨型的特點(diǎn)有以下幾個：一是材料表面的質(zhì)量比較高，二是尺寸的精準(zhǔn)度比較高，三是鑄造完成的模型可以重復(fù)使用。但是，機(jī)加工石墨型鑄件的表面處理比較復(fù)雜，如果處理的不合理鑄件表面就很容易出現(xiàn)氣孔等問題。對此，稀有金屬材料的鑄造技術(shù)僅適合應(yīng)用于結(jié)構(gòu)簡單的鑄件加工。石墨搗實(shí)型鑄造技術(shù)比較適用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件加工，降低鑄件的鑄造成本。熔模精密鑄造加工工藝比較適用于壁薄的零部件，并且對于鑄件的精準(zhǔn)度要求較高，是國內(nèi)外應(yīng)用比較廣泛的稀有金屬材料加工技術(shù)。技術(shù)人員需要按照稀有金屬材料的類型來選擇鑄造技術(shù)。目前，美國的稀有金屬材料加工技術(shù)處于全球領(lǐng)先水平，我國稀有金屬材料加工技術(shù)與美國差距較大。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，鑄件熱處理技術(shù)也得到迅猛發(fā)展，鈦合金鑄件的性能已經(jīng)超過了很多傳統(tǒng)鑄件的性能。美國一架戰(zhàn)斗機(jī)上鈦合金鑄件的數(shù)量大概有58個，占整個戰(zhàn)斗機(jī)零部件總量的7.5%。

第3篇

1.1高強(qiáng)度，超高強(qiáng)度剛

在這方面的研究中，各國都取得了顯著的成就。日本在上個世紀(jì)七十年代開始就已經(jīng)應(yīng)用這種技術(shù)，以此來抵抗石油危機(jī)的沖擊。這種剛內(nèi)含有，磷鋼板，烘烤硬化鋼板，雙相鋼，析出強(qiáng)化鋼，相變誘導(dǎo)塑性鋼等。首先由零件相結(jié)構(gòu)進(jìn)行覆蓋，逐步遍及車身。日本、瑞典等國相繼進(jìn)行研發(fā)。與國際相比，我國的研究水平還需提高，因此要加大研究力度，以汽車結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和材料選擇最優(yōu)為基礎(chǔ)，與之結(jié)合，加快汽車輕量化進(jìn)程。通過冶金，對鋼的成分進(jìn)行變更，提升組織與性能。進(jìn)行熱處理，改變組織性能，以實(shí)現(xiàn)材料更輕。但是這種鋼，成形困難，反彈性大。因此，要應(yīng)用沖壓成形、焊接等多種技術(shù)。

1.2輕金屬材料

1.2.1鎂

鎂合金擁有高比強(qiáng)度和高比剛度的優(yōu)點(diǎn)，采用鎂進(jìn)行汽車零件的制造能夠提升輕量化的效果。鎂的熔點(diǎn)較低，能夠回升再利用，消耗能源也較少。鎂合金的零件，尺寸較為穩(wěn)定，抗震性更好。上世紀(jì)中葉，鎂合金價(jià)格較低，德國的眾多汽車都使用其作為汽車的結(jié)構(gòu)零部件。近些年隨著研發(fā)的進(jìn)程不斷發(fā)展，鎂合金的抗腐蝕性也得以提升。

1.2.2鈦

鈦的質(zhì)量較輕，強(qiáng)度很高，有很強(qiáng)的耐腐蝕性。但是鈦的價(jià)格過于昂貴，在汽車上的應(yīng)用較少。鈦的應(yīng)用，能夠減輕汽車重量，節(jié)約能源，減輕震動，降低噪音，減少污染，延長汽車壽命，提升汽車的安全和舒適性能。目前，鈦的運(yùn)用范圍是汽車的發(fā)動機(jī)及相關(guān)零部件。而這些零部件恰恰都是經(jīng)常遭遇腐蝕，磨損的部分。由于高昂的價(jià)格，只有賽車制造商，鈦應(yīng)用較為普遍。

2技術(shù)創(chuàng)新成形工藝

汽車制造中的鍛造、沖壓、鑄造，焊接等成形的加工工藝是核心的、基礎(chǔ)的技術(shù)。該工藝進(jìn)行創(chuàng)新，不僅能降低制造的成本，對汽車質(zhì)量進(jìn)行提高，還能促進(jìn)汽車輕量化的進(jìn)程。

2.1液壓

液壓的成形，主要介質(zhì)是流體，實(shí)現(xiàn)對金屬進(jìn)行塑性。該工藝較普遍的是內(nèi)高壓，將高壓液體充滿金屬管中，用模具進(jìn)行施壓變形。這種工藝能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化，簡化模具的結(jié)構(gòu)，縮短生產(chǎn)的周期，能夠制造更復(fù)雜的工件，極大的提升了汽車的性能———安全性，舒適性。

2.2剪裁和拼接

傳統(tǒng)的零件制造，毛坯材料較為單一，過程方便，但是不夠優(yōu)化。當(dāng)前為了優(yōu)化材料的應(yīng)用和工藝，開始對毛坯材料進(jìn)行剪裁拼接，不同種類的毛坯通過焊接，熱處理等方式進(jìn)行結(jié)合，產(chǎn)生不同的作用。極大的提升性能，最大的節(jié)省材料。

3結(jié)束語

第4篇

關(guān)鍵詞： 難加工材料 切削加工技術(shù) 問題 刀具材料 刀具形狀

近年來，機(jī)械產(chǎn)品多功能、高功能化的發(fā)展勢頭十分強(qiáng)勁，要求零件必須實(shí)現(xiàn)小型化、微細(xì)化。為了滿足這些要求，所用材料必須具有高硬度、高韌性和高耐磨性的特點(diǎn)，而具有這些特性的材料，其加工難度也特別大，因此又出現(xiàn)了新的難加工材料。難加工材料就是這樣隨著時(shí)代的發(fā)展及專業(yè)領(lǐng)域的不同而出現(xiàn)，其特有的加工技術(shù)也隨著時(shí)代及各專業(yè)領(lǐng)域的研究開發(fā)而不斷向前發(fā)展。另一方面，隨著信息化社會的到來，難加工材料切削技術(shù)信息也可通過因特網(wǎng)互相交流，因此，今后有關(guān)難加工材料切削加工的數(shù)據(jù)等信息將會更加全面，加工效率也必然會進(jìn)一步提高。難加工材料的界定及具體品種，隨時(shí)代及專業(yè)領(lǐng)域而各有不同。

一、切削領(lǐng)域中的難加工材料

在切削加工中，通常出現(xiàn)的刀具磨損，有如下兩種形態(tài)：（1）由于機(jī)械作用而出現(xiàn)的磨損，如崩刃或磨粒磨損等；（2）由于熱及化學(xué)作用而出現(xiàn)的磨損，如粘結(jié)、擴(kuò)散、腐蝕等磨損，以及由切削刃軟化、溶融而產(chǎn)生的破斷、熱疲勞、熱龜裂等。切削難加工材料時(shí)，在很短時(shí)間內(nèi)即出現(xiàn)上述刀具磨損，這是由于被加工材料中存在較多促使刀具磨損的因素。例如，多數(shù)難加工材料均具有熱傳導(dǎo)率較低的特點(diǎn)，切削時(shí)產(chǎn)生的熱量很難擴(kuò)散，致使刀具刃尖溫度很高，切削刃受熱影響極為明顯。這種影響的結(jié)果會使刀具材料中的粘結(jié)劑在高溫下粘結(jié)強(qiáng)度下降，WC（碳化鎢）等粒子易于分離出去，從而加速刀具磨損。另外，難加工材料中的成分和刀具材料中的某些成分在切削高溫條件下產(chǎn)生反應(yīng)，出現(xiàn)成分析出、脫落，或生成其他化合物，這將加速形成崩刃等刀具磨損現(xiàn)象。在切削高硬度、高韌性加工材料時(shí)，切削刃的溫度很高，也會出現(xiàn)與切削難加工材料時(shí)類似的刀具磨損。如切削高硬度鋼時(shí)，與切削一般鋼材相比，切削力更大，刀具剛性不足將會引起崩刃等現(xiàn)象，使刀具壽命不穩(wěn)定，而且會縮短刀具壽命，尤其是加工生成短切屑的工件材料時(shí)，會在切削刃附近產(chǎn)生月牙洼磨損，往往在短時(shí)間內(nèi)即出現(xiàn)刀具破損。在切削超耐熱合金時(shí)，由于材料的高溫硬度很高，切削時(shí)的應(yīng)力大量集中在刃尖處，這將導(dǎo)致切削刃產(chǎn)生塑性變形；同時(shí)，由于加工硬化而引起的邊界磨損也比較嚴(yán)重。由于這些特點(diǎn)，所以要求用戶在切削難加工材料時(shí)，必須慎重選擇刀具品種和切削條件，以達(dá)到理想的加工效果。

