金属加工十篇

金属加工篇1

英文名称：Machinist Metal Cutting

主管单位：

主办单位：机械工业信息研究院

出版周期：半月

出版地址：北京市

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种：中文

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本：大16开

国际刊号：1000-7768

国内刊号：11-1851/TH

邮发代号：2-126

发行范围：国内外统一发行

创刊时间：1950

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金属加工篇2

冷冲压模具：一种金属制品生产中最为常见的模具类型，主要是对以金属板材、带材和型材等材料为原料进行加工成型各种金属制品的模具，包括用来完成冲裁、弯曲、À深、成形等各种变形加工工艺。按照加工工艺过程包括单工序模、多工序复合模、级进模、精冲模等。金属冷冲压成型模具对应的加工设备是各种类型的压力机，如曲柄压力机、À深压力机、精冲压力机等。冷冲模具的一些部件已经标准化，包括常用的凹模板、模板、模柄、凹模、推杆及模架等，常用制造材料主要为碳素结构钢、碳素工具钢、合金工具钢等。冷冲加工成型模具用于生产的金属制品可以从小到玩具、生活日用品，大到各类的机械设备、电器、汽车、船舶等的零部件方面。冷冲压模具在《税则》中属于冲压工具商品范围，应归入税则号列8207.3000。

挤压模具：是用挤压方法在挤压机上生产金属材料制品时所用的一种专用模具。挤压是指对放在容器（挤压筒）内的金属坯料施加外力，使之从特定的模具孔中流出，从而获得所需断面形状和尺寸的一种塑性加工方法。按照挤压温度有冷挤压和热挤压模具之分，按照模具结构有平模、锥模、分流模、带穿孔针模等类型。金属挤压模具所对应的加工设备就是挤压机，挤压加工主要是以金属坯料为原料在挤压机上通过挤压模具来生产棒材、管材、型材、异型材等连续产品或单制品。挤压模具要求具有良好耐磨，通常安装一些硬质材料的工作部件，其结构一般为拼装模或组合模的形式。金属挤压模具属于税目8207.20项下具体列名商品。需要注意，挤压模具按照是否带有硬质工作部件而区分归入不同的子目，对于带有天然或合成金刚石、立方氮化硼制的工作部件的挤压模具应归入税则号列8207.2010，其他的挤压模具应归入税则号列8207.2090，是否带这些硬质工作部件在申报时应该给予明确。

À拔模具：又称À伸模具，是À伸金属制品的一种工具。其工作原理是在À伸（拔）机器上对金属坯料施以À力、使之通过模孔，以获得与模孔尺寸、形状相同状态截面制品的塑性加工方法。À伸工艺按照温度不同有冷À、热À之分。À伸模具主要用来生产金属管材、棒材、线材及型材制品方面。所对应加工设备主要有管棒À伸机、À线机（拔丝机）等。À伸模具也要求具有良好耐磨性，通常安装有金刚石、硬质合金等硬质材料的工作部件，如硬质合金À伸模、天然金刚石À伸模等。金属À拔模具也属于税目8207.20项下具体列名商品，也需注意，À拔模具按照是否带有硬质工作部件而区分归入不同的子目，对于带有天然或合成金刚石、立方氮化硼制的工作部件的À拔模具应归入税则号列8207.2010，其他À拔模具应归入税则号列8207.2090，是否带有硬质工作部件在申报时应该给予明确。

热模锻模具：俗称锻模，是用模锻设备和工艺来对金属材料成型加工的一类模具。锻模通常按其所安装的设备来分类，常见的有锤上锻模、机械压力机上锻模、螺旋压力机上锻模、平锻机上锻模等类型。热模锻工艺是对加热到一定温度的固态金属料坯在一定压力下通过模具进行成型加工使之成为所需形状产品的过程，通常用于生产各种机械零件加工所需的初级粗锻毛坯件产品方面，如常见的用热模锻工艺来生产钢铁齿轮粗锻毛坯、曲轴粗锻毛坯、传动轴粗锻毛坯等所用的模具均属于模锻模具。热模锻常用设备有锤类（如蒸汽£空气模锻锤）、螺旋压力机类（如摩擦螺旋压力机、液压螺旋锤）、曲柄压力机类（如曲柄压力机、平锻机、精压机）、液压机类（如模锻水压机、油压机）等。模锻模具在《税则》商品中属于锻压工具范围，应归入税则号列8207.3000。

压铸模具：是指将金属溶液（熔融金属）在压力下浇注到其中进行成型而得到所需形状金属制品的一种模具。用压铸成型工艺生产金属制品其原理类似于用塑料注射机注塑工艺生产塑料制品的过程，金属压铸模具结构原理也类似于塑料注射模具结构，包括浇注系统、型腔、排溢系统、抽芯机构、导向机构、推出复位机构、支撑固定部件、加热与冷却系统部分组成等。压铸加工所采用的设备为压铸机，根据压射室特点，压铸机通常分为冷室压铸机和热室压铸机两种类型。压铸工艺成型的制品通常还需要进一步的精加工，压铸模具一般用于Í、铝、锌、镁、锡等有色金属及其合金铸件的生产方面。金属压铸模具属于税则税目84.80项下金属用型模的范围，应归入税则号列8480.4100。

金属加工篇3

关键词：化工设备；金属材料；加工工艺

1.简介

化工设备所用的金属材料的性能必须是可以承受一定温度或者是强酸强碱或者是一定压力的金属材料。对材料的抗酸碱能力要求比较大，所以金属材料的制备工艺除了平时所用金属材料的加工工艺之外还有属于特种金属材料的加工工艺。在我国化工设施常用的主体金属材料的都必须是特殊的能承受一定环境变化的金属材料。金属材料的加工工艺包括一般的变形加工、切削加工、磨削加工、热处理以及表面处理等等加工工艺。

