材料加工技术十篇

材料加工技术篇1

【关键词】：航空，难加工材料，加工技术，探析

【引言】：航空航天事业一直是各个大国抢占的制高点，也是促进和带动全球经济技术进步的关键。近年来，随着各国在航空航天领域的扩展和实施，航空产品的技术水平和标准不断升级优化，尤其是对各种难加工材料的使用，例如，对金属切削刀具和技术提出了更高的要。难加工材料在很多领域都有非常广泛的应用，由于机械零部件设计在负重减小和体积紧凑上有较高要求，使得很多零部件结构出现形状复杂、结构怪异、型面多样的情况，导致很多高科技新型难加工材料不断涌现，虽然符合机械零部件的高强度、高刚性和高密度以及体积小、重量轻的设计要求，但是给后期的机械制造的可加工性和产品性能带来很大的影响。为了应对这种情况的出现，各国技术研究部门都在探究如何让难加工材料的加工技术得到改进和优化，满足高精尖行业的需求，尤其是在迫切需要此类材料的航空航天业中。

1.航空难加工材料及加工技术关键

航空难加工材料包含钛合金、高温合金、复合材料和超高强度钢等，在航空产品结构中几乎没有普通的工程材料，都是超高强度和高性能的高精尖材料，因此也都是比较难加工的材料。在航空难加工材料中，加工过程中最容易出现的问题为刀具磨损，它直接导致加工成本增加和加工效率降低，另外，加工质量也是目前遇到的较大困难和挑战，影响到产品的使用性能和安全系数。

2.航空难加工材料的具体加工技术分析

2.1钛合金及其加工技术

钛合金的导热系数较低，它的切削温度能够超出切削45号钢的时候大约数百度以上，而且钛合金的弹性模量比较低，加工的时候容易出现变形，导致加工表面出现回弹。另外，钛合金切削和前刀面的接触长度比较短，它的化学活性大，能够和刀具产生较大的亲和力，和大气中的多种元素产生化学反应，从而形成硬且脆的外皮。

钛合金材料的加工刀具材料选择及加工条件选择：如果是低速加工，则可采用高钒高速钢和高钴高速钢；如果是中速加工，则要注意在加工细晶粒硬质合金时，粘结磨损较严重，就不宜使用含钛的刀具，可以使用三氧化二铝的涂层刀具；如果是高速加工，可以选用涂层硬质合金刀具、含钛涂层硬质合金刀具和基体含钛硬质合金刀具。

加工刀具要确保后角较大，最少要大于15°，并且保证前角不能够过大，从而保证前・后角平衡，确保刃口强度的稳定性。在刀具的考虑上，最好选用大螺旋角铣刀。切削液的选择，应该选用含极压添加剂的油基切削液，但是，其中不可以含氯；采用高压喷射冷却液能够使刀具耐用度得到成倍的提高，从而提升加工的质量。

2.2高温合金及其加工技术

高温合金的切削加工特点包含以下几个方面：导热系数非常低，小于45号钢的1/3；高温下强度比较高，在600-900℃下能够保持中碳钢的室温强度；高温合金中含有大量的组织较为致密的固溶体，导致切削时容易出现晶格扭曲，并且扭曲很严重，也容易导致冷却严重的现象；高温合金中含有大量的金属碳化物、氧化物、硼化物和金属间化物这些硬质点。在加工时，高温合金材料的切削力是切削一般钢材的2至3倍，它的切削功耗较大，产生了大量的切削热量，导致切削温度非常高。

高温合金材料的刀具材料及其使用条件如下：拉刀和丝锥等材料的条件为：钴高速钢，速度是10m/min；超细晶粒硬质合金或者涂层硬质合金刀具，使用速度为30-70m/min，此时硬度提升而速度降低；如果是陶瓷材质刀具，如Sialon陶瓷、Si3N4陶瓷，则使用速度要大于200m/min，因为低速条件下刀具磨损会比较严重，所以速度要有较高的标准，且陶瓷刀具主要用在半精加工过程中。

高温合金的加工刀具加工时的技术参数为：车刀前角小于10°，后角保持在15°左右；铣刀的前角保持在10°左右、后角15°左右，螺旋角在30-45°范围内；陶瓷刀具或者CBN刀具要使用负前角。高温合金材料的切削液使用条件为：如果是高速钢刀具则使用水基切削液，并以冷却方式为主，从而避免刀具热塑变形的出现；如果是硬质合金刀具加工，那么最好使用极化切削油，可以达到抑制粘结和扩散磨损的效果；如果是陶瓷或者CBN刀具加工，那么切削液的使用最好严格而谨慎，可先通过工件热软化处理，让材料更容易切削，然后要注意刀具的韧性，避免热疲劳以及激冷裂纹的出现。

2.3高强度钢的切削加工特点和加工技术

高强度钢的切削加工特点包含以下特点：切削力度大，因为高强度钢的强度非常高，能达到1960MPa，并具有一定的韧性和硬度，有非常好的综合机械性能，所以高强度钢的切削力较大。例如，在同等条件下，它的切削力可比45号钢的单位切削力高出1.17-1.49倍；切削温度较高，高强度钢材料的导热系数很低，只是45号钢的60%，因为它的切削功耗比较大，切削温度也就比45号钢高出100℃，使得加工刀具的磨p速度比较快；断削较为困难，高强度钢的韧性和可塑性非常好，因此，切削时不容易折断，导致在切削时经常缠绕在刀具和工件上，影响了切削的进度和效果。

那么，对高强度钢的加工刀具选择上，要遵守以下几点原则：如果是高速钢刀具，则可以选用Al高速钢、涂层高速钢、粉末冶金高速钢或者Co高速钢刀具；如果是硬质合金刀具，则可以选用添加了铌、稀土元素的P类合金或者P类涂层合金、TiC基、Ti（C、N）基合金材料刀具；如果选用CBN刀具，那么要选用低含量且高强度的材质。

加工刀具的基本参数要遵循以下几点要求：刀具刃部强度要比较高，如果是硬质合金刀，其前角要在-2°至-4°范围内；如果是陶瓷刀具或者CBN刀具，则前角要在10°左右；刀尖的圆弧半径在精加工的时候在0.5-0.8mm范围内，在粗加工时在1-2mm范围内。

高强度钢的切削用量技术要求为：切削速度保持在45号钢加工的30%左右，钢强度高则速度要低；高速钢加工速度小于10m/min、硬质合金加工速度30-80m/min、陶瓷和CBN加工速度为高于100-150m/min。高强度钢的断屑技术注意选择合适的断屑台和断屑槽，并根据断屑的目标设定而进行且削用量的优化，可采用振动断屑这些强制断屑技术来提高断屑质量和技术水平。

结语

航空难加工材料是航空产品加工和生产中较为关键的核心的技术攻坚方向，对加工工艺、加工方法及加工刀具的技术提升和优化是重点。难加工材料的切削刀具和加工技术，在刀片基体、几何角度、涂层技术以及难加工材料的加工方法上都应该不断突破和创新，根据不同难加工材料性能选择不同的刀具和加工条件及参数，提高航空产品的性能，确保航空事业的发展。

【参考文献】：

[1]杨金发，张军. 航空难加工材料加工技术研究[J]. 金属加工（冷加工），2012，21：11-13.

[2]谷雨，良辰. 航空难加工材料加工技术[J]. 航空制造技术，2016，03：34-35.

材料加工技术篇2

关键词：高分子材料；加工成型技术；创新；发展

现阶段，随着我国科学技术的快速发展，使得各个行业在材料使用过程中有了更高的要求，而高分子材料作为一种新型材料，具有较高的使用率，在各行各业中有着较高的价值[1]。基于此，本文就对高分子材料加工成型技术的原理进行探究，并阐述高分子材料加工成型技术的类型，以期提高高分子材料的使用效率。

1高分子材料成型的原理分析

高分子材料，又稱之为聚合物材料，主要是由高分子化合物和其他添加剂组成的一种新型材料，具有运输方便、能量传递高等众多优点，所以在各行各业中被广泛使用[2]。一般情况下，高分子材料的制作过程是由多种化工单元组成的，包含多个化工单元，只有各个化工单元操作流程规范，才可以将高分子材料加工而成。高分子材料在加工过程最重要的一个环节就是聚合过程，此过程中经常会面临传热和传质两部分，且具有升温速度快、反应速度强等特点，所以相关人员在聚合反应过程中就要对高分子材料进行降解和碳化工作，保证高分子材料的顺利成型，并将聚合反应中多余的热量全部除去，从而实现高分子材料成型。

2高分子材料加工成型技术的主要类型分析

2.1高分子材料吹塑成型技术分析

高分子材料吹塑成型技术主要是指：相关人员将原本的热熔型制品在气体压力作用下，加工成为具有中空形状的产品，是我国高分子材料加工成型工作中最常使用的技术[3]。此种技术在使用过程中具有操作简单、处理模式简单、吹塑成型效果好等众多优点，具体主要体现在以下两个方面：一方面，高分子材料吹塑成型技术具有较高的成型率，所以可以对各种材料进行加工，制作成所需产品。另一方面，高分子材料吹塑成型技术所使用的成本较低，相关人员在加工中只需要根据所需要加工的材料选择出其所用使用的吹塑成型技术，所以即使是形状较为复杂的产品，也可以进行加工。

2.2高分子材料注塑成型技术分析

注塑成型技术是高分子材料加工成型技术的一种，最常使用在一些结构复杂的塑料产品加工中，此种加工方法具有使用范围广、产品精度高、生产品种多等众多优点，所有在高分子材料加工成型过程中经常被使用，具有重要的意义[4]。

2.3高分子材料挤出成型技术分析

高分子材料挤出成型技术主要是指：相关人员在对高分子材料加工过程中借助螺杆，对高分子材料进行挤压工作，具体主要包含高分子材料加料、高分子材料定性、高分子材料塑化等多个环节，通过此种加工方法所加工出的产品，具有整体美观的优点，从而提高成品质量。

2.4高分子材料塑料激光加工成型技术分析

随着我国科学技术的快速发展，使得激光行业发展迅猛，在高分子材料加工中被广泛应用。高分子材料塑料激光加工成型技术主要是指：相关人员通过高聚光的激光灯，让其垂直照射在地面的塑料模板上，进而加工出所需要产品。由于高分子材料本身不具有吸收激光能力，所以，相关人员在使用此种技术过程中，需要在高分子材料上涂抹一层特定材料，然后再进行加工，从而保证高分子材料能够对激光充分吸收，保证产品加工质量。

2.5高分子材料半结晶状态下的塑料激光成型技术

高分子材料半结晶状态下的塑料激光成型技术与塑料激光加工成型技术有着一定的相似性，此种技术的主要原理是让高分子材料对激光能量进行吸收，然后将材料改造成所需要的形状，需要注意的是，相关人员在使用此种技术时需要将温度控制在一个固定的范围内，保证高分子材料在结晶溶解过程中所产生的温度低于原本高分子材料表面的温度，并保证高分子材料的拉伸度、强度等方面性能符合要求，从而实现高分子材料产品加工目标。

2.6高分子材料激光烧结技术分析

高分子材料激光烧结技术是最近几年发明出来的一项新技术，此技术在使用过程中需要借助CAD制图软件，相关人员需要通过CAD制图软件对高分子材料进行加工，并在高分子材料加工前对产品模具成本进行准确预算，保证模具成本合理。因此，高分子材料激光烧结技术具有节约成本、环保节能、加工效率高等优点，是目前高分子材料加工中最常使用的技术，并具有广泛的前景。

3总结语

总而言之，在高分子材料应用范围不断扩大的情况，对高分子材料加工成型技术有了更高的需求。因此，在此种情况下，相关人员就需要提高对高分子材料的重视，并对高分子加工成型技术进行总结，选择针对性的加工成型技术方法进行高分子材料加工作业，从而保证高分子材料使用效率，促进高分子材料行业快速发展。

参考文献： 

[1]瞿金平，张桂珍.高分子材料加工成型技术创新与发展[C].2014：1-1. 