二、難加工材料在切削加工中應(yīng)注意的問題

切削加工大致分為車削、銑削及以中心齒為主的切削（鉆頭、立銑刀的端面切削等），這些切削加工的切削熱對刃尖的影響也各不相同。車削是一種連續(xù)切削，刃尖承受的切削力無明顯變化，切削熱連續(xù)作用于切削刃上；銑削則是一種間斷切削，切削力是斷續(xù)作用于刃尖，切削時(shí)將發(fā)生振動，刃尖所受的熱影響，是切削時(shí)的加熱和非切削時(shí)的冷卻交替進(jìn)行，總的受熱量比車削時(shí)少。銑削時(shí)的切削熱是一種斷續(xù)加熱現(xiàn)象，刀齒在非切削時(shí)即被冷卻，這將有利于刀具壽命的延長。日本理化研究所對車削和銑削的刀具壽命作了對比試驗(yàn)，銑削所用刀具為球頭立銑刀，車削為一般車刀，兩者在相同的被加工材料和切削條件（由于切削方式不同，切削深度、進(jìn)給量、切削速度等只能做到大體一致）及同一環(huán)境條件下進(jìn)行切削對比試驗(yàn)，結(jié)果表明，銑削加工對延長刀具壽命更為有利。利用帶有中心刃（即切削速度=0m/min的部位）的鉆頭、球頭立銑刀等刀具進(jìn)行切削時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)靠近中心刃處工具壽命低下的情況，但仍比車削加工時(shí)強(qiáng)。在切削難加工材料時(shí)，切削刃受熱影響較大，常常會降低刀具壽命，切削方式如為銑削，則刀具壽命會相對長一些。但難加工材料不能自始至終全部采用銑削加工，中間總會有需要進(jìn)行車削或鉆削加工的時(shí)候，因此，應(yīng)針對不同切削方式，采取相應(yīng)的技術(shù)措施，提高加工效率。

三、切削難加工材料用的刀具材料

立方氮化硼CBN（Cubic Boron Nitride）的高溫硬度是現(xiàn)有刀具材料中最高的，最適合用于難加工材料的切削加工。新型涂層硬質(zhì)合金是以超細(xì)晶粒合金作基體，選用高溫硬度良好的涂層材料加以涂層處理，這種材料具有優(yōu)異的耐磨性，也是可用于難加工材料切削的優(yōu)良刀具材料之一。難加工材料中的鈦、鈦合金由于化學(xué)活性高，熱傳導(dǎo)率低，可選用金剛石刀具進(jìn)行切削加工。CBN燒結(jié)體刀具適用于高硬度鋼及鑄鐵等材料的切削加工，CBN成分含量越高，刀具壽命也越長，切削用量也可相應(yīng)提高。據(jù)報(bào)道，目前已開發(fā)出不使用粘結(jié)劑的CBN燒結(jié)體。金剛石燒結(jié)體刀具適用于鋁合金、純銅等材料的切削加工。金剛石刀具刃口鋒利，熱傳導(dǎo)率高，刃尖滯留的熱量較少，可將積屑瘤等粘附物的發(fā)生控制在最低限度之內(nèi)。在切削純鈦和鈦合金時(shí)，選用單晶金剛石刀具切削比較穩(wěn)定，可延長刀具壽命。涂層硬質(zhì)合金刀具幾乎適用于各種難加工材料的切削加工，但涂層的性能（單一涂層和復(fù)合涂層）差異很大，因此，應(yīng)根據(jù)不同的加工對象，選用適宜的涂層刀具材料。據(jù)報(bào)道，最近已開發(fā)出金剛石涂層硬質(zhì)合金和DLC（Diamond Like Carbon）涂層硬質(zhì)合金，使涂層刀具的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，并已適用于高速切削加工領(lǐng)域。

四、切削難加工材料的刀具形狀

在切削難加工材料時(shí)，刀具形狀的最佳化可充分發(fā)揮刀具材料的性能。選擇與難加工材料特點(diǎn)相適應(yīng)的前角、后角、切入角等刀具幾何形狀和對刃尖進(jìn)行適當(dāng)處理，對提高切削精度和延長刀具壽命有很大的影響，因此，在刀具形狀方面決不能掉以輕心。但是，隨著高速銑削技術(shù)的推廣應(yīng)用，近來已逐漸采用小切深以減輕刀齒負(fù)荷，采用逆銑并提高進(jìn)給速度，因此，對切削刃形狀的設(shè)計(jì)思路也有所改變。對難加工材料進(jìn)行鉆削加工時(shí)，增大鉆尖角，進(jìn)行十字形修磨，是降低扭矩和切削熱的有效途徑，它可將切削與切削面的接觸面積控制在最小范圍之內(nèi)，這對延長刀具壽命和提高切削條件十分有利。鉆頭在鉆孔加工時(shí)，切削熱極易滯留在切削刃附近，而且排屑也很困難，在切削難加工材料時(shí)，這些問題更為突出，必須給予足夠的關(guān)注。

為了便于排屑，通常在鉆頭切削刃后側(cè)設(shè)有冷卻液噴出口，可供給充足的水溶性冷卻液或霧狀冷卻劑等，使排屑變得更為順暢，這種方式對切削刃的冷卻效果也很理想。近年來，已開發(fā)出一些性能良好的涂層物質(zhì)，這些物質(zhì)涂鍍在鉆頭表面后，用其加工3―5D的淺孔時(shí)，可采用干式鉆削方式。孔的精加工歷來采用鏜削方式，不過近來已逐漸由傳統(tǒng)的連續(xù)切削方式改變?yōu)椴捎玫雀呔€切削這類間斷切削方式，這種方式對提高排屑性能和延長工具壽命均更為有利。因此，這種間斷切削用的鏜削刀具設(shè)計(jì)出來后，立即被應(yīng)用于汽車零件的CNC切削加工。在螺紋孔加工方面，目前也采用螺旋切削插補(bǔ)方式，切螺紋用的立銑刀已大量投放市場。如上所述，這種由原來連續(xù)切削向間斷切削的轉(zhuǎn)換，是隨著對CNC切削理解的加深而進(jìn)行的，這是一個漸進(jìn)的過程。采用此種切削方式切削難加工材料時(shí)，可保持切削的平穩(wěn)性，且有利于延長工具壽命。