2.化工设施主体材料加工工艺

2.1变形加工

塑性成形：所谓塑性成形就是指在一定的温度下使用一个模具在一定的应力下使金属发生塑性形变。塑性成形一般又分为锻造、轧制、挤压、冲击挤压等。

锻造：锻造是最为古老的一种加工方式，指的就是在冷加工或者高温作业的条件下以一种捶打和挤压的方式把金属锻造成形，这也是最为直接的一种加工工艺之一[1]。

扎制： 指的就是先经过预制一定形状的模型之后高温金属坯段通过几个连续的圆柱型辊子，辊子把金属扎入前预制的型模中，从而得到预设的造型。

挤压：即用于连续加工的，同时具备一样的横截面形状的金属造型的工艺，其一方面能够在高温条件下作业，另一方面还能够进行冷加工。

冲击挤压：主要用于加工无烟囱锥度要求获得一定规格的零部件。其具有一定的优势，对不同壁厚的零部件均适用，其生产成本相对偏低，非常迅速高效。

拉制钢丝：这种工艺就是用于拉制各种型号的钢丝。

2.2固体成型加工

固体成型加工：所谓的固体成型加工就是支原料在常温的条件下将金属条加工成一些具有固定形态的物体。其成本投入相对低廉。主要可以分为旋压、弯曲、冲压成型、冲孔、冲切。

旋压：旋压指的是在实际生产过程中为了形成常见的圆形的零部件。在车床上对其进行一定的旋转切割得到固定形状的部件。

弯曲：所谓的弯曲工艺就是指对片状或者是管状的材料进行生产的工艺。

冲压成型：这种工艺指的就是把金属片置于两个模具间经过压制成型，能够在生产中空的造型中使用。

冲孔：即通过特殊工具在金属片上冲剪出某种造型，在小批量的制造中较为适宜。

冲切：其大体上与冲孔工艺类似，不同之处是冲孔利用的是冲下的部分，而冲切利用的是冲切之后剩余下的部分[2]。

2.3压力加工

压力加工，不言而喻，就是利用外在压力对金属产生一定的塑性形变来得到所需的与满足机械性能要求的零部件或毛坯。其涉及到的方式包括拉拔、挤压、轧制、冲压、锻造。

其中，锻造又分为自由锻以及模锻。锻造是一种古老的加工方式就是利用锻锤的往复冲击力或者是压力机的压力来改变毛坯的形状尺寸，获得我们所需要的形状以及尺寸要求。

自由锻：即通过压力或冲击力等作用使金属在2个抵铁间变形， 利用这种变形来得到我们所需要的尺寸的锻件。一般情况下把自由锻分为手工锻造和机械锻造两种。这种锻造方法比较简单，运用的比较广泛。

模锻：很显然模锻就是利用模具来进行锻造。其分类可以分为锤上模锻、胎膜锻、 压力机上模锻。一般就分为这几种锻造方式，不同的锻造方式有各自的有点同时也有自己的缺点[3]。

板料冲压：通常情况下，即通过冲模方式使板料变形或分离。而这种方法大多是在冷态下进行，所以这种方法也可以叫做冷冲压。相对而言也有热冲压，也就是在板料超过8-10mm时，才会采用热冲压技术。该技术具有的主要特点为：能够生产获得形状较为繁琐的零部件，同时产生偏少的废料。通过该方式制备出的产品，其表面粗糙度相对偏低，并且其精度相对偏高。通过该方法可以得到刚度与强度相对偏高、消耗材料相对偏少、质量相对偏低的零件。同时，所需要的费用相对偏低，非常适合在大批量生产中应用。

冲压工序：分离（落料冲孔切断修整）变形（拉深弯曲翻边成型）

2.4切削加工：生产精度要求较高的零件一般通过该种方式进行，主要是通过机床来切削金属[4]。一般来说，机床主要有铣床、车床等诸多类型。

对于车床来说，其往往用来加工回转体的端面与不同类型的回转表面。对于铣床来说，其能够加工垂直面、水平面等。对于钻床来说，其能够通过钻头来得到精度相对较低的孔，同时还能够利用钻来完成扩孔―铰孔，通过夹具还能够获得位置精度相对较高的孔系。对于镗床来说，其基本上用来制备精度要求相对偏高、相对偏大的孔，尤其对处于不同地方，位置与孔距等要求相对较高的孔系较为适用。所谓电火花加工，即主要通过电火花放电过程中形成的腐蚀作用来加工材料[5]。电火花线切割机床加工主要是基于前者而形成的一种方法，这种方法不需要提前生产专用工具电极，主要是通过通用电极来发挥其功能。

2.5磨削加工

即通过磨料将材料去除的一种方式。一般情况下，根据工具类型对其加以划分，主要将其分成2种类型；也就是使用自由与固定磨粒加工。通常情况下，按照表面生成方法、加工对象的差异进行分类，砂轮磨削主要划分成内圆、外圆、平面、成型磨削方法。对旋转表面根据工件夹紧与驱动方式进行分类，主要包括无心和定心磨削两种类型。根据砂轮进给方式的不同进行分类，主要包括切入和纵向进给磨削两种类型。根据磨削行程的不同对其进行分类，主要将其划分成定程磨和通磨两种类型。根据砂轮表面工作方式对其进行分类，主要将其划分成周边-端面、周边磨削两种[6]。根据磨削区具体状况进行分类，主要将其划分成以下2种：

2.5.1恒压力磨削 即将切入压力控制为定值的磨削方法，也就是控制砂轮对工件的压力的加工方法，比若说砂轮架就属于该种方法的范畴。

2.5.2定进给磨削 即控制切入进速度为恒值的磨削。工作过程中，砂轮以某个既定的进给率与磨削表面呈90°角进行切入进给，当前业界普遍应用的磨床基本上通过该方法进行。

3.焊接

这属于使金属材料永久性连接的技术。归根结底，焊接即通过加压或者加热等方式，利用金属原子的扩散和结合作用，最终使原本相互分离的金属材料紧密结合在一起。根据过程特点对其进行分类，主要将其分为3种类型，也就是钎焊、压力焊、熔化焊。

所谓熔化焊，还叫做自身焊，也就是利用加热的方式来熔化被焊金属而使其连在一起。所谓压力焊，即在加热的基础上进行加压，通过这种方式使被焊金属彼此相连。所谓焊料焊，即经由加热的方式来将焊接材料熔化，然后使被焊金属彼此连接。对于熔化焊来说，其中使用最广泛的当属电弧焊。此外，业界使用较为普及的还有：电渣焊、等离子弧焊接、真空电子束焊接等[7-9]。埋弧自动焊主要具有以下几方面基本特征：具有相对较高的生产率、质量相对较高同时非常稳定、改善工作条件、节约金属材料等。然而，其还存在一定的不足，即工艺准备较为繁琐，相关设备成本非常昂贵等，只是在大规模加工圆筒形工件的纵、环焊缝和长直线焊缝之中适用。