[2]梁洁珍.高分子材料加工成型技术创新与发展[J].化工设计通讯，2017，43（5）：65，74. 

[3]高奇，吴宇杰，徐明伟等.浅析高分子材料成型加工技术的进展[J].南方农机，2017，48（3）：118. 

材料加工技术篇3

关键词：纤维增强复合材料;加工技术;性能;注意问题

伴随着科学技术的发展，我国对复合材料的使用量呈现逐年增长的态势，在这些复合材料当中，纤维增强复合材料便是较为常见的一种复合材料，它拥有抗磨损能力强、密度较低等诸多优点，因此在我国，纤维增强复合材料正在被广泛运用。但是需要关注的是，这些材料在机械化生产加工的过程中，有着很高的技术含量，因此如何针对机械化加工过程当中的细节进行处理，是该行业相关从业人员必须要思考的一个重要问题。这个问题的解决质量也会关系到纤维复合增强材料在我国今后的推广和普及效果。

一、纤维复合增强材料的特征分析

简单地说，纤维增强复合材料拥有质量轻、强度大的特征，而上述两个特征正是中国材料行业未来重要的指导方向，所以针对增强复合材料的研究有着极为深远的意义。拿我国最为常用的增强复合材料芳纶纤维材料进行分析，其拉伸强度可以达到2701兆帕，拉伸模量可以达到84.4/GPa、延伸率达到了3.2%，密度仅为1.44克每立方厘米。在针对增强复合材料进行机械加工的过程当中，一旦没有进行正确的操作，常常就会出现余热较大、材料在开展切割的过程当中温度过大、切割作业的过程中对刀具产生极大损耗和材料在进行切割过程当中发生分层现象等诸多问题。因此增强复合材料的机械加工对于操作技术和锁使用的机械设备上都有着很高的要求，在开展增强复合材料切割的过程当中，温度不能够太高，因为纤维增强复合材料与基体材料在受热之后，所发生的膨胀幅度是存在差异的。在材料加工的过程中，若温度太高，就会在材料制作和切割的过程出产生大量的预热，导致纤维增强复合材料出现分层现象。出现这种现象之后，材料自身的强度和性能都会严重下降。

二、不同类型纤维增强复合材料机械加工中的技术要点

1.玻璃纤维增强复合材料的机械加工技术要点。实验研究表明，玻璃纤维增强复合材料在使用的过程中能够显示出较好的抗高温性和腐蚀耐受性，尽管玻璃纤维增强复合材料的硬度较大，并且容易发生脆裂现象，但是它却拥有极佳的透明度，所以在中国地区，玻璃纤维增强复合材料有着较广的运用。在针对这一材料进行机械加工的过程中，需要注意下列技术要点。在对玻璃纤维增强复合材料进行切削的过程当中，技术人员必须要使用金刚石材质的刀具或者氮化硼刀具，因为采用这些材料的刀具之后，不但能够显著提升玻璃纤维增强复合材料切割效率，而且还能够对材料的整体切割质量做出有效的保障。反观在对玻璃纤维增强复合材料的机械生产当中，如果使用高速钢刀刀具进行切割，不仅切割质量无法得到有效的保障，同时还会对刀具产生极为严重的磨损现象，在增加生产企业的成本投入的同时，产品质量还无法得到有效的保障。

2.热塑性树脂基复合材料的机械加工技术要点。所谓热塑性树脂基复合材料即为把热塑性树脂作为基体纤维的纤维增强复合材料。在针对该种材料进行机械加工的过程当中，对于温度有着很高的要求，在我国对这种材料进行机械加工的过程当中，往往会使用到冷却剂来降低加工过程中的环境温度。因为该种材料在机械加工的过程中，若出现温度较高的状况，其硬度便会大幅度降低，严重时可能还会出现材料被烧焦的情况。而在针对该材料进行切割作业的过程当中，必须要在切割道具上预留足够的排屑槽。同时需要选择使用高速刀具来完成热塑性树脂基复合材料的切割作业，而且所选择的道具需要较为锋利，目前国内在针对该材料进行机械加工的过程当中，使用刀具材料最为常见的是碳化钨道具与金刚石道具。伴随着中国科学技术的不断进步，还有部分特殊材质的刀具也在针对热塑性树脂基复合材料进行切割作业当中进行使用。在开展切割作业的过程当中，技术人员需要将车刀磨出对应的倾斜角，这样可以显著提升对热塑性树脂基复合材料的切割效果。若需要针对热塑性树脂基复合材料进行钻孔作业，麻花钻头往往是最佳的选择，因为麻花钻头不容易使其产生分层现象。

3.金属基复合材料的机械加工技术要点。金属基复合材料就是使用金属或者金属合金作为载体，再在这种材料当中掺入纤维材料由此而构成的一种复合材料。同其他类型的纤维增强复合材料进行对比，金属基复合材料拥有极强的抗切割能力，并且该材料还拥有很强的抗疲劳能力，同时还是电和热的良导体。除此之外金属基复合材料材料对于环境所造成的污染相对较低，所以在中国，该种纤维增强复合材料正在被广泛开发和运用。针对这一材料的机械加工，对于刀具来讲，要求是很高的，当下针对金属基复合材料的切削作业，最常使用的是金刚石刀具，并且根据金属或者合金材料的不同，对于该材料进行切割作业的速度和在进行切割过程中的温度也有着不一样的要求。

三、纤维增强复合材料在进行机械加工的过程中需要关注的问题

综合上文内容，不难发现，在进行纤维增强复合材料机械加工的过程当中，由于材料种类的不同，其加工方式存在有很大的差异性。因此在对于此类材料进行机械加工的过程中，相关技术人员一定要注重对加工技术的不断改良，转变自身一次加工完成的固有观念，使用多次加工的办法来对加工技术进行优化调整，这样方能让纤维增强复合材料的机械加工质量得到大幅度提升。另外，技术人员需要逐渐提升针对纤维增强复合材料的切割速度，因为针对这一类型材料的机械加工质量，往往同切割速度之间存在着极为密切的关联性，随着切割速度的提升，能够显著减低在切割作业过程当中材料的供给量，由此降低在机械加工过程当中对切割力的使用，让纤维增强复合材料的表面质量得到明显的提升。若在进行切割作业的过程当中，对速度进行合理的控制，还能够明显降低在切割作业当中，材料出现分层现象的可能性，提升加工效率。最后，刀具的质量是决定纤维增强复合材料机械加工质量的关键，在原来的机械加工过程当中，常常会发生因为刀具质量不合格而使得机械加工质量受到影响的状况，高速运转的钢制钻头在玻璃纤维增强复合材料的机械加工过程当中往往只可以钻4-5个孔，这在很大程度上增加了材料的加工成本，并降低的加工效率。但是在进行技术改革之后，采用硬度更高的合金钻头能够钻取更多的钻孔（平均数量超过100个）。一些先进发达国家所研制的钻石材质钻头，不但能对钻孔的整体质量进行保障，并且在钻孔的使用寿命上，也得到了巨大的提升。

四、结语

纤维增强复合材料因为其优越的特性，在我国各行各业当中，都得到了较为广泛的使用，但是这些性能材料进行推广普及的过程中，技术难度较高的机械加工成为了阻碍这些材料在我国使用的重要问题。基于此种现状，本文提出了一些较为常见的纤维增强复合材料的加工技术和刀具选择技术重点，希望能够为我国纤维增强复合材料的推广和普及做出自己应有的贡献。

作者:王帅强 单位:西京学院万钧书院

参考文献：

[1]李志强,樊锐,陈五一等.纤维增强复合材料的机械加工技术[J].航空制造技术,2003,12:34-37.

[2]李树侠.国外纤维增强复合材料的切削加工技术[J].飞航导弹,2010,06:91-94.

[3]于长有.纤维增强复合材料的机械加工技术研究[J].科技与创新,2015,24:149+151.

[4]冯懿娜,谷岩.纤维增强复合材料的机械加工技术[J].自动化应用,2015,08:36-37.