如上所述，難加工材料的最佳切削方法是不斷改進(jìn)的，新的難加工材料不斷出現(xiàn)，對新材料的加工總是不斷困擾著工程技術(shù)人員。當(dāng)前，新型加工中心、切削工具、夾具及CNC切削等技術(shù)的發(fā)展非常迅速，而且在切削加工之外，CNC磨削、CNC電加工等技術(shù)也得到了空前的發(fā)展，難加工材料的加工技術(shù)選擇范圍已大為擴(kuò)展。當(dāng)然，有關(guān)難加工材料加工信息的收集與對該技術(shù)的深入理解，還不盡如人意，正因?yàn)槿绱耍鎸﹄y加工材料的不斷涌現(xiàn)，人們總是感到對加工技術(shù)有些力不從心。例如，前述車削加工由連續(xù)切削向間斷切削轉(zhuǎn)換，便有利于延長工具壽命，新型涂層硬質(zhì)合金刀具的使用，使難加工材料切削技術(shù)水平得到進(jìn)一步提高。在難加工材料的切削加工中應(yīng)特別重視工具壽命的穩(wěn)定，不僅工件材料要和刀具性能妥善配備，而且對加工尺寸、加工表面粗糙度、形狀精度等的要求也極嚴(yán)格，因此，不僅應(yīng)特別注意刀具的選用，對工件的夾持方式等相關(guān)技術(shù)也不能掉以輕心。

今后，難加工材料零件的加工將采取CAD/CAM、CNC切削加工等計(jì)算機(jī)控制的生產(chǎn)方式，因此，數(shù)據(jù)庫的建構(gòu)、工具設(shè)計(jì)與制作等工具管理系統(tǒng)的完善，都極為重要。難加工材料切削加工中，適用的刀具、夾具、工序安排、工具軌跡的確定等有關(guān)切削條件的數(shù)據(jù)，均應(yīng)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)加以積累，使零件生產(chǎn)方式沿著以IT化為基礎(chǔ)的方向發(fā)展，這樣，難加工材料的切削加工技術(shù)才能較快地步入一個新的階段。

參考文獻(xiàn)：

第5篇

關(guān)鍵詞：金屬材料；加工工藝；激光技術(shù)；應(yīng)用

中圖分類號：TB31文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

引言

激光加工是一種新興的先進(jìn)制造技術(shù)，具有自己的特色與規(guī)律，經(jīng)過多年的積淀形成了激光加工理論和各種激光加工工藝參數(shù)。激光與普通光相比具有單色、相干性、方向性和高光強(qiáng)，同樣激光加工設(shè)備也涉及到眾多學(xué)科因而決定了它的高科技性和高收益率。縱觀國際和國內(nèi)激光應(yīng)用場情況經(jīng)過多年來的研究開發(fā)和完善，當(dāng)代的激光器和激光加工技術(shù)與設(shè)備已相當(dāng)成熟形成系列激光加工工藝。

1、激光加工的基本特征

激光既具有時(shí)間控制性，又具有空間控制性，使其能夠滿足自動化加工的要求。因此，激光加工系統(tǒng)可以與計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)交相呼應(yīng)，生成便捷、優(yōu)質(zhì)、高效的自動化加工設(shè)備，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)加工工業(yè)的低成本、高效率、高利潤。總體而言，激光加工技術(shù)具有以下幾項(xiàng)基本特征：

①工藝集成性好。一方面，同一臺機(jī)床可同時(shí)具備多種加工工藝，如切割、焊接、打孔、表面處理等；另一方面，同一臺機(jī)床可同時(shí)實(shí)現(xiàn)多種工藝同步進(jìn)行或者不同工藝分步進(jìn)行的效果。

②加工效率高。與其它加工工藝相比，激光加工工藝可以極大地提高加工效率。例如，激光切割效率是一般切割的15倍；激光焊接效率是傳統(tǒng)焊接的25倍；激光打孔效率是機(jī)械打孔的40000多倍。

③加工質(zhì)量好。激光加工大多采用非接觸式加工方式，而且能量密度高，為加工質(zhì)量提供了可靠的保障。

④適應(yīng)性強(qiáng)。激光加工可適用于各種材料，如高強(qiáng)度材料、高熔點(diǎn)材料、高硬度材料等等。同時(shí)，激光加工既可適用于大氣環(huán)境，也可適用于真空環(huán)境，體現(xiàn)了其適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)。

⑤經(jīng)濟(jì)效益高。提高經(jīng)濟(jì)效益，是激光加工最顯著的特征。以激光打孔為例，它能比一般打孔技術(shù)節(jié)省25%~75%的直接費(fèi)用和50%~75%的間接費(fèi)用。

2、激光技術(shù)優(yōu)勢分析

2.1、加工速度快，效率高

激光切割是當(dāng)前各國應(yīng)用最多的激光加工技術(shù)，在國外許多領(lǐng)域，例如，汽車制造業(yè)和機(jī)床制造業(yè)都采用激光切割進(jìn)行鈑金零部件的加工。在航天工業(yè)中，鋁合金用激光焊接的成功應(yīng)用是飛機(jī)制造業(yè)的一次技術(shù)大革命。在汽車工業(yè)中，激光加工技術(shù)優(yōu)化了汽車結(jié)構(gòu)，提高了汽車性能，降低了耗油量。激光精加工和微加工不但促進(jìn)了工業(yè)的發(fā)展，也為制造行業(yè)提供了有利條件。隨著大功率激光器光束質(zhì)量的不斷提高+激光切割的加工對象范圍之廣，幾乎包括了所有的金屬和非金屬材料。例如，可以利用激光對高硬度、高脆性、高熔點(diǎn)的材料，進(jìn)行形狀復(fù)雜的三維立體零件切割，這也正是激光切割的優(yōu)勢所在。由于激光加工技術(shù)的高效率、無污染、高精度、熱影響區(qū)小，因此在工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。另外，激光切割的優(yōu)點(diǎn)還包括設(shè)置時(shí)間短，對不同工件和外形具有很好的適應(yīng)性。

2.2、精準(zhǔn)率高，無污染

激光焊接激光焊接是將光斑非常細(xì)小高強(qiáng)度的激光照射到工件表面，通過激光與物質(zhì)的相互作用，使作用區(qū)域內(nèi)的母材局部快速熔化、汽化，實(shí)現(xiàn)焊接。與傳統(tǒng)的加工熱源相比，激光具有高亮度性、高方向性、高單色性和高相干性等特點(diǎn)，因此，激光加工是一種新型的高能束流加工技術(shù)，對提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動化和無污染，以及減少材料消耗等起到愈來愈重要的作用。例如，3D激光切割技術(shù)是加工高強(qiáng)鋼最經(jīng)濟(jì)的技術(shù)。激光切割適合高強(qiáng)鋼加工毛邊過程。對于這種加工，3D激光切割尤其適合這種已經(jīng)成型的金屬薄板。如果鋼的強(qiáng)度達(dá)到1500MPa，就只能采用激光切割技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)，沒有其他更經(jīng)濟(jì)的方法可以選擇。另外，對于激光切割而言，低熱輸入是激光切割中一個非常重要的特點(diǎn)，因?yàn)橐恍┖辖鸬母邚?qiáng)特性會由于熱效應(yīng)而導(dǎo)致性能降低。激光能焊接以前由于不可視原因而無法焊接的部位（例如，車頂側(cè)板和后擋板的結(jié)合）。激光焊接同樣是一種變形很小的高質(zhì)量焊接，能夠達(dá)到很高的精度。另外，激光焊接相比電阻點(diǎn)焊能夠減小焊縫寬度，這再一次降低了重量和燃油消耗。

3、激光技術(shù)在金屬材料加工工藝中的應(yīng)用

3.1、激光切割技術(shù)

近年來，激光切割技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，據(jù)相關(guān)技術(shù)研究分析表明，激光切割技術(shù)占激光加工技術(shù)的近70%。激光切割機(jī)主要由激光器、機(jī)床主體和控制系統(tǒng)三大部分組成，常用于激光切割的有CO2激光器和YAG激光器，其特點(diǎn)是切割精度高。根據(jù)切割要求不同，激光光源的功率從5W到90KW不等，切割鈑金工件所采用的激光光源功率一般是在100W到1500W之間。當(dāng)切口寬度要求在0.15mm至0.2mm之間時(shí)，激光光源的輸出功率應(yīng)該小于1500W，此時(shí)激光光源的振蕩模式為單模振蕩，切割面也會相對比較平整；當(dāng)切口寬度在1mm左右時(shí)，激光光源的輸出功率應(yīng)選擇大于1500KW，此時(shí)激光光源的振蕩模式為多模振蕩，切割面會留下少許污物。當(dāng)在使用激光技術(shù)切割厚板時(shí)，則需要采用空氣、氧氣、氮?dú)獾容o助氣體來配合完成，氮?dú)馐且环N惰性氣體，用它來輔助切割，能夠有效避免切面發(fā)生氧化；在對厚度較大的板進(jìn)行切割的時(shí)候，使用氧氣作為輔助氣體，能夠加快切割的速度。