3.1气体保护焊

氩弧焊的保护气体为Ar，Ar属于惰性气体，其能够保护熔化金属与电极免于空气的负面影响。在高温条件下，Ar不会与焊接的金属材料发生化学反应，同时其在金属中不会溶解，鉴于这一个方面的原因，氩弧焊具有相对较高的质量。二氧化碳气体保护焊，顾名思义，这种电弧焊主要是以CO2作为保护气体。其主要是是将焊丝当作电极，通过其与焊件两者间形成的电弧来将两者熔化，通过自动或半自动的方法完成焊接。其主要具有以下几方面优点：第一，所需要的费用相对较低，能够通过价格相对较低同时非常容易得到的二氧化碳来将焊剂取代，其所需的成本只是手弧焊与埋弧自动焊的百分之四十；第二，具有相对较高的生产效率，同时具有相对较好的质量与操作性。其同样存在一定的不足之处：二氧化碳的氧化作用导致溶滴飞溅现象相对明显，正是由于这一个方面的原因，所以焊缝的光滑程度相对较低，同时焊接过程中产生相对较大的烟雾，并且弧光非常强烈，要是不注意，则非常易于形成气孔[10]。

特点 （1）焊料熔化：使用焊料焊接法的过程中，仅仅熔化焊料，被焊金属则保持在固态水平，因此不会对材料性能产生相对严重的干扰（2）焊件和焊料两者的成分不一样，从而产生了接头（3）金属的连接能够连接异质金属。

3.2炉内焊接法

特点（1）处于真空密闭环境中，这样金属就非常不容易被氧化。（2）能够准确控制温度，同时能够非常均匀的加热焊件。（3）在金属一烤瓷基底桥的焊接中较为普及。

3.3激光焊接法

有的物质原子中的粒子受到电或光的作用，使原子能级由低向高转变，与此同时，辐射出方向、频率、相位都一样的光，其主要特点是光束方向性好、能量高度集中、颜色单纯。

主要特点：（1）焊接过程非常快，所用的时间非常短（2）没有电磁影响，能够在大气中实现，非常便于操作（3）具有相对较高的准确性，不需要对被焊金属实施包埋固定，不会出现变形现象（4）污染小、无噪声（5）热作用范围相对较小，热量集中、加热范围较小、冷却与受热非常迅速，不会对焊件产生严重的影响。

3.4激光点焊机点焊法

主要特点：（1）该种方法为电阻焊接法。（2）其热源是电流经过焊件过程中形成的电阻热，利用其对焊件进行加热，使其熔化，从而完成整个焊接过程。

4.热处理

即在某个条件下，提供一定的加热和与冷却给金属材料，通过这种方法使其得到一定的化学或机械性能。金属零件实施一定的热处理，这样做旨在实现：使其耐磨性、强度提高，并使其硬度减小，为将加工时形成的内应力消除提供有力条件，使其表面耐蚀、耐磨性增加。

退火：加热工件至稍微超过临界温度，保温一段时间，接着使其缓慢冷却，这就是所谓的退火。因加热温度与冷却速度存在一定的差异，退火对金属性能与组织的改变同样存在一定的差异。

业界较为普及的方式有完全退火，其效果是细化颗粒、降低金属组织的不均匀性、改善切削加工性、使温度降低、消除内应力、提高塑性与韧性。球化退火大体上是在冷却模具与刀具上应用，锻造毛坯，作用与上法相同，以备后期的淬火处理。消除加工硬化的退火，基本上是用来将工件通过冷拔、冷弯灯之后所形成的硬化消除。去应力退火，基本上是在消除铸件、精密零件等制备时形成的内应力时使用。对于正火，其属于退火变态，其和完全退火之间有所不同：前者主要是使工件在空气中冷却，而后者则为随炉冷却。其旨在改善切削加工性、细化晶粒、增加强度与韧性、为进一步的热处理打下基础。淬火即将工件加热至超过临界温度，然后保温某段时间，将其放入盐水、油或者水里面，使其在短时间内迅速冷却。根据加热程度对其进行划分，主要包括表面与整体淬火两种类型，其中，对于后者，根据冷却方法可以将其划分成等温、分级、单/双液淬火等几种类型。

表面淬火过程中，加热工件表面使其上升至淬火温度，接着通过冷却剂将其骤然冷却，这种情况下，工件的表面获得的硬度非常高，但是其内部韧性依旧如故。根据加热方法，主要将其划分成以下几种类型：煤气高频淬火、浸液淬火等。

加热淬火的零件，使其上升至一定的温度（低于723℃），保温处理某段时间，接着将其在空气、水、油中冷却，叫做回火。这样进行处理旨在：降低淬火零件的内应力，使其硬度、脆性减小，使其韧性提高。

回火主要包括以下几种类型：低温回火，温度范围为 ，能够用来处理滚动轴承、各类工具、渗碳零件；中温回火，温度范围为 ，主要是用来处理锻模、弹簧、冲击工具；高温回火，温度范围为 ，主要是用来处理不同类型的连杆、齿轮等。

化学热处理：其中包括氮化和氰化等，氮化即将工件置于介质（含氮原子）中，将其加热至500-600℃，使其表面增氮。旨在使其耐腐蚀性、疲劳强度、耐磨性与硬度提高。其主要包括离子、气体、液体氮化三种类型。氰化还被称为碳氮共渗。主要具有以下几方面基本特点：迅速、效率高、然而使用的氰盐为剧毒物质，其价格非常高。根据温度的不同进行分类，主要包括低、中、高温氰化三种类型，三者的温度分别为520-580℃、820-880℃、900-940℃。