材料加工技术篇4

    关键词:高分子材料 成型加工 技术

    近年来,某些特殊领域如航空工业、国防尖端工业等领域的发展对聚合物材料的性能提出了更高的要求,如高强度、高模量、轻质等,各种特定要求的高强度聚合物的开发研制越来越显迫切。

    一、高分子材料成型加工技术发展概况

    近50年来,高分子合成工业取得了很大的进展。例如,造粒用挤出机的结构有了很大的改进,产量有了极大的提高。20世纪60年代主要采用单螺杆挤出机造粒,产量约为3t/h;70年代至80年代中期,采用连续混炼机+单螺杆挤出机造粒,产量约为10t/h;80年代中期以来。采用双螺杆挤出机+齿轮泵造粒,产量可以达到40-45t/h,今后的发展方向是产量可高达60t/h。在l950年,全世界塑料的年产量为200万t。20世纪90年代。塑料产量的年均增长率为5.8%,2000年增加至1.8亿t至2010年,全世界塑料产量将达3亿t,此外。合成工业的新近避震使得易于璃确控制树脂的分子结构,加速采用大规模进行低成本的生产。随着汽车工业的发展,节能、高速、美观、环保、乘坐舒适及安全可靠等要求对汽车越来越重要.汽车规模的不断扩大和性能的提高带动了零部件及相关材料工业的发展。为降低整车成本及其自身增加汽车的有效载荷,提高塑料类材料在汽车中的使用量便成为关键。

    据悉,目前汽车上100kg的塑料件可取代原先需要100-300kg的传统汽车材料(如钢铁等)。因此,汽车中越来越多的金属件由塑料件代替。此外,汽车中约90%的零部件均需依靠模具成型,例如制造一款普通轿车就需要制造1200多套模具,在美国、日本等汽车制造业发达的国家,模具产业超过50%的产品是汽车用模具。目前,高分子材料加工的主要目标是高生产率、高性能、低成本和快捷交货。制品方面向小尺寸、薄壁、轻质方向发展;成型加工方面,从大规模向较短研发周期的多品种转变,并向低能耗、全回收、零排放等方向发展。

    二、现今高分子材料成型加工技术的创新研究

    (一)聚合物动态反应加工技术及设备

    聚合物反应加工技术是以现双螺杆挤出机为基础发展起来的。国外的Berstart公司已开发出作为连续反应和混炼的十螺杆挤出机,可以解决其它挤出机(包括双螺杆和四螺杆挤出机)作为反应器所存在的问题。国内反应成型加工技术的研究开发还处于起步阶段,但我国的经济发展强烈要求聚合物反应成型加工技术要有大的发展。指交换法聚碳酸酯(PC)连续化生产和尼龙生产中的比较关键的技术是缩聚反应器的反应挤出设备,我国每年还有数以千万吨计的改性聚合物及其合金材料的生产。关键技术也是反应挤出技术及设备。

    目前国内外使用的反应加工设备从原理上看都是传统混合、混炼设备的改造产品,都存在传热、传质过程、混炼过程、化学反应过程难以控制、反应产物分子量及其分布不可控等问题.另外设备投资费用大、能耗高、噪音大、密封困难等也都是传统反应加工设备的缺陷。聚合物动态反应加工技术及设备与传统技术无论是在反应加工原理还是设备的结构上都完全不同,该技术是将电磁场引起的机械振动场引入聚合物反应挤出全过程,达到控制化学反应过程、反应生成物的凝聚态结构和反应制品的物理化学性能的目的。该技术首先从理论上突破了控制聚合物单体或预聚物混合混炼过程及停留时间分布不可控制的难点,解决了振动力场作用下聚合物反应加工过程中的质量、动量及能量传递及平衡问题,同时从技术上解决了设备结构集成化问题。新设备具有体积重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、适应性好、可靠性高等优点,这些优点是传统技术与设备无法比拟或是根本没有的。该项新技术使我国聚合物反应加工技术直接切人世界技术前沿,并在该领域处于技术领先地位。

    (二)以动态反应加工设备为基础的新材料制备新技术

    1.信息存储光盘盘基直接合成反应成型技术。此技术克服传统方式的中间环节多、周期长、能耗大、储运过程易受污染、成型前处理复杂等问题,将光盘级PC树脂生产、中间储运和光盘盘基成型三个过程整合为一体,结合动态连续反应成型技术,研究酯交换连续化生产技术,研制开发精密光盘注射成型装备,达到节能降耗、有效控制产品质量的目的。

    2.聚合物/无机物复合材料物理场强化制备新技术。此技术在强振动剪切力场作用下对无机粒子表面特性及其功能设计(粒子设计),在设计好的连续加工环境和不加或少加其它化学改性剂的情况下,利用聚合物使无机粒子进行原位表面改性、原位包覆、强制分散,实现连续化制备聚合物/无机物复合材料。

    3.热塑性弹性体动态全硫化制备技术。此技术将振动力场引入混炼挤出全过程,控制硫化反直进程,实现混炼过程中橡胶相动态全硫化.解决共混加工过程共混物相态反转问题。研制开发出拥有自主知识产权的热塑性弹性体动态硫化技术与设备,提高我国TPV技术水平。

    三、高分子材料成型加工技术的发展趋势

    近年来,各个新型成型装备国家工程研究中心在出色完成了部级火炬计划预备项目和国家“八五”、“九五”重点科技计划(攻关)等项目同时,非常注重科技成果转化与产业化,完成产业化工程配套项目20多项,创办了广州华新科机械有限公司和北京华新科塑料机械有限公司,使其有自主知识产权的新技术与装备在国内外推广应用。塑料电磁动态塑化挤出设备已形成了7个规格系列,近两年在国内20多个省、市、自治区推广应用近800台(套)。销售额超过1.5亿元,还有部分新设备销往荷兰、泰国、孟加拉等国家.产生了良好的经济效益和社会效益。例如PE电磁动态发泡片材生产线2000年和2001年仅在广东即为国家节约外汇近1600万美元,每条生产线一年可为制品厂节约21万k的电费。塑料电磁动态注塑机已开发完善5个规格系列,投入批量生产并推向市场;塑料电磁动态混炼挤出机的中试及产业化工作已完成,目前开发完善的4个规格正在生产试用。并逐步推向市场目前新设备的市场需求情况很好,聚合物新型成型装备国家工程研究中心正在对广州华新科机械有限公司进行重组。将技术与资本结合,引入新的管理、市场等机制,争取在两三年内实现新设备年销售额超亿。我国已加入WTO,各个行业都将面临严峻挑战。

    综上所述,我国必须走具有中国特色的发展高分子材料成型加工技技术与装备的道路,打破国外的技术封锁,实现由跟踪向跨越的转变;把握技术前沿,培育自主知识产权。促进科学研究与产业界的结合,加快成果转化为生产力的进程,加快我国高分子材料成型加工高新技术及其产业的发展是必由之路。

    参考文献:

    [1]Chris Rauwendaal,Polymer Extrusion,Carl Hanser Verlag,Munich/FkG,l999.

    [2]瞿金平,聚合物动态塑化成型加工理论与技术[M].北京:科学出版社,2005 427435.

材料加工技术篇5

【关键词】加筋；土工合成材料；加筋土挡墙；加筋土坡；加筋土垫层

1、概述

土工合成材料是一种新型的岩土工程材料，是岩土工程应用合成材料产品的总称。土体的抗拉强度为零，使用加筋技术就是在土体中的拉伸变形区按一定方向铺设筋材，这些较高拉伸模量和抗拉强度的筋材就构成一种复合材料，从而以增强土体的强度和稳定性。近些年来，土工合成材料加筋技术已广泛应用于水利、公路、铁路、港口、建筑等部门的岩土工程中。

2、加筋技术机理

（1）扩散应力，加筋垫层的刚度较大，有利于上部荷载扩散并较均匀地传递到地基土层上；

（2）调整不均匀沉降，加筋垫层加大了压缩层范围内地基的整体刚度，便于调整地基变形；

（3）增大地基稳定性，加筋垫层的约束，限制了地基土的剪切、侧向挤出及隆起。

3、土工合成材料加筋技术的工程应用

3.1 土工合成材料加筋技术在公路工程中的应用

作为试验工程，我国某高速公路k81+80～k81+180路段，采用了粉喷桩结合CE131土工格网进行软土地基加固，结果证实明显减少了路基的沉降量。后来工程施工中，采用水泥粉喷桩处治某高速公路 k127+305～k127+650 路段的饱和软粘土地基，在桩顶铺设一层砂砾垫层和一层土工布，再铺设两层土工格网，土工合成材料（土工布、土工格网）层间填土。我国较早使用桩承土工合成材料加筋垫层法的工程实例是南—昆线永丰营车站的软土地基加固，当年初原站场路基竣工后不久，就发现线路左侧水田隆起，路基多处变形严重并下陷开裂，多处浆砌片石护脚墙损坏。经勘探后查明，地基硬壳层下分布多层淤泥质粘土及层间硬粘土层，其下更有一个较厚淤泥质粘土层，地基变形正是由于此两层淤泥质粘土含水量大、各项物理力学指标极低导致。为确保铺架工期及考虑地层的复杂性和特殊性，决定采取三项加固措施：（1）线路向右侧移动30 m；（2）采用粉喷桩加固软土地基，减少桩的数量和深度；（3）为增加路基早期稳定性，加快填土速度，可以增设2～3层CE131型土工格网于软土区的路堤下部。对该段公路从填土开始到通车后的两个阶段进行了总共为时38个月的观测，观测结果表明，沉降和位移值都在设计范围之内，而且在填土达到设计标高10个月后不再有较大的发展，说明路基已趋向稳定。全站路基填土只用了4个月，为全线铺轨赢得了工期。这些工程实例都表明，应用土工合成材料加筋技术可处理复杂地基，缩短工期，经济效益高。

3.2土工合成材料加筋垫层作地基处理

本例为一座直径15m的钢筋砼圆筒仓，仓的基础为埋深-3.5m、直径20m的钢筋砼整体筏板。根据地质勘探资料，第2层粉质粘土层为持力层，fk= 230kPa，地下水位约在地下2m左右。根据设计提供资料，0.00m以上结构向基础传下总荷载90000kN，基底压力P = 357kPa。而该持力层地基承载力设计值为f，经计算为309kPa。由于P>f，说明选用-3.50m处作持力层的天然地基方案不能满足要求。该工程的处理方法则是，必须改用桩基等深基础方案， 或进行地基处理。经分析研究，决定采用土工合成材料加筋复合碎石垫层进行地基处理的方案。设计选用厚度为2.00m的加筋复合碎石垫层，施工过程中，每碾压0.50m的碎石垫层铺设1层土工筋带，共铺三次。

本工程加筋复合碎石垫层的主要施工工艺有：碎石垫层铺压和土工筋带布设。

3.2.1 碎石垫层施工

首先确定材料要求及最佳配比，图纸设计提供材质及配比参考： 2～5cm耐风化的硬质砂岩、灰岩等碎石，可掺入30%中粗砂，砂石含泥量不大于5%以保证碾压密实。

施工要点：（1） 清理干净基底表面浮土、淤泥、杂物，并做好排水措施。（2）将计量好的各组分材料搅拌均匀后，运入坑中，并逐层铺设碾压。每次铺厚度不应小于300mm，按标高进行摊平，每500mm层分两次施工。选用12t振动压路机进行碾压，先振动碾压1遍，然后再往返压实5遍。要求不得漏压，碾压轮迹前后次至少要重合一半，直至碾压到两次的沉落差小于1mm才停止该阶段的施工。（3）圆柱边缘部分碾压的密实性在施工中是很重要的一个环节，而碎石垫层设计上为圆柱体，从受力角度看是无须满坑充填，加之土方开挖时会造成边坡放坡，故要注意在边缘部分用袋装碎石围堵，装袋时不要太满；而且在压实前用粘性及含水率较好的土进行回填夯实，与碎石垫层同标高。