激光切割工藝中可使用CAD技術(shù)結(jié)合CAM技術(shù)來提供加工工件所需要的工藝參數(shù)和加工信息，高效、連續(xù)地完成自動化切割和生產(chǎn)。激光切割不需要大量更換模具，工藝參數(shù)變更簡單，可廣泛應(yīng)用于各種高硬度、高熔點(diǎn)、硬質(zhì)、脆性、粘性、柔性材料及薄壁管件的切割，而且還具有切縫窄、速度快、熱變形小、切口平整的優(yōu)良特性。

3.2、激光打孔

激光打孔是激光技術(shù)材料加工中應(yīng)用最早的激光技術(shù)，激光對板料進(jìn)行打孔，一般采用的是脈沖激光，能量密度高，效率高。瑞士某公司利用固體激光器給飛機(jī)渦輪葉片進(jìn)行打孔，可以加工直徑從20μm到80m的微孔，它的直徑與深度比可達(dá)1:80.另外利用激光在一些脆性材料如陶瓷上加工一些微小的異型孔，直徑可以達(dá)到0.001mm，這是普通的機(jī)械加工完成不了的。

3.3、激光焊接

依據(jù)服務(wù)對象和使用器件的不同，激光焊接主要包括兩種類型的機(jī)制，一種是深熔焊，主要應(yīng)用于機(jī)械制造行業(yè)；另一種是傳導(dǎo)焊，主要應(yīng)用于電子電氣行業(yè)。

從目前的發(fā)展態(tài)勢看，激光焊接技術(shù)不斷滲透到汽車行業(yè)，為行業(yè)發(fā)展提供了必要的技術(shù)支撐。具體而言，這種應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下兩個方面：首先，傳動件焊接。當(dāng)前，激光焊接技術(shù)可滿足汽車傳動系統(tǒng)中70%的零件的焊接需求。與其它焊接技術(shù)相比，激光焊接不僅可以提高零件的使用壽命，而且可以降低零件的使用成本，體現(xiàn)出其獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值。其次，焊接組合件。簡單地說，焊接組合件就是將分散的平板工件焊接成體、沖壓成形。通過焊接組合件，既可以減少工件數(shù)量，也可以提高部件性能，還可以減輕車體重量，進(jìn)而優(yōu)化汽車的整體性能。以雅閣汽車為例，它的車門是由1.4mm的鋼板和0.7mm的薄板拼焊沖壓而成，降低了40%的車門重量。

此外，激光焊接技術(shù)憑借其堅(jiān)固性強(qiáng)的特點(diǎn)，還廣泛應(yīng)用于刀具、刃具、量具制造行業(yè)。例如，我國圓鋸片的年產(chǎn)量超過1000萬片，不僅滿足了建筑行業(yè)對高質(zhì)量鋸片的迫切需求，而且保障了國外鋸片市場的有效供給。

3.4、激光表面熱處理

激光表面熱處理主要表現(xiàn)在兩個方面：一是激光表面硬化。在激光表面硬化的作用下，馬氏體的量會不斷增加，進(jìn)而導(dǎo)致零部件疲勞強(qiáng)度和耐磨性能的不斷提高。同樣是AISIl045型鋼，在未經(jīng)處理以前，鋼的硬度僅為HRC35，而質(zhì)量損耗卻高達(dá)418mg。而在同等條件下，激光表面硬化會增加HRC20的硬度,同時(shí)降低304mg的能耗。可見，激光表面硬化會極大地提高物件硬度，降低物件質(zhì)量損耗。現(xiàn)如今，激光表面硬化已不同程度地應(yīng)用于汽車錠桿、凸輪軸、曲軸、缸套等物件的制造。從實(shí)際效果看，它不僅提高了物件的使用壽命，而且降低了物件的制造成本。二是激光熔覆與合金化。激光熔覆與合金化是以提升熔點(diǎn)的方式來增強(qiáng)加工材料的抗蝕性和耐磨性。該處理主要應(yīng)用于熔點(diǎn)較低的材料。通過處理，使材料生成高熔點(diǎn)合金層，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提升材料性能的目的。盡管激光熔覆與合金化有所區(qū)別，如涂層化學(xué)成分的變化趨向，但兩者相輔相成，都是現(xiàn)實(shí)中不可或缺激光表面熱處理方式。當(dāng)前，激光熔覆與合金化主要應(yīng)用于氣門、閥門、齒輪齒面、鑄鐵模具等工件制造，為工件質(zhì)量提供了著實(shí)的保障。

結(jié)束語

激光加工技術(shù)產(chǎn)品具有優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，激光加工技術(shù)已逐漸使用到鈑金工藝生產(chǎn)中，但激光技術(shù)的全面推廣仍受技術(shù)理論和加工設(shè)備等因素的制約，許多方面的應(yīng)用還有待進(jìn)一步深入。

參考文獻(xiàn)

[1]樊熊.金屬材料加工工藝中激光技術(shù)應(yīng)用分析[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā),2013,15:23-24.

第6篇

關(guān)鍵詞：脈沖激光技術(shù)；高分子材料；材料加工

近年來，脈沖激光技術(shù)已經(jīng)得到了相對比較廣泛的應(yīng)用，并且該種精密的加工技術(shù)越來越受到社會與人們的關(guān)注，主要原因在于脈沖激光技術(shù)能夠在加工高分子材料的過程中得到比較高的加工精度，并且能夠進(jìn)行材料表面的加工，使得材料的表面形成多孔結(jié)構(gòu)與周期結(jié)構(gòu)等。更加能夠?qū)崿F(xiàn)對塊體材料、透明材料的內(nèi)部加工與改性等。可以說，脈沖激光技術(shù)比較適用于其他加工技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜形狀元器件的加工以及高精度元器件的加工。脈沖激光技術(shù)在高分子材料加工的過程中所產(chǎn)生的瞬間功率比較大，幾乎能夠與任何材料產(chǎn)生相互的作用，本文對脈沖激光技術(shù)在高分子材料加工中的應(yīng)用進(jìn)行研究，希望能夠促使高分子材料加工更加良好的依據(jù)脈沖激光技術(shù)獲得發(fā)展。

1脈沖激光及其折射率改性

所謂脈沖主要便是指隔一段相同的是假案發(fā)出的電波、光波等機(jī)械形式。脈沖激光則主要是指脈沖工作方式的激光器發(fā)出的光脈沖，脈沖激光具有其獨(dú)特的工作必要性，其能夠進(jìn)行信號的發(fā)送并且減少熱量的產(chǎn)生。一般情況下，脈沖激光比較短，其時(shí)間幾乎已經(jīng)達(dá)到了“皮秒”的級別。脈沖激光器在工作中需要由激光泵浦源持續(xù)性的提供能量，由此方能夠長期間產(chǎn)生并且輸出脈沖激光。高分子材料加工領(lǐng)域目前對脈沖激光技術(shù)有所應(yīng)用。就高分子材料而言，其材料的折射率與其密度之間呈現(xiàn)正比關(guān)系，并且包括末端基、添加劑與雜志等化學(xué)組成、分子趨向、鏈間結(jié)合力等均與熱歷史存在關(guān)系。在高分子材料加工應(yīng)用脈沖激光技術(shù)時(shí)，與其他改性技術(shù)相比較而言，脈沖激光技術(shù)能夠誘導(dǎo)高分子材料改性技術(shù)對其財(cái)力下性能產(chǎn)生最小的影響，并且脈沖激光技術(shù)能夠在高分子材料的表面將原有的化學(xué)鍵打破，并且能夠形成全新的化學(xué)鍵，以此改變高分子材料的特性。