5.表面加工

黑色金属的氧化处理（发黑），即把工件置于溶液（其中具有硝酸钠、苛性钠）里面，通过这种方式使其表面形成非常薄的黑色氧化膜层。

黑色金属的磷化处理，即把工件放在溶液（磷酸盐）里面，通过这种方式使其表面形成磷酸盐薄膜层。通常情况下，不会使零件大小外形、磁性、机械性能发生改变。主要包括冷磷化、中温和高温磷化三种类型。

碳钢表面处理：主要包括四种类型：电镀、热镀、发黑、喷漆。所谓电镀，即通过电解法在工件表面沉积上金属，从而产生结合力强、致密、均匀的金属层。对于热度与电镀，前者的镀层相对偏厚，后者的镀层非常薄，比较均匀。前者镀层色泽相对暗淡，后者比较光亮。后者镀层相对偏薄，具有相对较差的耐蚀性。前者镀层还和基体金属构建起渗入层，具有相对较好的耐蚀性。

热镀锌即使熔融金属和铁基体反应之后形成的合金层，这样就使得基体与镀层能够结合在一起。即首先对工件实施酸洗处理，通过这种方式将工件表面的氧化铁除去。然后经由NH4Cl或ZnCl或两者的混合水溶液槽中对其实施清洗处理，接着将其放到热浸镀槽中对其实施进一步的清洗，最终将其放到热浸镀槽中。该种方法具有诸多优势，其镀层均匀，使用时间长。

黑色金属的氧化处理（发黑），即把工件置于溶液（其中具有硝酸钠、苛性钠）里面，通过这种方式使其表面形成非常薄的黑色氧化膜层（其厚度处于0.5-1.5 μm范围内。工件经由发黑处理后，其外观得到改善，并且获得或多或少的抗腐蚀能力，一般用来处理不同类型的零件的装饰防护，例如细钢丝、精密仪器、武器等。

塑料电镀主要特点如下：通过该种方获得的制品同时兼具金属与塑料的特点。其具有相对较好的耐腐蚀性，同时具有相对较小的比重，便于成型，具备金属质感与光泽，除此之外，还具备焊接、导磁、导电等性能。能够降低金属材料使用量，在很大程度上简化较为复杂的加工工序，具有非常强的装饰性，并且还使塑料的机械强度明显改善。

6.小结

本文对金属材料的加工工艺进行了概述，不同的材料加工方法都有各自的有点以及缺点。我们所要做的就是尽量的规避每一种材料加工工艺的缺点，对我们所发现的有点集中利用。得到我们想要得到的性能的金属材料。

参考文献：

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[5]田宏，吴穹，左哲，高永庭.防火防爆用网状金属材料[J].工业安全与环保.2004（03）.

[6]金属材料[J].新材料产业.2007（01）.

[7]张燕玲.浅谈《金属材料与热处理》课程的兴趣教学[J].职业教育研究.2007（08）.

[8]曹景竹，李平.高职院校“金属材料及热处理”课程的教学改革[J].中国电力教育. 2008（S3）.

金属加工篇4

[关键词]金属机械；加工制造；加工工艺；制造工艺

中图分类号：TH16 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）13-0236-01

随着社会经济的发展，机械加工制造业也有了长足的进步。传统的金属机械加工制造工艺，逐渐向现代机械加工制造工艺和精密加工技术发展。目前，基于信息技术不断革新，国内的金属机械加工制造工艺越来越丰富，极大地提高了金属机械加工制造效率与质量，增强了国内金属机械加工制造业的市场竞争力。在此背景下，本文研究金属机械加工制造工艺，将具有重要的理论与现实意义。

一、现代金属机械加工制造工艺的特点

第一，具有相关性。金属机械加工制造的核心技术是决定我国金属机械加工制造业发展最重要的因素之一。就目前来看，金属机械加工制造技术并不只是简单地局限在技术这一方面，像产品的开发、产品的设计等都是其重要的内容。并且这些内容之间具有一定的相关性，因此，如果它们中有一方面出了问题，其它方面势必会受到影响。

第二，具有体系性。一项工艺要想保持鲜活的生命力，必须要紧跟现代技术的发展潮流，从中汲取有益的内容。只要符合时展需要的技术才会在其相关的产品生产、销售领域被广泛的采用。除此之外，两者之间具有体系性，可以利用这个特点来进一步促进技术应用和发展。

二、现代金属机械加工制造工艺分类与应用

金属机械加工制造的内容是生产加工相关的机械产品，其中较为重要的部分是相关机械零件的生产和装配。在整个生产过程中，应当确保生产产品的品质，并最大化地实现高效、高产、高品质、低污染的效果。在设计品质逐步改善的同时，也使现代金属机械加工制造水平有长足的发展，并逐步朝着高柔性、高精度、高效化的方向发展。同时，也代表着金属机械加工制造水平及产品品质等出现了非常显著的进步。在金属机械加工制造的生产过程中，所涉及的工艺技术主要为焊接技术。其中包含有气体保护焊接技术、埋弧焊接技术、搅拌摩擦焊接技术、螺柱焊接技术以及电阻焊接技术等。

（一）气体保护焊接技术

气体保护焊接技术是指采取电弧供热的方式，而将气体当成焊接过程中的保护介质。焊接操作时，由于电弧所产生的热量，使焊接物质的周围产生一定的气体保护介质，让熔池以及电弧能够和空气相隔离开来。这个保护层能加快物体的熔化，还能将电弧和空气进行隔离，把有害气体的影响降至最低。保护层气体的使用一般都是以二氧化碳为主，因为价格相对低廉，所以企业选择保护层气体时都会将其放在首位，不仅降低企业的成本，还能提高产品的利润。

（二）埋弧焊接技术

埋弧焊接技术是指电弧位于焊接层下方来完成焊接工作。其可以分为自动与半自动两个方法。采取自动埋弧焊接技术时，仅仅要求焊接小车将所需要的焊接材料运送至指定位置，并完成对焊接电弧的引动即可。但是，如果采用半自动埋弧焊接技术，不仅仅要求人工的运送所需的焊接材料，同时在焊接电弧的移动过程中也要进行人工的操作。因此，在这一过程中将会导致大量的人员及劳动力的占用，相对于自动埋弧焊接技术来说，过程较为烦琐且没有较好的经济性。现阶段，为了提升焊接工作的效率，大多数采用自动焊接的方法。同时，自动埋弧焊接技术被使用在大多数的钢结构焊接中。同时，埋弧焊接技术具备焊接效果好、品质稳定及污染小的特征。不过，在采用埋弧焊接技术时，应尤为的关注对于焊剂的种类使用情况，选择适宜碱度的焊剂，这样才可以确保所焊接的接口可以达到现代金属机械加工制造中标准的要求。