碎石垫层压实度的检验分析。采用大密度法检验垫层的压实度。根据要求，最大干密度应该大于20.5～21kN/m3，压实系数应不小于95%， 即试验干密度要达到19.5kN/m3以上。本工程面积为452m2，根据要求，检验点数多于1个/100m2，每500mm层厚需要检验5点。通过20点检验数据来看，以上的材料配合比和施工方法是完全可以满足的，许多抽样点干密度在22kN/m3左右，超过设计要求。经分析对比，影响干密度数据的因素有：各组分的级配， 干密度偏低一般是有细骨料含量大于试配的最佳级配含量造成的；含水量， 碾压法中良好的含水率，是自然状态下骨料含水量在8%左右。碾压时，干密度偏低可能是碎石含水率过大导致的。

3.2.2土工筋带的施工

（1）材料要求。本工程土工筋带选用产自重庆永固工程拉筋带厂的高分子塑料钢塑筋复合拉筋带， 筋带规格为宽×厚=50mm×2.5mm ，内含单排32根细钢丝，标准其拉强度与断裂延伸率分别达到120MPa和1.7%以上，筋带分散层布置，呈间距250mm×250mm的方格状。为了均匀扩散应力，注意每层铺设方向相对于下一层方向旋转60度。

（2）施工工艺。必须保证基层干净、平整才能进行筋带铺设布置，可用砂找平表面凸凹不平的部分，并撒上灰线以确定铺设位置；铺设时保持筋带平整的自一端向另一端进行，松紧适度，防止褶皱、卷曲，按设计要求将端部用袋装碎石压好，卷回钉好土工筋带并压袋，卷回长度不小于1.5m，钉子不少于3 根，在纵横交叉点每间距500mm钉钉固定，筋带在中间的搭接长度不小于1m，并用3根钉连接；然后铺20mm厚砂保护筋带， 以防止碎石对筋带造成顶破、穿剌、擦伤等；而且，为了防止筋带暴露暴晒，应该尽快施工上层碎石垫层，。

4、结语

土工合成材料加筋技术引入我国才接近30年的时间，但发展迅速，已经广泛的应用于很多部门多个方向， 在实际施工中，如在青藏铁路工程、长江防波堤、重庆加筋岸壁、京沪铁路客运专线等工程的兴建中已广泛应用加筋技术，并取得很大经济效益和社会效益。当前土工合成材料无论从品种还是质量上都有了很大的丰富和提高，这都离不开对该技术的深入研究和实际应用的总结，近年来的土工合成材料应用技术规范的国家标准和行业标准就是在大量总结研究的基础上颁布的，而这些标准的颁布也标志着此项技术走向成熟，可以获得进一步的推广。但是，由于起步时间较晚，加之应用领域广， 国内应用加筋技术的现实情况仍然是理论落后于实践。目前还存在一些亟需解决的问题：材料控制仪器和测试方法还未统一；对土工合成材料与土相互作用的机理不能说完全清楚；设计方法有的还不够完善；试验和观测还有些技术困难等。这些问题还有待继续深入研究和交流合作， 来充实、完善、提高土工合成材料加筋技术。

参考文献：

[1]姜晔.土工格栅在码头陆域软基处理中的应用[DB?OL].中国土木土工合成材料交易网—应用文库，2012，3.

[2]刘汉龙，吴维军.土工织物加固堤防非线性有限元分析[J].岩土工程学报，2003，24（1）：79282.

材料加工技术篇6

关键词：碳纤维增强复合材料 机械加工技术 铣削加工技术 非传统钻孔技术 研究

中图分类号：TB332 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）05（a）-0071-02

在现阶段我国的社会生产生活里，对于纤维增强复合材料的加工需求不断变得更高、更个性化，其被投入使用的范围也在不断普及，想要得到更好的加工成果，技术的完善和更新是当前的必要条件。

1 碳纤维增强复合材料的机械加工技术发展背景

碳纤维增强复合材料是一类结构复杂又难以加工的材料，因为其本身的不均匀性与结合强度过小等特性，碳纤维增强复合材料在进行具体加工的时候常会产生各种不足。而且，在对碳纤维增强复合材料进行加工的时候，产生的摩擦力极易将刀具磨损或磨钝，进而在被磨损的刀具作用下增加材料的加工缺陷，从而为相关工厂和企业造成很多麻烦。现阶段，中国相关加工技术才刚刚开始投入使用，所以，在日常的运作中要不断地对技术进行完善，进而减小和消除加工缺陷[1]。

2 碳纤维增强复合材料的铣削加工技术

（1）铣削加工试验。碳纤维增强复合材料经过铣削加工技术后，其效果会对产品的耐腐蚀性和抗磨性等造成直接影响，除此之外还在一定程度上受所要投入生产过程中所用的刀具、各种参数等作用影响。

（2）从所用刀具和各种参数的数据方面来说，被加工材料的质量会随着相关条件的变化而发生规律性变化，加工后的成品材料体表光滑程度受具体参数影响，具体规律表现为：进行切削的速率越快，加工材料的缺陷越小，进行切削的力度越大，加工材料的缺陷也随之变小。对硬度较高的合金类刀具进行操作时，切削速度切记不可以太高，速度过高极易导致刀具与材料的接触面温度急速升高，进而对刀具造成磨损，可以将切削的具体速度设置为40～80 m/min，每一个齿轮的进给量设置在0.04 mm/z（齿）最为合适。同时，怎样对合适的加工刀具进行有效的选取也相当重要，对于刀具的选取需要以技术人员的反复试验为基础，根据加工环境不同而从不同角度考虑其条件。一般对碳纤维增强复合材料进行削切技术都会采用干切削的方法，在这一过程中，会产生极高的热量，进而对刀具产生严重的磨损现象。部分技术人员选用在气冷的环境下进行相关实验，并且发现，这样能够很大程度上减轻对刀具的损坏，并且所加工材料的加工质量也有所提升。

（3）从碳纤维切削角度方面来讲，这一角度对于材料切削的效果也存在着重要的影响。经过技术人员的反复试验得出，角度一旦超过45°，材料的削切效果不好，而角度正好在45°的r候，材料的加工效果最为美观，当夹角的角度在直角与平角之间变换的时候，材料一般都会产生一些毛刺类的瑕疵。所以，在进行具体加工过程中，一定要注意选用角度，在最优的角度下进行切削，以保证产品的加工质量。

（4）铣削刀具的选用。由于对碳纤维增强复合材料进行切削的过程中会产生极高的热量，对刀具会造成相应的磨损，进而无法进行有效、全面的切削。所以，在对其进行加工的过程中，所选用的加工刀具要在具备高耐磨、高硬度和低磨损的基础上，保证刀具切点的高锋利度，以使对加工材料进行快速无误的切削工作过程中，有效地避免或减轻毛刺等相关瑕疵的产生。现阶段，各企业对于碳纤维增强复合型材料的铣削刀具一般都是硬度较高的合金类刀具，其表面大多被添加低压化学气相沉积的金刚石元素、立方氮化硼元素以及聚晶金刚石等元素。经技术人员大量研究后，研发了针对碳纤维增强复合材料切削工作的使用刀具，被叫做左右交错多齿铣刀，这种刀具本身被设计具有合适的宽度以及厚度，有效地减轻毛刺、撕裂等瑕疵的形成，被当前广大技术人员认为是性能最高的切削刀具[2]。

（5）铣削力。一个科学、准确的铣削专用模型能够对相关铣削力进行全面的预测，进而获得精准的相关参数，进一步对碳纤维增强复合材料的加工质量进行全方位的提高。技术人员以如何全面提高相关材料的加工质量而运用不同方法进行了试验。

第一，反复建立模型法。这种方法的意思就是依据以往的研究经验，并在此基础上反复进行试验，再建立相应模型。这种方法本身具有一定程度的实用意义，可是前提是需要相关技术人员进行反复、大量的针对性试验，然而如果加工条件在中途发生任何变化，那么之前试验获得的计算公式就无法再使用，并且还要重新建立试验。针对这一问题，有专家利用多元线性回归的方法，研究出关于CFRP高速铣铣削力所对应的具体经验计算公式，而且利用方差进行了反复的检验，最后结果表明铣削力的经验公式具有较高的可靠性和科学性。基于对公式准确性的疑问，部分学者共同进行了大量球头刀铣削C/C复合材料的具体试验，而且针对试验所得数据信息建立了较大切深和较小切深环境内的铣削力经验公式，最后确定公式误差约在10%以内。

第二，解析法。这种方法的操作原理是将进行铣削加工操作的过程中所发现的物理机理进行了记录，并依据记录建立模型，进而对相对应的铣削力进行预测和分析，可是由于在这一过程中要不断进行假设，无法对最后的精准度进行有效的把握。

第三，有限元法。这种方法使通过利用网络信息技术，对材料加工过程中的各个环节进行虚拟化的模拟实验，这样就在很大意义上对试验所需耗费的各种材料进行有效的节约。相关专家利用有限元法构建了碳纤维增强复合材料的正交切削对应的模型，并针对其材料的各种性能，提出了其在平面应变的环境下，均质各向异性的具有弹性材料的结构细化模型，同时还建立了适用于切削过程中的接触类模型，最后通过反复、大量的试验，所得数据验证了该模型的准确性。现阶段我国技术人员刚开始进行针对碳纤维增强复合材料的有限元法的研究分析，相关数据以及报道都很少，所以，由于各方面研究还不太成熟，有限元法的仿真技术想要实现与具体加工工作，还对如何建立精准的模型和切削分离准则等很多方面进行反复和大量的试验以及研究。