2高分子材料加工對脈沖激光技術(shù)的應(yīng)用

2.1激光燒燭產(chǎn)生表面多孔結(jié)構(gòu)

激光燒燭產(chǎn)生表面多孔結(jié)構(gòu)能夠有效的促進(jìn)高分子材料與生物組織交界面上的細(xì)胞黏附與增殖，使得生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的眾多學(xué)者均對其予以了較高的關(guān)注。高分子材料表面的孔洞會在材料表面熱化的情況下形成，并且應(yīng)力在整個孔洞形成的過程中發(fā)揮著極為重要的作用。受應(yīng)力波的影響，高分子材料的黏度會下降，而高分子材料本身又存在著因應(yīng)力波作用而產(chǎn)生的孔洞長大的核，即自由體積孔洞，該自由體積孔洞的總體積會在溫度上升的情況隨著應(yīng)力的下降而增加。就該方面高分子材料對脈沖激光技術(shù)的應(yīng)用情況已經(jīng)有部分學(xué)者展開了研究，并且認(rèn)為在248nm的脈沖激光輻照下高分子材料膠原薄膜的鏈結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性會發(fā)生一定改變，其能夠?qū)⒃械臍滏I網(wǎng)絡(luò)打破，并且經(jīng)過紅外吸收光譜、拉曼光譜、熒光分析等發(fā)現(xiàn)高分子材料膠原主鏈的部分會出現(xiàn)光熱分解現(xiàn)象，在激光燒燭時(shí)會將光機(jī)械作為主要作用力，而后發(fā)生光化學(xué)轉(zhuǎn)變。該種狀態(tài)下生物的相容性會發(fā)生改善，即細(xì)胞黏著與細(xì)胞生長會發(fā)生改變。

2.2激光燒燭產(chǎn)生表面周期結(jié)構(gòu)

高分子材料一般不會吸收長波長激光，其只有在激光強(qiáng)度十分高的情況下方能夠有效的實(shí)現(xiàn)多光子的吸收。此時(shí)脈沖激光輻照在高分子材料表面時(shí)便會形成一定的表面周期結(jié)構(gòu)，且存在波長效應(yīng)，其中，長脈沖激光器只能夠形成紫外波段激光器，而超短脈沖激光器則能夠在紫外波段和紅外波段均形成激光器。激光燒燭所產(chǎn)生的高分子材料表面周期結(jié)構(gòu)一般可以向其納入到波長量級，并且在對偏振態(tài)、激光波長與入射角度等參數(shù)進(jìn)行改變的情況下，高分子材料表面結(jié)構(gòu)亦能夠發(fā)生相應(yīng)的改變。經(jīng)過對激光燒燭產(chǎn)生表面周期結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究可以發(fā)現(xiàn)，其形成的機(jī)理主要包括兩點(diǎn)：①入射脈沖激光束與高分子材料的表面散射光之間能夠相互調(diào)制；②脈沖激光的強(qiáng)度調(diào)制能夠轉(zhuǎn)化成為高分子材料表面的改性結(jié)構(gòu)。在激光燒燭產(chǎn)生表面周期結(jié)構(gòu)的該兩點(diǎn)形成機(jī)理相互聯(lián)情況下，脈沖激光輻照將能夠促使高分子材料產(chǎn)生表層的熱化，繼而在溫度梯度的影響下導(dǎo)致高分子鏈不斷擴(kuò)散，最終形成表面周期結(jié)構(gòu)。

2.3塊體材料加工對脈沖激光技術(shù)的應(yīng)用

高分子材料會對不同波長的光進(jìn)行吸收，紫外脈沖激光加工需要對高分子材料的該點(diǎn)特性會產(chǎn)生依賴性。一般情況下，大部分的透明高分子材料均屬于弱吸收體，其能夠吸收的波段一般保持在193mm以下的真空紫外區(qū)。若入射的脈沖激光光子能量明顯要大于高分子材料的化學(xué)鍵能時(shí)可以將原有的化學(xué)鍵直接打破，此時(shí)高分子材料將會被離解成為單體產(chǎn)生脈沖激光燒燭，但是并不會產(chǎn)生液相，屬于典型的光化學(xué)過程，其所產(chǎn)生的熱影響亦最小。對于塊體材料加工對脈沖激光技術(shù)的應(yīng)用方面，部分學(xué)者發(fā)現(xiàn)利用飛秒激光技術(shù)進(jìn)行PCL片材的加工將能夠在加工的過程中于加工邊緣發(fā)現(xiàn)存在著熱退火形成的晶球以及快速冷卻形成的非晶組成熱影響區(qū)域。與此同時(shí)，紫外波段光子能量若超過了高分子材料中大部分分子鍵能，則亦會產(chǎn)生光化學(xué)作用。

3結(jié)束語

綜上所述，脈沖激光技術(shù)加工高分子材料具有十分復(fù)雜的機(jī)理，且不同的脈沖激光加工技術(shù)會對加工工藝、加工材料等提出不同的要求，因而高分子材料的脈沖激光燒燭在各界均有著比較大的爭議性。比較典型的高分子材料在脈沖激光技術(shù)加工下的光熱與光化學(xué)特點(diǎn)有：短波長激光的光子能量比較大，能夠直接打破高分子材料的化學(xué)鍵，并且能夠?qū)Ω叻肿硬牧线M(jìn)行光化學(xué)降解。若將脈沖激光中脈沖的寬度縮短將能夠有效地提高多光子吸收截面，此時(shí)的加工效率也將能夠有效提高。鑒于此，脈沖激光能夠成為我國現(xiàn)階段以及未來工業(yè)高分子材料加工的首選技術(shù)，并且在不斷地研究與探索下，脈沖激光技術(shù)將能夠進(jìn)一步的完善與應(yīng)用，推動我國社會與經(jīng)濟(jì)水平全面提升，并且提高我國在國際方面的影響力。

參考文獻(xiàn)

[1]田晗.激光技術(shù)在金屬材料加工工藝中的應(yīng)用[J].技術(shù)與市場，2016，（11）：103.

[2]直妍.激光技術(shù)在材料加工中的應(yīng)用與發(fā)展趨勢[J].熱加工工藝，2014，（1）：22–23.

第7篇

摘要：近年來，高分子材料成型加工技術(shù)正處于快速發(fā)展階段。本文詳細(xì)闡述了高分子材料成型加工技術(shù)的發(fā)展情現(xiàn)狀及其未來發(fā)展趨勢，以期為我國高分子材料成型加工技術(shù)做出有益探索。

關(guān)鍵詞：高分子材料；成型加工；發(fā)展現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

Abstract: in recent years, high polymer material molding processing technology is in rapid development stage. This paper expounds the polymer material molding processing technology development present situation and future development trend of love, to China high polymer materials forming technology to make a useful exploration.