（三）搅拌摩擦焊接技术

这种工艺技术最早并不是应用在机械加工制造业中，而是飞机或者铁路的制造项目中。但随着技术的改进，其使用面变得越来越广，也日渐成熟。这种技术在进行焊接时，耗费的工艺材料较少，操作也较为简便。尤其是在焊接铝合金时，这种工艺的优点更加突出。

（四）螺柱焊接技术

将螺柱与被焊接材料的表面相接触，并接通一定的电弧，在电能发热的作用下，将接触位置融化，然后给予螺柱特定的压力，进而实现焊接。螺柱焊接技术又分为储能焊接方式与拉弧焊接方式。在一些焊缝相对浅的焊接工作中，多采取储能焊接方式。例如，焊接厚度较小的板面材料。对于焊接缝相对深的情况，则多使用拉弧焊接方式。由于以上的两种焊接工艺，均能避免漏洞问题的出现。因此，被大量的使用在现代金属机械加工制造生产中。

（五）电阻焊接技术

此焊接技术把所需焊接的对象，置于电源的正极与负极之间，并对被焊接物体通电。由于所要焊接的物质在整个电路中充当电阻的作用，因而会在其表面出现电热效应，而形成一定的热能，这些热能将所要焊接材料融化，让其和金属成为一体。采用电阻焊接技术时，可实现较高程度的自动化操作，并且焊缝的品质要好。在整个焊接过程中，没有污染物及噪音的产生，并且能大量的节约焊接时间。不过，电阻焊接技术所采用的焊接设备较为昂贵，在使用过程中维护相对困难。所以，电阻焊接技术大多数被应用在航空航天行业中。不过电阻焊接技术目前仍旧缺乏相对应的无损检测技术及标准，在这一方面仍然需要进一步的改进。

三、提升金属机械加工制造工艺可靠性的策略

（一）生产环节工艺管理环节

在金属机械产品制造中，生产工艺管理环节是必不可少的一部分，也是整个制造系统的核心部分，企业管理直接影响产品生产质量和生产效率，严格、有序的管理能提升生产产品质量，提高生产效率 ；反之，产品质量得不到保证而且生产效率低下。

（二）产品可靠性检测环节

在产品出厂前，对产品进行严格的质量检验可以提高产品的可靠性。及时检测出质量不合格的产品，找出生产过程中由设计因素、技术因素和其他因素引发的质量问题，可以从根本上提高产品出厂合格率。

（三）产品完工检测环节

产品完工、出厂前对产品进行全面检测有效保证出厂机械产品质量合格，对保证机械制造的工艺可靠性起重要意义。此环节需检测员按照相关技术标准，保持认真、负责的工作态度，对机械产品进行全面科学的评估。

（四）建立高效的研究体系

员工、工艺技术和机械设备等决定着机械产品的质量 ：员工专业技术水平影响机械设备的操作 ；工艺技术水平高低影响产品生产效率，决定产品档次 ；机械设备的可靠性影响产品质量。建立严格的制度、高效的研究体系才能最大程度保证工艺可靠性，使员工、工艺技术和机械设备三方面协调共进，促进机械制造工艺可靠性。

（五）建立严格的管理制度

严格的管理制度是企业强化金属机械生产管理环节的重要的手段。严格管理制度的制定，包括了科学的管理方式的实现，以及对金属机械加工工艺监督的加强。科学的管理方式的实现，应包含了对人员和设备的管理，以实现持续的加工工艺的提升。

四、结语

C上所述，现代金属机械加工制造工艺能够有效地促进金属机械加工制造领域高速、稳步的发展，是金属机械加工制造不断进步的动力来源。为更好地提高机械制造的工艺可靠性，企业应以质量第一效益第二的思想为核心，运用科学、先进的制造工艺，加强监测管理，严格把控各环节中存在的问题，同高校相关专业联盟，学习引进国外先进技术，积极提升机械制造工艺水准。

金属加工篇5

关键词：加工条件；拉伸速度；试样加工；金属材料；拉伸性能

0引言

随着社会的进步以及金属材料应用领域的逐步扩大，其对人们的生活有着越来越重要的影响，而拉伸性能作为检验金属材料是否符合规定标准的重要指标之一，要求在金属材料的加工过程中应当具备较高的加工工艺。基于此，本文笔者将结合自己的工作实践就加工对金属材料拉伸性能的影响问题进行探讨，以供商榷。

1金属材料的特殊性质

金属材料通常是指由金属元素或以金属元素为主所构成的具有金属特性的材料的统称，主要包括纯金属、特种金属、合金以及金属材料金属间化合物等。一般来说，在金属材料的加工过程中，其组织会受到一定的影响而发生相应的改变。因此，了解并把握金属材料的特殊性质对加工具有至关重要的影响，具体而言，金属材料的特殊性质主要表现为如下三个方面：

（1）疲劳。许多金属材料，例如：工程构件、机械零件等，在工作过程中需要承受交变载荷，在此作用下，虽然金属材料的屈服极限远远高于应力水平，但经过长期的应力循环作用后，也会出现突然脆性断裂现象，此现象就是金属材料的疲劳，是一种最常见也最危险的断裂形式。

（2）塑性。在载荷外力的作用下，金属材料所呈现的永久变形而不被破坏的能力即为金属材料的塑性。金属材料的塑性越好，越能在较大的范围内形成塑性变形，并在塑性变形的过程中强化金属材料的强度，增加金属材料的安全性。

（3）硬度。硬度主要是指金属材料对硬物体压入其表面的抵抗能力，是考量金属材料性能的重要指标之一。金属材料的硬度是起始塑性变形抗力与继续塑性变形抗力共同作用的结果，一般来说，金属材料的硬度越高，耐磨性也就会越好。