3 碳纤维增强复合材料的机械钻孔技术

（1）超声振动钻孔技术。这种技术是将机械加工术与超声波加工术有效融合后而生成的技术，它是以传统的切削机床的运作原理为基础，并在加工切削刀具面上进行超声振动，从而完成其辅助。利用这种技术，可以有效地减小刀具表面的摩擦受损程度，进而使加工成果减轻毛刺和撕裂等瑕疵的产生，除此之外利用这种方法，还可以有效地延长刀具的使用时效，并在气冷的环境下进行具体操作，效果更佳。利用超声的辅助削切作用不仅对加工结果的质量进行提高，还在很大程度上控制了对刀具的损伤。因为超声振动钻孔技术与传统的持续削切方式不同，这种技术是通过断续性的切削同时，不断进行排屑工作，这就可以减轻温度过热的现象，减小对道具的以及材料的损耗，从而减小工作成本和提高加工水平[3]。

（2）螺旋铣孔技术。这种技术属于新兴的技术，其原理是在刀具运转的过程中围绕铣孔的中轴线旋转并不断靠近轴线而产生的螺旋形轨道。这种技术在降低热量、排屑和散热等很多方面上具有一定的优势，而且可以运用同一把刀具通过调节，实现不同条件和材料规格的加工要求，有效地降低了运作成本，可是目前这种技术还在刚刚开始研发的阶段，具体的应用条件还不成熟。最近不断有相关技术人员参与到螺旋铣孔技术的研发工作中，通^反复试验所得经验，构建了规范且比例精准的预测模型，使这种技术实际应用中有效地提升了对碳纤维增强复合型材料的加工质量。这种螺旋铣孔技术在相对较大的直径条件下制孔，其本身具备很高的技术优势，可以在轻易地减轻轴心力的同时，降低摩擦，减轻刀具损伤，并对材料的加工质量进行全面提升。可是这种技术目前对于较小单位直径条件下的孔进行加工还存在一定的难度，需要相关技术人员的持续探究。

4 结语

由此可见，现阶段在我国的社会生产生活里，对于纤维增强复合材料的加工需求不断变得更高、更个性化，其被投入使用的范围也在不断普及，想要得到更好的加工成果，技术的完善和更新是当前的必要条件。所以，还需要相关技术人员的不懈努力，加大实验与研究力度，使先进技术有效地发挥其功能，最终获得完美的加工产品。

参考文献

[1] 单晨伟，吕晓波.碳纤维增强复合材料铣削和钻孔技术研究进展[J].航空制造技术，2016（15）：34-41.

材料加工技术篇7

关键词 ：绿色高效冷却，润滑技术，乳化液，水蒸汽

New green and efficient cooling lubrication technology

in cutting difficult to machine materials

Hou Jianglan

（Xinjiang Tianye Chemical Group to build three office ,XinjiangShihezi, 832000）

Abstract: the green cutting technology is an important part of the implementation of green manufacturingtechnology in mechanical manufacturing enterprise, has become a kind of advanced manufacturing technologyin twenty-first Century. High speed, ultra dry cutting speed is the ultimate goal of green cutting pursuit, but it isin a fairly long period of time has not been implemented. Therefore, at this stage the main task is to study how tomake the cutting fluid used in the non pollution or less pollution. The main research includes 2 aspects: one is thedevelopment of harmless additives, two is to study the cooling lubricant less or non pollution, research on the greencutting technology.

Key words: green and efficient cooling, lubrication, emulsion, water vapor

1 概述

众所周知，在切削加工过程中，为了减小切削力（功率）和刀具磨损，进步刀具使用寿命、加工表面质量和生产效率，大多企业都会使用冷却润滑剂。液体冷却润滑剂通常称为切削液或冷却润滑液，切削液一般分为水基和油基两大类，水基包括水及其溶液，油基包括植物油、动物油和矿物油及其混合油。为了进步切削液的冷却润滑性能，特别在切削难加工材料时，往往还需加进极压添加剂，如S、Cl和P等。乳化液中的防锈添加剂（如亚硝酸钠）多为有毒、有害物质，甚至致癌。油基切削液在切削高温的作用下会产生大量烟雾，二者中添加的S、Cl和P虽能增强渗透性，与表面天生化学吸附膜或物理吸附膜，减小摩擦，但它们具有强烈的刺激性气味，对人体健康危害很大，同时要处理废液又会增加很多本钱。据统计，废液的处理用度约占总制造本钱的20%。

由此可见，使用切削液有着很大的负面效应：一是对人体健康造成极大危害，二是对环境造成严重污染。随着科学技术的发展，人们对环境污染的熟悉越来越深刻，加之环保法规日趋严格，迫切要求机械制造企业必须重视机械加工过程中的环境污染题目，因此提出了绿色切削的概念，即不污染环境且不危害健康的切削。

高速、超高速的干式切削是绿色切削追求的终极目标，但它在相当长的时期内还不能广泛实施。因此现阶段的主要任务就是要研究如何使所用切削液不对环境造成污染或少污染。主要研究有2方面：一是研制无害添加剂，二是研究少或无污染的冷却润滑剂（包括气体和液体的），研究绿色切削技术。

绿色切削技术是机械制造企业实施绿色制造技术的重要组成部分，已成为21世纪的一种先进制造技术。

2 绿色切削技术的研究现状

为了实现切削冷却润滑技术的少或无污染，各国学者做了大量的试验研究工作，开发出很多切削冷却润滑技术，如最小量（微量）润滑（MinimalQuantity Lubrication，MQL）技术、雾化冷却润滑技术、液体射流冷却润滑技术、低温冷风冷却技术、液氮冷却干式切削技术及干式静电冷却技术等。

（1）最小量（微量）润滑技术。

此法是西欧国家的一些专家提出的介于干式与湿式切削之间的一种润滑技术。此技术是将压缩空气与少量润滑油混合汽化后，再喷射到加工部位，从而使刀-屑接触区得到冷却和润滑。此技术可大大减少刀-屑及刀-加工表面间的摩擦，起到降低切削温度、减小刀具磨损、进步加工效率和加工表面质量的作用。如一台加工中心在传统湿式切削中需要切削液20～100L/min，MQL技术则只需（15～30）× 10-4L/min，约为湿式切削的1/3000～1/40000。但这项技术目前仍存在2方面题目不易解决：一是最小量如何确定，二是冷却润滑油仍有污染。因此MQL技术并非干式纯绿色，故称为准绿色切削技术。在此基础上，MQL技术又发展为低温雾化润滑切削技术，即把压缩空气降至零下几十度，再与润滑油混合汽化，效果比一般压缩空气要好，但仍有少许污染。

（2）雾化冷却润滑技术。

此法是将切削液雾化后喷射到切削区的冷却润滑技术，这项技术固然有较好的效果，但是污染较为严重，工作区必须封闭，不便推广和采用。

（3）液体射流冷却润滑技术。

此法是将切削液用高压射流喷射到切削区，与浇注法相比，此项技术可进步刀具使用寿命，但污染也较为严重。

（4）低温冷风冷却技术。

此法必须有低温冷风冷却系统，包括压缩空气源、空气除湿器、空气冷却器、尽热管、风嘴、吸尘管和集尘器等组成。为使其有防锈和润滑作用，还必须喷进少量植物油，此项技术也有污染且系统复杂，不便推广和采用。

（5）液氮冷却干式切削技术。

此法是采用液氮使切削在低温冷却状态下进行。常有2种方式：一是靠液氮的自身瓶装压力喷到切削区；二是靠液氮受热蒸发循环间接冷却刀具，这是一种低温干式切削方法。液氮是制氧过程的副产品，价格便宜、可循环使用且无污染，但储存设备本钱较高，使用起来不方便。另外，在液氮的低温条件下切削的表面化学活性极强，暴露于空气中会很快生锈。（6）干式静电冷却切削技术。

干式静电冷却切削技术是前苏联在20世纪80年明的干式切削技术，其基本原理是将压缩空气离子化、臭氧化（消耗功率不超过25W），然后经过喷嘴送至切削区，在切削点四周形成特殊的气体氛围。这种气体氛围不仅降低了切削区温度，更重要的是能在刀具与切屑、刀具与工件接触面上形成具有润滑作用的氧化薄膜，并使被加工表面呈压应力状态，从而增加零件的使用寿命。俄罗斯罗士技术公司曾对此做过大量试验，发现在多数情况下，采用干式静电冷却技术时刀具的使用寿命与湿式切削相当或超过，切削力有所减小，特别是加工后的零件不必再经二次清洗，除减少污染外，也大大降低了废液处理的用度。据介绍，目前在俄罗斯的国防和汽车企业中，大约已有5000台机床使用此项技术。

3　新型绿色切削冷却润滑技术

3.1 水蒸气作切削冷却润滑剂

一般情况下，人们总是考虑用低温液体或气体做切削冷却润滑剂，而前苏联学者波德戈尔柯夫?B?B却逆向思维，于1988年提出用高温水蒸气来冷却润滑切削区这一大胆的想法，并获得了专利。1998年戈德列夫斯基?V?A和马尔柯夫?B?B的切削试验证实：T15K6（YT15）硬质合金刀具车削45钢、不锈钢及灰铸铁时，刀具的使用寿命进步了1～1.5倍，断续切削的铣削效果更好，可进步1～3倍。所用加热装置的功率为500～700W，得到的饱和蒸气喷嘴处的温度为100℃，到达切削区（冷却间隔20mm）时的蒸气温度为85℃。本课题组从2002年开始此项研究，现已从存贮式原理性试验装置阶段（加热功率为3500W），经过随发式小功率供气系统阶段（加热功率为1200W，温度压力可自控），到装置小功率、小型化阶段（加热功率为800W，温度压力可控制，喷嘴出口温度为125℃），直至产业应用系统阶段（单机用，多机用——存贮式+涡流二次加热）。小型供气系统如图1所示。

用Y T 1 5 （ P 1 0 ） 切削4 5 钢（ 正火） ， 用Y G 6（K15）切削奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti、钛合金TC4及Ni基高温合金GH4169，用水蒸气作冷却润滑剂与干切、乳化液的切削试验进行了对比，结果如表1～4所示。

切削1Cr18Ni9Ti时，水蒸气作切削冷却润滑剂比干切的切削速度进步了11%，比乳化液的进步了5%；切削TC4时，比干切的切削速度进步了15%，比乳化液的进步了10%；切削GH4169时，比干切的切削速度进步了8.3%，比乳化液的进步了3.2%。