Keywords: high polymer materials; Forming processing; Development present situation; Development trend

中圖分類號：TU74文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

最近幾年，國防尖端工業(yè)和航空工業(yè)等特殊領(lǐng)域的發(fā)展要求更高性能（如輕質(zhì)、高模量和高強(qiáng)度等）的聚合物材料，開發(fā)研制滿足特定要求的高強(qiáng)度聚合物迫在眉睫。本文即在此背景下，結(jié)合筆者多年實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，就分子材料成型加工技術(shù)做了深入淺出的探討。

一、高分子材料成型加工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

最近幾年，世界高分子合成工業(yè)取得飛速進(jìn)展。以造粒用擠出機(jī)為例，其結(jié)構(gòu)有了較大改進(jìn)，極大的提高了產(chǎn)量。其發(fā)展歷程如下表1所示[1]。

表1 造粒用擠出機(jī)發(fā)展歷程一覽表

時(shí)期 名稱 產(chǎn)量（t/h）

上世紀(jì)60年代 單螺桿擠出機(jī)造粒 3

70年代～80年代中期 連續(xù)混煉機(jī)+單螺桿擠出機(jī)造粒 10

80年代中期～至今 雙螺桿擠出機(jī)+齒輪泵造粒 40～45

再以塑料為例，其發(fā)展歷程如下[2]：①1950年全世界塑料年產(chǎn)量約為200萬t；②上世紀(jì)90年代，塑料產(chǎn)量年均增長率接近5．8％；③2000年增加至1.8億t；④至2010年，全世界塑料產(chǎn)量高達(dá)3億t。伴隨著世界汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，汽車對高速、節(jié)能、環(huán)保、美觀、舒適和安全可靠等方面提出了越來越高的要求，汽車性能的逐漸提高極大的促進(jìn)了汽車零部件及其相關(guān)材料工業(yè)的發(fā)展速度。因此，為降低整車成本及其自身增加汽車有效載荷，提高汽車中塑料類材料的使用量便成為關(guān)鍵。

當(dāng)前，高分子材料加工將朝著以下目標(biāo)發(fā)展：高性能；高生產(chǎn)率；低成本；快捷交貨。制品方面則朝著輕質(zhì)、薄壁和小尺寸等方向發(fā)展；成型加工方面則朝著全回收、低能耗和零排放等方向發(fā)展，并從大規(guī)模向較短研發(fā)周期的多品種進(jìn)行轉(zhuǎn)變。

二、高分子材料成型加工創(chuàng)新研究技術(shù)

2.1基于動態(tài)反應(yīng)加工設(shè)備基礎(chǔ)上的新材料制備新技術(shù)

①信息存儲光盤盤基直接合成反應(yīng)成型技術(shù)[3]。該技術(shù)克服了傳統(tǒng)方式的周期長、中間環(huán)節(jié)多、能耗大、易污染及成型前處理復(fù)雜等諸多問題，將光盤級PC樹脂生產(chǎn)、中間儲運(yùn)和光盤盤基成型三個過程整合為一體，結(jié)合動態(tài)連續(xù)反應(yīng)成型技術(shù)，研究醋交換連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)，研制開發(fā)精密光盤注射成型裝備，達(dá)到節(jié)能降耗、有效控制產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

②聚合物物理場強(qiáng)化制備新技術(shù)。此技術(shù)在強(qiáng)振動剪切力場作用下對無機(jī)粒子表面特性及其功能設(shè)計(jì)（粒子設(shè)計(jì)），在設(shè)計(jì)好的連續(xù)加工環(huán)境和不加或少加其它化學(xué)改性劑的情況下，利用聚合物使無機(jī)粒子進(jìn)行原位表面改性、原位包覆、強(qiáng)制分散，實(shí)現(xiàn)連續(xù)化制備聚合物/無機(jī)物復(fù)合材料。

③熱塑性彈性體動態(tài)全硫化制備技術(shù)[4]。此技術(shù)將振動力場引入混煉擠出全過程，控制硫化反直進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)混煉過程中橡膠相動態(tài)全硫化.解決共混加工過程共混物相態(tài)反轉(zhuǎn)問題。研制開發(fā)出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的熱塑性彈性體動態(tài)硫化技術(shù)與設(shè)備，提高我國TPV技術(shù)水平。

2.2聚合物動態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)及設(shè)備

聚合物反應(yīng)加工技術(shù)是以現(xiàn)雙螺桿擠出機(jī)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的。國外公司已開發(fā)出作為連續(xù)反應(yīng)和混煉的十螺桿擠出機(jī)，可以解決其它擠出機(jī)作為反應(yīng)器所存在的問題。國內(nèi)反應(yīng)成型加工技術(shù)的研究開發(fā)還處于起步階段，但我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展強(qiáng)烈要求聚合物反應(yīng)成型加工技術(shù)要有大的發(fā)展。指交換法聚碳酸酯連續(xù)化生產(chǎn)和尼龍生產(chǎn)中的關(guān)鍵技術(shù)是縮聚反應(yīng)器的反應(yīng)擠出設(shè)備，我國每年還有數(shù)以千萬噸計(jì)的改性聚合物及其合金材料的生產(chǎn)。當(dāng)前，國內(nèi)外使用的反應(yīng)加工設(shè)備從原理上看都是傳統(tǒng)混合、混煉設(shè)備的改造產(chǎn)品，都存在傳熱、傳質(zhì)過程、混煉過程、化學(xué)反應(yīng)過程難以控制、反應(yīng)產(chǎn)物分子量及其分布不可控等問題。另外設(shè)備投資費(fèi)用大、能耗高、噪音大、密封困難等也都是傳統(tǒng)反應(yīng)加工設(shè)備的缺陷。聚合物動態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)及設(shè)備與傳統(tǒng)技術(shù)無論是在反應(yīng)加工原理還是設(shè)備的結(jié)構(gòu)上都完全不同，該技術(shù)是將電磁場引起的機(jī)械振動場引入聚合物反應(yīng)擠出全過程，達(dá)到控制化學(xué)反應(yīng)過程、反應(yīng)生成物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)和反應(yīng)制品的物理化學(xué)性能的目的。該技術(shù)首先從理論上突破了控制聚合物單體或預(yù)聚物混合混煉過程及停留時(shí)間分布不可控制的難點(diǎn)，解決了振動力場作用下聚合物反應(yīng)加工過程中的質(zhì)量、動量及能量傳遞及平衡問題，同時(shí)從技術(shù)上解決了設(shè)備結(jié)構(gòu)集成化問題。新設(shè)備具有體積重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、適應(yīng)性好、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)是傳統(tǒng)技術(shù)與設(shè)備無法比擬或是根本沒有的。

三、高分子材料成型加工技術(shù)的未來發(fā)展趨勢

近年來，多個新型成型裝備國家工程研究中心在出色完成了國家級火炬計(jì)劃預(yù)備項(xiàng)目和國家“八五”和“九五”重點(diǎn)科技計(jì)劃等項(xiàng)目的同時(shí)，非常注重科技成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化，完成產(chǎn)業(yè)化工程配套項(xiàng)目20多項(xiàng)，創(chuàng)辦了廣州華新科機(jī)械有限公司，使其有自主知識產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)與裝備在國內(nèi)外推廣應(yīng)用。塑料電磁動態(tài)塑化擠出設(shè)備已形成了7個規(guī)格系列，近兩年在國內(nèi)20多個省、市、自治區(qū)推廣應(yīng)用近800臺，銷售額超過1．5億元，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。將技術(shù)與資本結(jié)合，引入新的管理和市場機(jī)制，爭取在兩三年內(nèi)實(shí)現(xiàn)新設(shè)備年銷售額超億。

四、結(jié)論

綜上所述，我國要想打破國外技術(shù)壟斷，實(shí)現(xiàn)由跟蹤向跨越的轉(zhuǎn)變，就必須走走獨(dú)具中國特色的高分子材料成型加工技技術(shù)與裝備的發(fā)展道路，把握技術(shù)前沿，培育自主知識產(chǎn)權(quán)。促進(jìn)科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)界相結(jié)合，努力將科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)力，加快我國高分子材料成型加工高新技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。（指導(dǎo)老師：孫偉）

參考文獻(xiàn)

[1]孔明偉. 高分子材料成型加工技術(shù)的發(fā)展新探[J]. 黑龍江科技信息, 2011,(14) .

[2]吳剛. 高分子材料成型加工技術(shù)的進(jìn)展[J]. 廣東化工, 2008,(09) .

[3]金龍浩. 高分子材料成型及其控制[J]. 科技資訊, 2007,(33) .