2加工对金属材料拉伸性能的影响

2.1加工条件对金属材料拉伸性能的影响

根据加工时成型温度、时间以及压力的不同，金属材料拉伸性能会受到不同程度的影响，其中以横向拉伸强度所受的影响最为突出。通常而言，随着成型温度的升高，金属材料内部的分子运动能量、熔体的自由体积以及链段的活动能力均会随之增加，从而降低分子间的相互作用及熔体粘度，增加金属材料的横向拉伸强度。但这不并不意味着成型温度越高越好，因为成型温度如果过高，就会使聚丙烯树脂本身的氧化速度加快，导致大分子主链断裂等不良情形，影响金属材料的性能。其次，金属材料的横向拉伸强度会随着加工时间的延长而呈现出先增加后趋于平缓的趋势，加工时间过短容易导致聚丙烯树脂熔体出现流动不畅等不良现象，但在达到饱和值后再延长时间，同样不会对结果有太大的改变。最后，金属材料的横向拉伸强度会随着压力的增大呈现出先增后减的趋势，压力在3MPa~7MPa之间，金属材料的横向拉伸强度会随压力的增加而增加，而当压力在7MPa~9MPa之间，横向拉伸强度则会随着压力的增加而降低，因此，压力对金属材料拉伸性能的影响是双面的，在加工过程中应当根据需要进行合理的控制。

2.2拉伸速度对金属材料拉伸性能的影响

在金属材料的内部往往存在着位错等晶体缺陷，而在常温状态下，金属材料拉伸性能主要呈现在弹性变形阶段与塑性变形阶段。其中金属材料的塑性变形主要依靠位错方式来完成，一旦外力作用超过滑移的临界值，便会导致向晶向和晶面运动，而在运动过程中会产生相应的运动速度，这就导致金属材料在拉伸过程中，抗拉强度会随着拉伸速度的提高而升高。此外，金属材料在拉伸过程中，拉伸时间会存在一定的滞后性，若在低的拉伸速度下，金属材料可以承受200kN拉力，一旦拉伸的速度提高，同样给予金属材料200kN拉力，则会因位错密度远远高于在低的拉伸速度下状态，而导致金属材料断裂，因而拉伸速度的提高会大幅度降低金属材料的断后伸长率，并在达到临界值后呈现趋缓下降趋势。

2.3试样加工对金属材料拉伸性能的影响

样坯切取和试样制备作为试样加工的两大重要环节，其中取样方向、位置、方法以及试样形状、尺寸、制备方法的不同，均会对金属材料拉伸性能产生一定的影响。具体影响主要表现为如下几个方面：首先，在和轧制方向相同的部位取样，能够增加金属材料的抗拉强度和屈服强度，提高金属材料拉伸性能，次之45°方向取样，而在和轧制方向垂直的部位取样金属材料的拉伸性能最差。其次，由于受组织结构、化学成分等不均匀性因素的影响，会使金属材料不同部位的力学性能出现一定的差异。以H型钢为例，腹板和翼缘的拉伸性能就存在很大的差别，通常对于翼缘宽度超过200mm的H型钢，应当在翼缘1/3处进行切取取样。最后，试样的制备方法包含很多种，如：冷剪法、砂轮片切割法、机械加工法以及火焰切割法等，但无论运用哪种方法，在操作过程中均应避免受热不均、加工硬化以及变形等不良现象的产生，保证金属材料的力学特性，增强其拉伸性能。

3结束语

综上所述，在金属材料的加工过程中，无论是加工条件、拉伸速度还是试样加工均会对金属材料拉伸性能产生一定的影响，使其抗拉强度、断后伸长率以及横向拉伸强度发生相应的改变。因此，这就要求相关工作人员在工作实践中，应当充分了解并把握金属材料的特殊性质，并增强加工对金属材料拉伸性能影响问题的重视程度，从而逐步提高加工工艺，促使金属材料外观以及拉伸性能的切实提高。

参考文献：

[1]田广明.试样加工对金属材料拉伸性能的影响[J].理化检验(物理分册),2011,47(06):365-367.

[2]耿富强,刘兵华,李美琳.试样取样与加工对美标金属材料拉伸性能的影响[J].化工装备技术,2013,34(02):30-32.

金属加工篇6

关键词：新型金属；材料成型；加工技术；分析

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.21.038

0 前言

现今来看，在科学技术不断发展的过程中，金属复合材料逐渐得到了广泛的应用，相对于普通金属，复合材料具有较大的优势，现今已经成为各个领域中的重要材料。并且在进行金属复合材料零件的加工与制作中，涉及到较多的成型加工技术，为了保证技术材料的质量，那么必须要采取有效措施，不断提升成型加工技术的质量。

1 新型金属材料

新型金属材料的种类比较多，其范围主要是属于合金的范围中，对于金属材料来说，主要的特点就是具有较强的延展性，同时新型金属材料的化学性能十分活泼，并且技术材料上也具有较强的光泽以及色彩[1]。目前来看，记忆合金、高温合金以及非晶态合金等材料是社会应用最为广泛的金属材料。焊接性是金属材料的一个加工特性，焊接性也是金属材料加工最为基本的一个加工特性。对于新型金属材料来说，焊接性很强，这样在进行焊接的过程中要充分保证其乜有裂缝以及气孔等，这样将会促进金属材料具有较高的焊接性，保证其导热性。其次，锻压性则是新型金属材料的另外一个特性，这也是金属成型一个重要的关键因素，金属具有的锻压性将会促进金属材料塑性的提升，从而来不断提升其性能。同时加工条件也是影响金属锻压性的性质。最后就是金属加工的锻造性，其中主要是包含了收缩性、流动性以及敏感性等特性。新型金属材料属于合金，熔点元素较高，这样将会直接导致金属流动性降低，以此来保证材料的成型加工。

2 新型金属材料成型加工技术

2.1 粉末冶金技术

粉末冶金技术是金属加工成型最早的技术，该技术能够有效进行复合材料的制造，同时具有能够对金属基复合材料中的晶须增强功能等，该方式具有较为广泛的成型加工技术[2]。粉末冶金技术主要适用于一些尺寸较小，以及形状较为粗糙的精密零件，同时粉末冶金技术的零件制造形状不是很复杂，在成型中，能够结合实际需求量来不断提升金属含量，并且在制作中其较为精密，组织也十分细密，这是其主要优势所在，并且工作效率也较高。