相关报道以为，切削冷却润滑剂的冷却润滑作用只发挥了很少一部分。切削时刀-屑接触区的摩擦润滑原理为毛细管渗透理论，即刀-屑接触区的冷却润滑是靠冷却润滑剂的毛细管现象起作用的。相关的毛细管模型有T.A.Willms的长方体模型和Godlevski.V.A的圆柱体模型。关于冷却润滑剂渗透刀-屑接触区的过程，他们以为液态冷却润滑剂渗透毛细管分为3个阶段，一是常温液体渗透，二是常温液体在毛细管中切削温度（几百度）的作用下，发生体积膨胀，压力升高，微滴蒸发“爆炸”，从而进进第三阶段——气相填充阶段，即发生了“爆炸”了的蒸汽填充到了毛细管中，同时毛细管开口处的液体又被顶出，从而限制了后续液体的渗透，这说明液态冷却润滑剂的作用打了很大折扣。而过热水蒸气在毛细管中的渗透就较为顺利，省往了第二阶段——蒸发“爆炸”阶段，使它能连续、较顺利地完成渗透，因而冷却润滑作用比液体或低温气体（压缩空气）要好。

蒸气的冷却润滑作用好的原因还在于蒸气在毛细管中渗透的时间远远小于毛细管存在时间，且能与毛细管壁形成润滑层，代替了被拭擦掉的氧化膜，避免了刀-屑间的直接接触摩擦，形成了屏蔽层，从而减小了刀-屑之间的摩擦，使扩散和粘结的趋势减小。水蒸气的冷却作用不仅在于高效润滑作用的间接冷却作用，还在于对流换热能力的增强有效降低了切削温度，这是直接的冷却作用。其结果将是过热水蒸气比液体或低温气体作冷却润滑剂的效果好得多。上述试验结果很好地说明这一点。

图2和图3分别为刀-屑接触区温度和热流分布的有限元仿真。采用水蒸气作冷却润滑剂时，切削区最高温度明显低于干切，干切时切削区温度最高约为620℃，而水蒸气作切削冷却润滑剂时切削区温度最高约为500℃，可比干切时的降低约20%。切削温度最高处至切削刃口有一定间隔，干切时至刃口约为0.5mm，而水蒸气冷却润滑剂时约为0.4mm，刀-屑接触长度大约是干切时的50%。水蒸气射流的强迫对流换热系数约是空气自然对流换热系数的10～15倍，故水蒸气还具有高效的对流换热冷却作用。因此水蒸气作切削冷却润滑剂可明显降低切削温度。

3.2 干式静电冷却切削技术

此技术是将空气通过电离装置电离天生臭氧O3，由于臭氧具有很强的化学活性，能在刀-屑接触区天生氧化膜，从而减小切削过程的摩擦，既减小切削力，又降低切削温度。切削试验表明：用硬质合金YG8切削GH4169时，与干切相比，切削力减小约10%，切削温度降低约5%，刀具磨损减小30%，与使用乳化液时相当；切削TC4时，与干切相比，切削力减小6%，切削温度降低5%，刀具磨损减小30%～50%。特别是加工后表面活性物质的分解，可完全消除被加工表面的污染，不需工件的二次清洗，大大减少了废液的排放，既减少了环境污染，又大大节省了资源和能源，降低了制造本钱。

3.3 超声波处理乳化液作切削液实现节能减排的技术

现在切削磨削加工中大量使用乳化液，为了达到预想的冷却润滑效果，不惜代价连续浇注，这样做的结果是既浪费了资源和能源，又对环境和人体的健康造成了危害，废液的处理也增加了制造本钱。假如把乳化液或其他水基切削液先用超声波进行处理，使其微粒直径减小、分布均匀并获得大量能量，则更轻易进进切削区，渗透到刀-屑接触区的毛细管中，从而增强冷却润滑性能。切削试验表明：用超声波处理过的乳化液比未处理的乳化液作切削液时切削力减小10%，这相当于减少了乳化液用量；加工表面质量得到了改善，加工痕迹规则了，几乎不存在粘结现象；切屑外形呈规则的螺卷状且颜色变浅，即切削温度降低了。

3.4 磁场处理乳化液作切削液实现节能减排的技术如把乳化液或其他水基切削液先通过一定强度的磁场进行处理，也会得到与超声波处理的乳化液作切削液时类似的结果。

4 结束语

将过热水蒸气作为冷却润滑剂在难加工材料的切削中具有较好的冷却润滑效果，而且其来源广泛，是一种高效绿色的冷却润滑技术。

材料加工技术篇8

有色冶金新材料是经济建设和国防建设必不可少的基础材料，是国家安全的重要支撑，在发展高技术、改造和提升传统产业、增强综合国力和国防实力等方面起着重要的作用，世界各国都非常重视其研究开发工作，并制定了相关发展计划。新型高强高韧、高比强高比模、耐热耐蚀铝合金材料的发展一直受到世界各国的普遍重视。世界各国不断开发并生产出具有更高使用性能的新型铝合金材料，以及具有良好耐蚀性、可焊性、中高强度的多种铝合金，广泛应用于各种先进的航空或航天飞行器、低成本发射装置、超轻油箱计划以及重复使用的航天器核心计划中。美国是世界上铝及铝材生产和消费量最大的国家。在装备、技术水平、产品质量等各方面都居国际先进水平。我国研发的部分高强高韧铝合金、铝锂合金、喷射沉积快速凝固耐热铝合金的性能达到国际先进水平。高速列车和地铁车辆用大型高性能铝合金型材已研制成功，并投入大批量生产。铝材制备技术也得到了迅速提升，铝合金在多元外场作用瞬时连续大变形下凝固组织控制技术取得突破。

美、日、欧盟、俄罗斯等国为适应电子信息产业和众多高新技术的发展，一直把高强高导铜合金作为研发的重点。国际铜合金技术发展主要集中在:超大规模集成电路引线框架用高强高导铜合金及其先进制备和精密加工技术，电子、电工及军事工业用超高导电铜合金形变原位复合技术，超高强弹性导电铜合金及其高均匀化制备技术，超低氧铜制备技术，机械行业用耐磨铜合金与钢廉价复合技术等。美国、德国、澳大利亚等国都投资数十亿美元，实施各自的镁工业研究开发计划，扩展镁合金在汽车上的应用;日本通过立法限制工程塑料的使用，率先将镁合金用于制造先进电子装置的壳体，并逐步推广到大型家电中。我国是镁资源丰富的国家，但镁合金材料深度加工制品的发展相对滞后。近几年，国家将发展镁合金材料列为重大科技攻关项目，镁合金新材料的研究水平因而得到了明显提高，开发了ZM1～ZM10等十几个牌号的镁合金。通过细化、净化、微合金化等手段，使铸造镁合金的性能大幅度提高。镁合金铸件、压铸件已应用于汽车和摩托车等领域，并开发了镁合金阻燃技术、镁合金熔体环保型保护技术和镁合金微弧氧化表面处理技术等先进制备技术。

国外钛工业主要集中在美国、俄罗斯和日本三个国家。克劳尔法仍是生产海绵钛的主导工艺，电子束冷床炉熔炼技术已在钛铸锭的制备上进行了商业化应用，大型锻件和精密锻造技术正在不断地发展，激光成形等近净成形技术正在不断地得到应用。钛在生物医学和汽车上的应用受到世界各国的普遍关注。新型医用钛合金、高温钛合金、高强钛合金、低成本钛合金等合金研究比较活跃，新的制备、成形加工技术方兴未艾。我国钛合金的研究水平大体与国外接近。在开发研究新材料的同时，我国也在钛加工技术方面开展了大量的工作。目前我国已具备了自行设计制造大型真空电弧炉的能力。我国开发的中强钛合金TC4、TA15、TC18，超高强钛合金TB8，高强、高韧、损伤容限型钛合金TC21在航空航天领域有着广泛的应用。

镍钴作为一种重要的世界性有色金属原材料，是生产各种高温、高强度合金、磁性合金和合金钢的主要添加剂，长期被广泛应用于冶金、化工、石油、机械制造、建筑、轻工、航空航天航海、电子电池以及军事工业等。镍基合金能耐高温、断裂强度大，专用于制造燃气涡轮机和喷气发动机等。钛镍形状记忆合金在医学领域应用相当广泛。此外，以镍氢电池为动力的汽车也已投入市场。世界上镍消费量最大的国家是日本、美国、德国和俄罗斯。钴基耐高温合金或含钴合金钢可用作燃气轮机的叶片、叶轮、导管、喷气发动机、火箭发动机、导弹部件以及化工设备中各种高负荷耐热部件和原子能工业的重要金属材料。钴基耐磨合金能耐高温和硬磨，用于制作挖掘装置的硬磨部件、航海柴油机、航空发动器的排气阀等。我国既是不锈钢大国，也是镍消费大国。在高温合金方面，我国研发和生产的大部分高温合金为镍基高温合金，钴基高温合金占一小部分。高温合金目前已满足航空、航天以及舰船动力装备要求，并逐步扩大到民用，诸如电力、石油、化工、汽车、运输以及环保等工业领域。中国核电高速发展需要大量蒸发器用镍基合金INCONEL690管。未来几年，泡沫镍、球状氢氧化亚镍以及储氢合金粉等高能电池材料以及多品种镍粉、镍钴氧化物粉体是动力电池材料及燃料电池用材，将是开发的重点。镍氢动力电池的强势地位再次被巩固。国家工信部在2009年6月公布《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》中，首次明确指出镍氢电池的重要性超越锂电池，成为未来我国新能源汽车的发展方向。各镍氢电池厂商相继提速推进市场化进程，镍氢电池是目前商业化最为合适的新能源汽车动力电池。

热镀锌合金锭产品的发展趋势看，粘附性好、加工成型性好、耐蚀性强符合环保要求的高铝低铅系列合金和无铅Galfan合金将是热镀用锌合金锭的主要发展方向。铝－铜－镁铸造锌基合金由于其机械性能好等优势，已在汽车零部件、精密铸造件、小五金、玩具等行业得到广泛应用。铅及铅合金以其良好的导电性和耐蚀性广泛用于电化学行业，铅锡带箔主要用于国防工业和医疗器械等行业。铅及铅合金是电解行业的必备材料。

由于贵金属具有独特的物理化学性能和优异的催化活性，被广泛用于现代尖瑞科学研究、高科技领域、军事工业和代表时代特征的民用工业。国际贵金属材料的研究与应用仍主要集中在汽车催化剂、精细化工和化肥催化剂、电子工业、玻璃工业、石油精炼、生物医药、首饰等领域。当前，贵金属材料研究正向着新能源材料如燃料电池组材料、光电转换材料、特殊功能薄膜材料低维化、生物技术、生态环境治理等的先进适用技术方向发展。近年来，我国在金属间化合物材料研究方面取得了突破性进展，已应用于水轮机、航空发动机和汽车发动机等。我国新近研制开发的定向凝固Ni3Al基合金具有密度小、强度高、塑性好和高温抗蠕变性能优异等特性，是一种具有广泛应用前景的高温结构材料，在1100℃的持久强度超过美国的EX27合金，现已应用于生产航空发动机2级涡轮导向叶片。