第8篇

    一、高分子材料成型加工技術(shù)發(fā)展概況

    近50年來,高分子合成工業(yè)取得了很大的進(jìn)展。例如,造粒用擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)有了很大的改進(jìn),產(chǎn)量有了極(大的提高。20世紀(jì)60年代主要采用單螺桿擠出機(jī)造粒,產(chǎn)量約為3t/h;70年代至80年代中期,采用連續(xù)混煉機(jī)+單螺桿擠出機(jī)造粒,產(chǎn)量約為10t/h;80年代中期以來。采用雙螺桿擠出機(jī)+齒輪泵造粒,產(chǎn)量可以達(dá)到40-45t/h,今后的發(fā)展方向是產(chǎn)量可高達(dá)60t/h。在l950年,全世界塑料的年產(chǎn)量為200萬t。20世紀(jì)90年代。塑料產(chǎn)量的年均增長率為5.8%,2000年增加至1.8億t至2010年,全世界塑料產(chǎn)量將達(dá)3億t,此外。合成工業(yè)的新近避震使得易于璃確控制樹脂的分子結(jié)構(gòu),加速采用大規(guī)模進(jìn)行低成本的生產(chǎn)。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,節(jié)能、高速、美觀、環(huán)保、乘坐舒適及安全可靠等要求對汽車越來越重要.汽車規(guī)模的不斷擴(kuò)大和性能的提高帶動了零部件及相關(guān)材料工業(yè)的發(fā)展。為降低整車成本及其自身增加汽車的有效載荷,提高塑料類材料在汽車中的使用量便成為關(guān)鍵。

    據(jù)悉,目前汽車上100kg的塑料件可取代原先需要100-300kg的傳統(tǒng)汽車材料(如鋼鐵等)。因此,汽車中越來越多的金屬件由塑料件代替。此外,汽車中約90%的零部件均需依靠模具成型,例如制造一款普通轎車就需要制造1200多套模具,在美國、日本等汽車制造業(yè)發(fā)達(dá)的國家,模具產(chǎn)業(yè)超過50%的產(chǎn)品是汽車用模具。目前,高分子材料加工的主要目標(biāo)是高生產(chǎn)率、高性能、低成本和快捷交貨。制品方面向小尺寸、薄壁、輕質(zhì)方向發(fā)展;成型加工方面,從大規(guī)模向較短研發(fā)周期的多品種轉(zhuǎn)變,并向低能耗、全回收、零排放等方向發(fā)展。

    二、現(xiàn)今高分子材料成型加工技術(shù)的創(chuàng)新研究

    (一)聚合物動態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)及設(shè)備

    聚合物反應(yīng)加工技術(shù)是以現(xiàn)雙螺桿擠出機(jī)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的。國外的Berstart公司已開發(fā)出作為連續(xù)反應(yīng)和混煉的十螺桿擠出機(jī),可以解決其它擠出機(jī)(包括雙螺桿和四螺桿擠出機(jī))作為反應(yīng)器所存在的問題。國內(nèi)反應(yīng)成型加工技術(shù)的研究開發(fā)還處于起步階段,但我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展強(qiáng)烈要求聚合物反應(yīng)成型加工技術(shù)要有大的發(fā)展。指交換法聚碳酸酯(PC)連續(xù)化生產(chǎn)和尼龍生產(chǎn)中的比較關(guān)鍵的技術(shù)是縮聚反應(yīng)器的反應(yīng)擠出設(shè)備,我國每年還有數(shù)以千萬噸計(jì)的改性聚合物及其合金材料的生產(chǎn)。關(guān)鍵技術(shù)也是反應(yīng)擠出技術(shù)及設(shè)備。

    目前國內(nèi)外使用的反應(yīng)加工設(shè)備從原理上看都是傳統(tǒng)混合、混煉設(shè)備的改造產(chǎn)品,都存在傳熱、傳質(zhì)過程、混煉過程、化學(xué)反應(yīng)過程難以控制、反應(yīng)產(chǎn)物分子量及其分布不可控等問題.另外設(shè)備投資費(fèi)用大、能耗高、噪音大、密封困難等也都是傳統(tǒng)反應(yīng)加工設(shè)備的缺陷。聚合物動態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)及設(shè)備與傳統(tǒng)技術(shù)無論是在反應(yīng)加工原理還是設(shè)備的結(jié)構(gòu)上都完全不同,該技術(shù)是將電磁場引起的機(jī)械振動場引入聚合物反應(yīng)擠出全過程,達(dá)到控制化學(xué)反應(yīng)過程、反應(yīng)生成物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)和反應(yīng)制品的物理化學(xué)性能的目的。該技術(shù)首先從理論上突破了控制聚合物單體或預(yù)聚物混合混煉過程及停留時(shí)間分布不可控制的難點(diǎn),解決了振動力場作用下聚合物反應(yīng)加工過程中的質(zhì)量、動量及能量傳遞及平衡問題,同時(shí)從技術(shù)上解決了設(shè)備結(jié)構(gòu)集成化問題。新設(shè)備具有體積重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、適應(yīng)性好、可靠性高等優(yōu)點(diǎn),這些優(yōu)點(diǎn)是傳統(tǒng)技術(shù)與設(shè)備無法比擬或是根本沒有的。該項(xiàng)新技術(shù)使我國聚合物反應(yīng)加工技術(shù)直接切人世界技術(shù)前沿,并在該領(lǐng)域處于技術(shù)領(lǐng)先地位。

    (二)以動態(tài)反應(yīng)加工設(shè)備為基礎(chǔ)的新材料制備新技術(shù)

    1.信息存儲光盤盤基直接合成反應(yīng)成型技術(shù)。此技術(shù)克服傳統(tǒng)方式的中間環(huán)節(jié)多、周期長、能耗大、儲運(yùn)過程易受污染、成型前處理復(fù)雜等問題,將光盤級PC樹脂生產(chǎn)、中間儲運(yùn)和光盤盤基成型三個過程整合為一體,結(jié)合動態(tài)連續(xù)反應(yīng)成型技術(shù),研究酯交換連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù),研制開發(fā)精密光盤注射成型裝備,達(dá)到節(jié)能降耗、有效控制產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

    2.聚合物/無機(jī)物復(fù)合材料物理場強(qiáng)化制備新技術(shù)。此技術(shù)在強(qiáng)振動剪切力場作用下對無機(jī)粒子表面特性及其功能設(shè)計(jì)(粒子設(shè)計(jì)),在設(shè)計(jì)好的連續(xù)加工環(huán)境和不加或少加其它化學(xué)改性劑的情況下,利用聚合物使無機(jī)粒子進(jìn)行原位表面改性、原位包覆、強(qiáng)制分散,實(shí)現(xiàn)連續(xù)化制備聚合物/無機(jī)物復(fù)合材料。

    3.熱塑性彈性體動態(tài)全硫化制備技術(shù)。此技術(shù)將振動力場引入混煉擠出全過程,控制硫化反直進(jìn)程,實(shí)現(xiàn)混煉過程中橡膠相動態(tài)全硫化.解決共混加工過程共混物相態(tài)反轉(zhuǎn)問題。研制開發(fā)出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的熱塑性彈性體動態(tài)硫化技術(shù)與設(shè)備,提高我國TPV技術(shù)水平。

    三、高分子材料成型加工技術(shù)的發(fā)展趨勢

第9篇

關(guān)鍵詞：新型金屬材料；成型加工；加工技術(shù)創(chuàng)新

1概述

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新型的金屬材料在現(xiàn)代化工業(yè)中得到了全面的推廣與應(yīng)用，與普通金屬材料相比，新型金屬材料具有更為優(yōu)異的性能與質(zhì)量，已經(jīng)成為很多領(lǐng)域中重要的工程材料，尤其是在能源開發(fā)、零部件制作、交通運(yùn)輸機(jī)械輕量化等方面[1]。在采用新型金屬材料作為工程材料時(shí)，涉及到很多繁復(fù)的成型加工技術(shù)與工作，在現(xiàn)代化工業(yè)飛速發(fā)展的今天，如何不斷發(fā)展與完善新型金屬材料的成型加工技術(shù)，更好地發(fā)揮新型金屬材料的特性，已經(jīng)成為各領(lǐng)域中材料工程師們的研究重心。