2.2 铸造成型技术

在进行铸造成型技术中，主要是利用有效的检验工作，这是目前来看较为成熟的铸造技术，在进行铸造过程中有效保证其设计满足基本要求。对于该方式来说具有较强的性能，主要是应用于复合材料零件的生产以及制造中，目前来看制造与加工技术逐渐趋于复杂，但是这样也将直接导致铸造成型发的之后滞后性也十分明显。另外，相关的参数以及工艺方法必须要经过不断的改革与创新，流动性的不断提升，这样将会保证溶体的粘度中的颗粒不断提升增加。并且高温度会导致材料出现化学变化。所以在进行加工中，可以采用熔模铸造、压铸以及金属型铸造等方式来避免出现以上几种情况。

2.3 机械加工铸造法

对于该方式来说，主要是利用铣、车以及钻等方式来进行金属复合材料的加工，并且在进行精加工铝基复合材料中主要是利用金刚石道具来进行成型加工。首先就是要利用铣削的方式，其中材料主要是含有15%～20%的粘结剂，局金刚石刀具以及端面铣刀，要利用切削液来进行冷去，提升铣削的颗粒。之后要利用车削的方式，同时能够结合乳化液进行有效的冷却处理。选择刀具要科学，选择硬质合金刀具。最后要利用钻削的方式，同时能利用外切削液进行有效的冷却处理[3]。

2.4 电切割技术

对于该技术来说，主要是在进行成型加工的过程中要充分结合零件的形状的负极来进行几何切割形状的选择，这样在进行材料的切割中利用正极溶剂的基本方式来进行材料的切割。在零件成型之后的残屑，对其的清洗来说则是可以利用零件以及负极之间的间隙进行清洗，传统的方式主要是放电方式，但是这种方式具有较大的缺陷，电切割技术的优势较为明显，能够在介电流中侵入移动的电极线，并且可以有效运用液体的压力进行全面的冲刷，以及利用局部的高温来对零件进行成型加工。利用电切割法进行成型加工中，对于一些非导体的复合材料则是可以根据放电的效果差来进行一定的影响。主要是由于切割速度慢以及切口粗糙等问题引起，这样就不能采用传统的切割参数。

2.5 焊接技术方式

焊接技术是成型加工中的重要方式，同时也是应用最为常见的方式之一，主要是应用于金属以及复合材料成型的构建中。焊接熔池的流动性以及粘度都会出现一些变化，这样将会在很大程度上提升增加物的影响，另外在进行成型加工中，对于金属化学反应，主要是发生在基体金属以及增强物之间，这将会对焊接的速度造成较大的影响。对其的解决主要是对其中的部件进行有效的轴对称旋转，之后就是熔化焊的基本方式。

2.6 模锻塑性成型法

对于该方式来说，主要是在镁基复合材料以及铝基础复合材料中进行有效的应用，这样成型发中主要是涉及到超速成型、模锻以及挤压等几种方式。该方式生产出的零件性能较强，并且零件的组织较为精密。但是在实际应用中还是要注意，要保证挤压温度的适应性，适当提升温度，能够提升金属材料的塑性。并且模具表面进行涂层或使用剂来改善摩擦条件，降低材料成型的困难性，提升生产的效率。

3 结语

现今科学技术不断发展，新型金属材料不断发展，其成型加工技术越加受到人们的重视度，因此必须要采用有效措施，加大研发力度，从而来开发有效的方式来提升金属材料成型加工的质量。

参考文献：

[1]张文华.材料成型与控制工程模具制造技术分析初探[J].黑龙江科技信息，2015（15）：40-41.

[2]梅耀云.关于材料成型技术的现状与发展趋势的研究[J].商业故事，2015（27）：50-51.

金属加工篇7

关键词：刀具材料，工件材料，高速钢，硬质合金，切削加工

 

材料学是研究材料组成、结构、工艺、性质和使用性能之间相互关系的科学。材料、结构和几何形状是决定刀具切削性能的三要素，其中刀具材料的性能起着关键性作用。刀具材料的发展反映了切削加工技术的发展史。而工件材料的性能直接影响刀具的寿命.

1.刀具材料的性能对切削方式的影响

刀具材料是指刀具切削部分的材料。合理选择刀具材料影响到：

（1）切削加工生产率

（2）刀具耐用度

（3）刀具消耗和加工成本

（4）加工精度和表面质量

故合理选择刀具材料对金属切削加工至关重要。常用刀具材料主要有工具钢、硬质合金、陶瓷、超硬材料四大料，其中应用最多的是高速钢和硬质合金。

1.1高速钢性能及应用

高速钢是含有较多W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工具钢。其抗弯强度较高，韧性较好，常温硬度在62~66HRC，其耐热性约为600~660℃。刃磨时切削刃易锋利，故在生产中常称为“锋钢”，磨光的高速钢亦称白钢。

高速钢综合性能较好，故广泛用于制作刀具。其具有高的强度（抗弯强度为3～3.4GPa）和高的韧性（180～320kJ/㎡）,具有一定的硬度、良好的耐磨性和热处理变形小的特点，适用于制造各种结构复杂的成形刀具、孔加工刀具等。

高速钢按化学成分可分为钨系高速钢和钼系高速钢（含Mo2％以上）；高速钢按切削性能可分为普通高速钢和高性能高速钢；按制造工艺方法不同，又可分为熔炼高速钢和粉末冶金高速钢。

高速钢刀具制造工艺较简单，刀刃锋利，适用于制造各种形状复杂刀具(如钻头、丝锥、成形刀具、拉刀、齿轮刀具等) 。常用的通用型高速钢牌号——W6Mo5Cr4V2 、W18Cr4V ，高性能高速钢——如9W6MoSCr4V2 、W6MoSCr4V3，比通用型高速钢具有更好的切削性能，适合于加工奥氏体不锈钢、高温合金、钍合金和高强度铡等难加工材料，粉末冶金高速钢，其性能优于上述的高速钢 ，540℃时HRA82~87，760℃时RA77~85，800--1000℃时，尚能进行切削，刀具耐用度提高几~几十倍，同时切削速度提高4~10倍。但比高速钢强度低，冲击韧性差，不能承受切削振动和冲击负荷。