未来几年，有色冶金新材料优异的产品性能和广泛的应用领域使其产品市场需求保持较高的增长，有色冶金新材料产业的科技发展呈结构功能一体化、功能材料智能化、材料与器件集成化、制备及应用过程绿色化趋势。我国有色冶金新材料产业的科技水平不断得到提升的同时，也存在着一些亟待解决的问题，与先进国家仍有差距，主要体现在科研成果转化为生产力水平低、科研创新能力较弱，关键性材料亟待开发，产品质量有待提高、环境和资源负担过重等方面。目前我国主要通过“863”计划、“973”计划、国家科技攻关计划等计划支持有色冶金新材料产业发展。同时，国家政策、资金引导大量的社会资金向新材料投资，促进了新材料科技成果转化水平，极大的推动了中国新材料产业的发展。此外，我国政府将新材料产业作为七大战略性新兴产业之一列入国家“十二五”规划。

2甘肃有色冶金新材料

甘肃是我国有色冶金矿产资源的富集地区，是我国重要有色冶金原材料工业与深加工基地之一，有色冶金产业在甘肃经济发展中发挥着重要的作用。到目前为止，甘肃省有29种矿产的保有资源储量居全国前5位，居前10位的有53种。镍、钴、铂族金属、硒的保有储量居全国第一位，锌矿居全国第三位，铜、铅矿居全国第四位，锑矿居全国第五位。“十一五”时期以来，甘肃省省委、省政府大力推进“工业强省”战略，通过调整结构，战略性重组和技术改造，延长产业链，提高产品的科技含量和附加值，新材料产业得到了一定的培养和发展，取得了一定的成绩。目前已形成了以兰州、金昌、白银有色金属新材料产业基地为主的新材料产业带，进行了以镍、钴、铜、铝、稀土、贵金属等有色金属为主的新材料和不锈钢新材料等产品的开发和产业拓展。有色冶金产业得到了长足的发展，产业规模不断扩大，产业结构明显改善，资源利用效率、能源利用效率、技术装备水平与工艺水平以及经济效益水平都有不同程度的提高，组织结构和地区布局结构向合理化方向发展，产业国际竞争力明显增强，在经济中的比重不断提高，有力地推动了国民经济的发展。但是，与东部和沿海发达地区相比，甘肃省冶金有色新材料产业整体创新能力发展不平衡，大型龙头企业自主研发能力强，中小型企业自主研发、创新能力不足。主要差距表现在:企业创新能力不平衡，中小企业创新主体地位不突出;科技供给能力低，科技成果转化应用不畅;科技与经济融合度不高，高技术产业在整个经济中所占的比例低;科技研发实力不强，优秀拔尖人才和领军人才匮乏;科技投入严重不足，体制机制还存在不少弊端;科技对外开放与合作交流落后。目前，甘肃省在冶金有色新材料产业发展方面需求铜、铝、镍、钴高性能金属及合金结构材料装备及先进加工技术，镍钴铜与贵金属精深加工、铝型材、铝合金深加工、有色金属新能源材料、铜铅锌冶炼与加工、新型不锈钢薄板、稀土新材料制备和先进加工技术，以及资源综合高效利用与环境保护方面技术与研究成果。

3甘肃有色冶金新材料产业科技发展的指导思想、原则及战略目标

3．1指导思想

以科学发展观为指导，构建创新平台，加强国际合作，强化自主创新。发挥特色优势，围绕新能源、信息、航空航天、生物和重大装备等产业发展的需求，以镍铜钴及贵金属电子信息材料、航空航天材料、新能源材料、环保节能材料等为发展重点。建立高水平的有色冶金新材料产业科学研究和人才培养基地，营造有利于新材料高技术产业聚集式发展的政策环境，提升创新能力，形成产业集群。探索新机制和新模式，促进新材料高技术产业又好又快发展。

3.2发展原则

特色优势原则，关键突破原则，循环经济原则，国际合作原则。

3.3战略目标

以冶金有色新材料领域国家重点实验室和国家工程实验室建设为突破口，建设并形成多元化、开放型、多功能的科技创新支撑体系和功能完善的创新服务体系，支撑有色冶金新材料产业发展与提升。立足甘肃省地域特色和资源优势，紧抓国家支持西部和甘肃发展的良好机遇，重点发展电池材料、有色金属合金材料、新型稀土材料等为核心的冶金新材料，力争在重大基础研究、关键工艺技术、以及高端产品研发、生产和应用技术、节能减排技术等方面取得新突破，把甘肃省建成为全国重要的有色冶金新材料基地和西部最大的不锈钢生产基地。

4重点研发领域

围绕先进装备、新能源、节能环保等战略性新兴产业发展需求，发挥省内科研、产业和有色金属资源等优势，优先发展铜、铝、镍、钴高性能金属及合金结构材料，做大做强有色金属能源材料，积极培育基础原材料和稀土新材料的升级，扶持新兴材料发展，攻克新材料产业化共性关键技术，提高资源和能源利用率。主要包括镍钴铜与贵金属精深加工、铝型材、铝合金深加工、有色金属新能源材料、铜铅锌冶炼与加工、新型不锈钢薄板、稀土新材料、资源综合高效利用技术与环境保护等领域。

4.1镍钴铜与贵金属精深加工

以镍、铜、钴及其合金的精深加工技术与产品开发;镍铜钴及其合金新产品高技术开发和压延精深加工技术，低成本、高性能金属复合材料加工成型技术。精密铜管、电子铜板带等精深加工产品研发;贵金属、高纯贵金属、贵金属粉体材料及贵金属压延加工、贵金属盐加工以及贵金属催化剂、信息产业用贵金属新材料高技术系列产品的产业化;特殊功能有色金属材料及应用技术(形状记忆钛镍合金、铜合金材及制品)。

4.2铝型材、铝合金深加工

高精度高性能铝合金板带材的短流程制造技术;高强高韧系列铝合金及其复合材料研制加工技术与应用;大断面、中空大型铝合金板材铸轧技术，后加工成形技术和着色、防腐技术以及相关的配套设备;铝合金回收再利用技术。

4.3有色金属新能源材料

锂离子电池材料;高容量镍氢电池、超级电容器等动力电池高性能基础材料制备技术;高性能(耐磨耐腐蚀、低成本、轻质高强高韧)风力发电机叶片复合材料;节能材料。稀土发光材料，保温隔热材料，以及轻质高强材料、冶金、建筑、电力等产业节能技术发展需要的相关材料;薄膜太阳能电池材料及关键技术。

4.4铜铅锌冶炼与加工

先进铜铅锌冶炼、加工技术工艺的引进、消化、吸收和产业化。

4.5新型不锈钢薄板

资源节约型不锈钢、特殊领域用高性能不锈钢和高功能性不锈钢材料及技术;奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、双相不锈钢等新牌号不锈钢及其板材的轧制设备和技术。4.6稀土新材料高纯度稀土氧化物和稀土单质的分离、提取技术;高性能稀土磁性材料、催化材料、贮氢材料、发光材料，生物功能材料、稀土转换膜技术与器件开发。

4.7资源综合高效利用技术与环境保护

有色金属矿产资源综合利用技术;有色金属再生及循环利用技术;采选高效节能工艺和设备、有色金属加工节能技术;深部采矿技术和高效选矿工艺、矿山安全与环境污染防治技术开发。

4.8其它新兴材料

围绕培育新的增长点，主要发展电子元器件支撑材料、功能薄膜材料、环境友好材料、生物基材料、医用新材料、纳米材料及其器件等。

5关键技术

5.1高纯净技术

高纯系列金属产品的研发生产技术，从低品位原料中提取和制备高纯铂族金属技术，有色金属合金熔体净化技术。

5.2微细化技术

镍钴铜超细粉体新材料的研发及产业化，铝、镁、镍等有色金属合金以及高性能钢的组织细化技术，大块纳米晶材料的研发，有色金属新材料及其产品的微细化精密加工技术。

5.3短流程技术

短流程连续炼铅节能冶金技术，液态铅渣直接还原炼铅工艺与装备产业化技术开发及推广应用，铅富氧闪速熔炼工艺、铅旋涡柱闪速熔炼工艺等;短流程连续炼铜节能冶金技术，氧气底吹炉连续炼铜技术和闪速炉短流程一步炼铜技术，铜材料短流程生产技术、铜合金高效散热管生产技术;有色金属加工过程的连续化、自动化技术;高精度铝及铝合金材料短流程连续化制造技术。

5.4节能环保技术

节能降耗配套扩能技术改造，低碳排放技术，有色金属污染防控及有色金属工业环境保护技术，铝冶炼重大节能技术，湿法冶金节能技术。

5.5资源综合利用与循环经济技术

铜、铅锌低品位矿、共伴生矿、难选冶矿、尾矿的综合开发及利用技术，有色金属工业“三废”综合利用技术，湿法冶炼渣中综合回收有价金属技术，炉锌灰资源化循环利用技术，金川铜镍钴及铂族贵金属资源高效开发及产业化，矿产与废杂原料的铜、铝、铅锌等有色金属共线生产技术。

6重点研发项目

材料加工技术篇9

【关键词】材料成型与控制工程 材料加工 产品设计 模具制造

一、材料成型与控制工程的两大方面

随着这门技术的不断发展壮大，逐渐也形成了一套完整的理论。材料成型及空工程模具制造主要有两个方面：模具与焊接。在模具方面上也分为很多种，主要有冲压模具、塑料模具、锻造以及铸造等。其中塑料模具具体包括材料的注塑、吹塑以及吸塑等，其中注塑在工业生产中被广泛使用。而冲压模具又包括拉伸、翻边、冲孔、等。第二个方面就是焊接，焊接是一种低成本的利用高科技连接材料的工艺手法，在材料之间的连接还没有发现另外一种工艺方法比焊接更为有效，并且还能对产品带来巨大的附加值。如今，在材料成型与控制工程中焊接技术占据了很重要的地位，随着科学技术的不发展，材料成型与控制工程模具技术在焊接方面日趋成熟，在当代的工业经济中发挥着越来越重要的作用。