2新型金屬材料及其加工特性

金屬材料是由金屬元素或金屬元素為主所構(gòu)成的具有金屬特性的材料。金屬材料通常具有較好的延展性。新型金屬材料都屬于合金，其種類較多，性能與質(zhì)量較普通金屬材料都有很大的突破，目前在市場上廣泛使用的新型金屬材料有高溫合金、形狀記憶合金、非晶態(tài)合金等。新型金屬材料的二次成型加工過程通常包括焊接、擠壓、鑄造、超塑成型等等復(fù)雜的加工技術(shù)。新型金屬材料的加工特性如下[2]：

2.1鑄造性

新型金屬材料都屬于合金，因此其熔點(diǎn)一般比較高，導(dǎo)致金屬材料的流動性較低，收縮性較低，便于新型金屬材料的鍛造與二次成型加工。

2.2鍛壓性

鍛壓性是新型金屬材料的基本特性之一，該特性可以提高新型金屬材料的可塑性，時(shí)成型加工的金屬材料能夠具有更高的性能優(yōu)勢。

2.3焊接性

原始金屬材料通常需要經(jīng)過焊接后二次成型再進(jìn)行后續(xù)的工程應(yīng)用，因此新型金屬材料成型加工的基礎(chǔ)特性就是焊接性，其需要有良好的焊接性與高導(dǎo)熱性能，才能在成型加工過程中保證材料不會產(chǎn)生氣孔與裂縫等。

3新型金屬材料成型加工的原則

新型金屬材料通過會在工程施工、機(jī)械設(shè)備、航空航天等方面廣泛使用，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(shè)與機(jī)械化生產(chǎn)的質(zhì)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(dǎo)致其在普通的鍛造環(huán)境下很難發(fā)生變形，使得很難將其塑造成一定形狀或尺寸的工業(yè)零部件[3]。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(zhì)量與性能也有不同的要求，因此通常會根據(jù)金屬材料不同的特性采取不同的成型加工技術(shù)。例如，某些特殊的金屬材料只有通過纖維性增強(qiáng)才能實(shí)現(xiàn)其二次成型加工。因此在實(shí)際對新型金屬材料進(jìn)行成型加工時(shí)，需要針對材料的特性采取相應(yīng)的技術(shù)手段，切實(shí)推進(jìn)新型金屬材料成型加工工作的開展。新型金屬材料的二次成型加工過程是一個非常復(fù)雜且細(xì)致的過程，其涉及的技術(shù)通常包括焊接、擠壓、鑄造、超塑成型等等復(fù)雜的加工技術(shù)，在實(shí)際的成型加工工作流中，一旦由于操作人員的操作不當(dāng)而出現(xiàn)即使是小型的失誤，都會給加工的金屬成品帶來無法磨滅的負(fù)面影響。例如，在鑄造工藝中，如果沒有對鑄型的尺寸、大小等參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)周密的把控，會導(dǎo)致成型加工之后的金屬成品不符合零部件要求的質(zhì)量與規(guī)格，不僅會給加工單位帶來極大的成本損耗，還會影響工程的施工進(jìn)度或機(jī)械設(shè)備的制造進(jìn)度，延長施工或制造周期。因此，在對新型金屬材料進(jìn)行成型加工之前，加工人員需要對金屬材料的物理與化學(xué)特性進(jìn)行透徹的分析與掌握，才能夠具體問題具體分析、因地制宜地針對不同的金屬材料進(jìn)行成型加工。

4新型金屬材料成型加工技術(shù)

4.1粉末冶金技術(shù)

粉末冶金技術(shù)是以金屬粉末為原料，通過不斷的燒結(jié)與塑形，形成金屬材料、新型金屬復(fù)合材料等的工業(yè)技術(shù)。粉末冶金技術(shù)是早期使用最為廣泛的新型金屬材料成型加工技術(shù)，在增強(qiáng)晶須的功能等方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢。現(xiàn)階段，粉末冶金技術(shù)主要應(yīng)用于制造小尺寸且形狀粗糙、不復(fù)雜的精密零部件，其通過不斷地對金屬粉末進(jìn)行燒結(jié)與塑形，可以精密控制并提高金屬材料中的金屬含量，因此在小型零部件制作中擁有廣泛的市場前景[4]。

4.2電切割技術(shù)

電切割技術(shù)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(jìn)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(fù)極之間的間隙進(jìn)行沖刷，因此較傳統(tǒng)的放電方式具有一定的優(yōu)勢。在采用電切割法進(jìn)行新型金屬材料的成型加工時(shí)，通常會由于放電效果較差等原因?qū)滦徒饘俜喜牧系那懈钏俣茸兟瑥亩a(chǎn)生切割的切口不光滑等問題。

4.3鑄造成型技術(shù)

鑄造成型技術(shù)是將液態(tài)的金屬澆注到與零件尺寸、形狀相匹配的鑄型中，待液態(tài)的金屬冷卻凝固之后，將固態(tài)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(shù)的應(yīng)用過程中，鑄型的有效性檢驗(yàn)是非常重要的環(huán)節(jié)，其形狀、尺寸等質(zhì)量的把控直接關(guān)系到零部件的質(zhì)量與性能。

4.4焊接技術(shù)

原始金屬材料通常需要經(jīng)過焊接后二次成型再進(jìn)行后續(xù)的工程應(yīng)用，焊接技術(shù)是在高溫或者高壓的環(huán)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(shù)，該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于航天航空、機(jī)械制造等領(lǐng)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(qiáng)物二者之間常常會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，會影響焊接的速度，在遇到這一問題時(shí)，通常可以對金屬或者增強(qiáng)物進(jìn)行軸對稱旋轉(zhuǎn)，然后將焊接接頭置于高溫下，使其達(dá)到熔化狀態(tài)[5]。

4.5模鍛塑型技術(shù)

對于一些硬性較大的新型金屬材料，一般的鍛造環(huán)境無法使其加工塑形，以鈦合金、鎂合金等為例，這些金屬材料由于鍛造溫度范圍窄，可塑性較差，因此在變形時(shí)會產(chǎn)生極大的抗力，很難將其塑造成一定形狀或尺寸的工業(yè)零部件，為了解決這一問題，模鍛塑型技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。模鍛塑型技術(shù)包含超速成型、模鍛與擠壓等方法，在對金屬材料進(jìn)行擠壓時(shí)需要保持甚至提高鍛造環(huán)境的溫度，以提高金屬材料的可塑性，同時(shí)需要在模具的表面涂上劑，降低模具表面的摩擦力，從而進(jìn)一步降低模鍛塑型的難度。通過模鍛塑型技術(shù)進(jìn)行金屬材料的成型加工，可以使得生產(chǎn)出來的零部件具有較高的質(zhì)量與性能，其組織也更為嚴(yán)密，已經(jīng)成為金屬材料成型加工中使用最為普遍的技術(shù)手段。

5結(jié)束語

與普通金屬材料相比，新型金屬材料具有更高的鑄造性、高鑄壓性、良好的焊接性與高導(dǎo)熱性等性能優(yōu)勢，已經(jīng)成為很多領(lǐng)域中非常重要的工程材料。本文對現(xiàn)有的金屬材料成型加工技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，如粉末冶金技術(shù)、電切割技術(shù)、模鍛塑型技術(shù)等，并對這些技術(shù)中的問題與關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)進(jìn)行分析，對發(fā)展與完善新型金屬材料的成型加工技術(shù)具有重要的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

[1]李蘭軍.淺談新型金屬材料成型加工技術(shù)[J].科技視界，2015（15）：286+291.

[2]張利民.新型金屬材料成型加工技術(shù)研究[J].科技資訊，2012（16）：113-114.

[3]薛宇.新型金屬材料成型加工技術(shù)分析[J].才智，2012（27）：37.

[4]高寶寶，解念鎖.金屬材料環(huán)境友好成型加工技術(shù)研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（10）：43.