二、材料成型与控制工程模具制造技术的分析

（一）控制工程的加工和金属材料的成型。

1.材料的一次性成型技术

这种技术主要分为三种，一种是材料的挤压，将金属材料置于模具内对金属胚料进行加压，使之材料在一定程度上发生改变，产生变形，进而获得与模孔相一致的尺寸工件。挤压的特点是加工完成后的产品塑性好，不容易发生变形。另一种是材料的拉拔，将金属材料置于模具内对金属胚料的端部施加拉力，使之材料在一定程度上发生形变，进而获得与模孔相一致的工件。拉拔的特点材料在变形时受到的阻力比挤压小，但是对金属胚料的塑性要求相对较高。还有一种就是材料的轧制，金属材料受到旋转轧辊的压缩而发生塑性变化，进而获得具有一定形状和尺寸的工件。

2.对金属材料的二次加工

对金属材料的二次加工方法有很多种。如铸造、冲压、旋压、 焊接等方法都可以对材料进行二次成型加工。铸造就是将金属材料置于模具之中，通过其它方法对模具施加压力，使之发生形变。特点是材料的变形阻力大，可以加工相对复杂的工件，适合工厂的批量生产。冲压是金属材料在模具上受到压力机施加的压力，进而发生的塑性变化获得所需要的工件。旋压就是将金属胚料压紧在旋转的模具上并随着芯模旋转而旋转，以此来借助旋轮的离心力对金属材料施加压力使之发生塑性变化，进而获得所需要的尺寸和形状的工件。旋压的特点很突出，材料受到的工艺压力较小，适合不同尺寸的工件加工，对模具的要求也相对简单，但是生产效率比较低。最后就是焊接技术，焊接就是通过对工件的加热或施加压力，使焊接的元件更合的结合在一起。焊接又分为融化焊、压焊和钎焊三种，熔化焊是在焊接过程中，将元件接头的地方加热到融化状态，对其不断施加压力而完成焊接的方法。压焊是在焊接的过程中，对元件只施加压力进而完成的焊接的方法。钎焊是指焊接元件所采用的钎材料熔点比较低，将焊接元件加热到钎材料的熔点，充分利用液态化的钎材料的特性，焊件使材料之间充分结合在一起实现焊接的一种方法。

3.非金属材料的成型与控制工程模具加工技术

非金属的材料成型与控制技术主要有三种：

一种是挤出成型，利用旋塞和螺杆的挤压与切割的作用对固体胚料进行熔融处理通过一定的压力通过模具，待冷却之后，进而获得所需要的元件。挤压成型的特点是可以连续化的生产，提高生产效率，质量比较好、使用范围较广，设备的要求简单，企业投资少，见效快。

一种是注射成型，其原理是通过注射机将胚料加热至融化，然后利用高压将材料射入到模具型腔之内，等到冷却之后，获得所需的元件。这种技术手段具有生产效率高、速度快，可实现自动化操作，可以加工形状较为复杂的零件，适合工厂内的大量生产。

最后一种是压塑成型法，其原理是将材料助于密闭的模具之中使用加压和固化等成型方法。这种方法可以一次性加工多个工件，所生产处的工件收缩性小、不易发生形变，性能完善，但是这种方法生产周期较长，效率低。

三、对材料加工成型技术的发展趋势

（一）精确的材料成型加工技术。

如今，精确材料加工技术已经被国内外广泛应用。尤其是在汽车制造业中这种技术更被广广泛的应用。

（二）自由成型与快速的加工技术。

随着世界经济逐渐一体化，市场的竞争也在不断的加剧，产品的研发速度也逐渐受到制造商的重视，企业为了适应时代的发展要求，自由成型快速的加工技术备受人们关注。

（三）在材料加工过程中的仿真与模拟。

由于时代的不断发展变化，实验和理论的探究材料性能已经越来越跟不上市场经济的发展需求，在材料加工制作过程中采用模拟与仿真比理论与实验做的更加全面深刻，可以做一些在实验和理论方面所做不到的研究。因此，材料的加工制作的仿真与模拟技术越来越被人们所推崇。

四、结束语

随着材料成型与控制工程模具制造技术的不断发展完善，会更加有效的促进机械制造业的快速发展。技术的不断研发和更新即顺应了当今时展的需求，又促进了整个社会经济的不断发展进步。在当今时代，一个企业想要发展壮大就需要加快科学技术的研发速度，把科学技术作为企业的第一生产力。因此，材料成型工艺需要应对这种社会的主流形式，不断发展、不断创新以此来应对市场发展的需要。

参考文献：

[1]徐昌贵，朱慧，刘斌，王晶.提高机械类本科毕业设计质量的研究[J].中国科教创新导刊，2010，（05）.

材料加工技术篇10

一、新材料

材料是社会进步的物质基础和先导，对国民经济和国防建设起着关键的支撑作用。新材料是高技术领域的重要组成部分，与信息、生命、能源并称为现代文明和社会发展的四大支柱。加强新材料的开发，对推动高新技术产业发展、促进传统产业升级换代和增强综合国力，具有重要的意义。本年度重点支持新材料领域中下列五个方面的技术和产品：1.金属材料；2.无机非金属材料；3.高分子材料；4.生物医用材料；5.精细化学品。本刊重点介绍后三种技术和产品。

高分子材料

高分子材料是新材料领域的重要组成部分，由于其具有优良的物理、化学性能和优异的加工特性，被广泛应用于信息产业、航空航天、生物医药、交通运输、机械仪表、建筑和能源等国民经济重要领域。随着新型高分子合成、改性与加工等高技术的发展，高性能高分子材料迅速崛起，新产品、新技术不断涌现。新型高分子材料的开发和广泛应用，对于推动传统产业的升级换代、新兴产业的发展壮大会起到积极的作用，必将对推动我国国民经济的发展发挥重要的作用。

本年度重点支持的方向如下。

高性能高分子结构材料

高性能高分子结构材料具有机械性能好、比强度高、耐热性好、耐腐蚀、耐磨损和易加工等特点，在各行业应用广泛，对国民经济的发展和国家安全具有重要意义。本年度重点支持：具有高强、耐高温、耐磨、高韧的高分子结构材料和复合材料；低成本化的特种工程塑料；具有特殊功能、特殊用途的高附加值热塑性树脂。

新型高分子功能材料

高分子功能材料由于其特有的功能性和专用性，在生态环境保护、信息功能化、生物医用器材、物质分离膜、能量转换和储能技术等工业领域有着极为广泛的应用。本年度重点支持：先进功能膜材料及支撑材料；光电信息高分子材料；液晶高分子材料；形状记忆高分子材料；高分子相变材料；具有特殊功能性、高附加值的高分子材料。

高分子材料的低成本化和高性能化

通用塑料的高性能化和工程塑料的低成本化，仍然是当前高分子材料领域研究、开发的重点之一，同时也是扩大通用塑料和工程塑料应用范围的一个重要措施。鼓励开发产业化制备技术和工业化应用技术。本年度重点支持：通过化学改性和／或物理改性(含纳米技术改性)，性能显著提高或获得特殊性能的高分子及其复合材料；高刚性、高韧性、高电性能、高耐热或导热性聚合物合金与改性材料；新型高性能热塑性弹性体；具有特殊用途、高附加值的新型改性高分子材料。

本年度不支持：普通塑料的一般改性专用料；普通电线、电缆专用料；流延、吹塑、拉伸法生产的通用薄膜；普通管材、管件及异型材(如普通塑钢窗)；以聚乙烯、聚丙烯为基材的部分降解材料；普通的PS和PU泡沫塑料等。

新型橡胶材料

新型橡胶作为三大合成材料之一，在国防工业、航空航天和交通运输等方面具有广泛的应用。为满足现代汽车工业高速、耐热、减震、密封、耐老化、耐介质、耐脉冲性的要求，优化橡胶工业产品结构，采用高性能材料，可以有效缓解资源不足和环境污染的压力。本年度重点支持：特种合成橡胶；新型橡胶功能材料及产品；为高速安全交通配套的橡胶轮胎和制品。

本年度不支持普通橡胶制品项目。

新型纤维材料

纤维是高分子材料的重要组成部分，广泛应用于纺织、信息、航空、汽车、环保、卫生、建筑等领域。我国纤维、纺织品及服装的产量均居世界第一，但产品性能档次低、附加值低，常规产品产能过剩，高档产品需进口，技术进步和产品创新仍以跟踪国外为主。新型纤维品种及其成纤高分子新品种的开发及产业化是纺织新产品创新的源头，因此必须加大技术含量高、市场前景好的新技术和新品种开发力度，加快产业化进程，推进全行业产品的升级换代，重视环境友好和清洁生产，重点支持我国自主知识产权的技术，同时支持有较高技术含量的集成创新。本年度重点支持：新型成纤聚合物开发，及应用新型成纤聚合物制备的具有特殊性能或功能的纤维；高性能纤维及其原料、半成品；环境友好及可生物降解型纤维；在确保环境保护的前提下，申报差别化纤维开发及应用项目(仅限于西部欠发达地区申报)。

本年度不支持服装面料、衬布、纱线、常规或性能仅略有改善的纤维(如：有色、异形、细旦、功能粉体添加、简单的化学改性、常规的共混等)及服装项目；不支持常规的非织造布、涂层布或层压纺织品、一般功能性纤维材料产品项目。

生态和环境友好高分子材料

随着高分子材料的迅速发展，传统高分子材料在使用过程及废弃后对环境的危害逐渐显现，白色污染已经引起了社会的关注。发展生态和环境友好高分子材料是高分子材料新的方向之一。本年度重点支持：以生物质来源的高分子材料及制品；全生物降解塑料及其制品。

本年度不支持：淀粉填充的不完全降解塑料及其制品、单纯填充的材料、废旧高分子直接回用、单纯降解塑料制品常规制备项目。

高分子材料的加工应用技术

现代科技进步迫切需要成型加工具有优异性能和特定形态的高分子材料及制品，成型加工工艺及设备也正在向高效、节能、省料、优质方向发展。通过某些物理化学和机械手段将各种形态的聚合物成型为不同用途的制品；通过对高分子材料制品表面进行改性，可制备出具有导电、磁性、压电、屏蔽、耐蚀、耐磨等单功能或多功能应用产品。本年度重点支持：具有微孔结构的复合注射成型；高比强度、大型复杂热塑性制品成型；模内优质修饰注塑成形；先进的高分子材料制品的表面改性与应用；CAD及气辅CAE辅助等高分子加工新工艺；具有显著节能减排效果的新工艺技术。