1.2硬质合金性能及应用

硬质合金是由硬度很高的难熔金属碳化物和金属粘接剂用粉冶金工艺烧结而成。硬质合金的常温硬度达71~76HRC，耐磨性很好，能耐800~1000度的高温。科技论文。硬质合金刀具允许的切削速度切削速度可达100~300m／min，比高速钢高5~10倍，但抗弯强度低，怕冲击振动，制造工艺性差。硬质合金中：碳化物含量高，则硬度高，抗弯强度低。粘结剂含量高，则硬度低，抗弯强度高。

硬度合金按其化学成分与使用性能为分K、P、M三个主要类别。科技论文。

（1）K类硬质合金(旧牌号YG类)，适宜加工短切屑的脆性金属和有色金属材料，如灰铸铁、耐热合金、铜铝合金等，其牌号有K01、K10、K20、K30、K40等，精加工可用K01 ，半精加工选用K10 ，粗加工宜用K30

（2）P类硬质台金(旧牌号YT类)，适宜加工长切屑的塑性金属材料，如普通碳钢、合金钢等，其牌号有P01、P10、P20、P30、P50等，精加工可用P01 ，半精加工选用Pl0、P20 ，粗加工宜用P30

（3）M类硬质合金(旧牌号YW类)，具有较好的综合切削性能，适宜加工K切屑或短切屑的金属材料，如普通碳钢、铸钢、冷硬铸铁、耐热钢、高锰钢、有色金属等，其牌号有M10、M20、M30、M40，精加工可用M10，半精加工选用M20 ，粗加工宜用M30

1.3涂层刀具材料

在硬质合金或高速钢基体上，涂敷一层几微米厚的高硬度、高耐磨性的金属化合物(如碳化钛、氮化钛、氧化铝等)而制成的。涂层硬质合金的刀具寿命至少可提高l～3倍，涂层高速钢的刀具寿命可提高2～10倍

2.工件材料的性能对切削加工的影响

在金属切削加工中，了解加工工件材料的性能也极其重要。工件材料的强度、硬度提高，平均正压力增大，因此，摩擦系数μ下降，剪切角φ增大，切削变形减小。塑性较高的材料，则变形较大。工件材料的塑性或韧性越高，切屑越不易折断，使切屑与前刀面间摩擦增加，故切削力增大。材料硬化能力越高，则力越大。奥氏体不锈钢，强度低、硬度低，但强化系数大，较小的变形就会引起材料硬度提高，所以切削力大。铜、铅等塑性大，但变形时，加工硬化小，则切削力小。工件材料是通过强度、硬度和导热系数等性能的不同对切削温度产生影响的。以45钢工件为参照，低碳钢强度硬度低，导热系数小，切削温度低。高碳钢，强度硬度高，导热系数小，切削温度高。40Cr硬度相等，强度略高，导热系数小，切削温度高。合金钢强度硬度高，导热性能差，切削温度高。不锈钢强度硬度低，导热系数较45钢低3倍，切削温度高.脆性材料摩擦小、产生热量少、温度比45钢低。

3.刀具与工件材料须合理匹配

刀具、工件两方面材料的力学、物理和化学性能必须得到合理的匹配，切削过程方能正常进行，并获得正常的刀具寿命；否则，刀具就可能会急剧磨损，刀具寿命很短。例如，硬度高的工件材料，就必须用更硬的刀具来加工；高速钢刀具硬度不够，不能用来切削淬硬钢和冷硬铸铁，硬质合金则能胜任。加工硬脆材料，不仅要求刀具有很高的硬度，还要求有高的弹性模量，否则刃部难以支撑。科技论文。用硬质合金刀具加工淬硬钢及其它硬脆材料，必须采用弹性模量较高（WC成分较多）的K类或M类牌号。以上是力学性能的匹配。不仅考虑刀具材料的常温力学性能，还应考虑其高温性能。在加工导热性差的工件时，应采用导热性较好的工具，以使切削热得以传出。从而降低切削温度。

综上所述，只有对材料学深入研究，在了解工件与刀具材料特性的基础上，使被选用的刀具材料与工件材料相互“匹配”。既做到充分发挥刀具特性，又能较经济的满足加工要求。值得说明的是，加工一般材料大量使用的仍是普通高速钢与硬质合金。只有加工难加工材料才有必要选用新牌号合金或高性能高速钢，加工高硬度材料或精密加工时才需选用超硬材料。

参 考 文 献

[1]宫成立等． 金属工艺学. 机械工业出版社,2007

[2]聂建武,兰建设等.金属切削与机床 西安电子科技大学出版社，2006.2

金属加工篇8

高瞻远瞩打造全国首家大型有色金属加工基地

沈阳解放后，为适应我国国民经济恢复和发展的需要，1949年5月7日，东北人民政府决定将沈阳冶炼厂第一分厂和苏家屯工场合并，成立沈阳有色金属加工厂，任命韩彬为厂长、孙明为副厂长。

鉴于铁西区厂址拥挤狭窄、发展空间不足，东北人民政府工业部部长王首道亲自带领有色局领导李华、孙鸿儒多次勘测，反复比较，最后确定了地理位置优越、回旋余地较大、地势平坦开阔的苏家屯区现厂址。当时，苏家屯厂区刚刚经历战争创伤，厂房简陋，厂区破败，只有一台“曼内斯曼”穿孔压延机。就在这样困难的条件下，从1949年9月16日开始，全厂职工克服重重困难，在图纸资料不全、技术力量匮乏、搬迁设备陈旧、交通不便的情况下，完成了铅板机、铅管机和压延机等大型设备的拆迁和安装，修建了熔铜反射炉等设备，整个搬迁工作于1950年1月顺利完成，实现了工厂生产、恢复和搬迁三不误。

沈阳有色金属加工厂迁厂的顺利完成，最现实的意义是直接满足了抗美援朝战争军工生产的需要。但从更长远的角度来看，沈阳有色金属加工厂由此成为全国首个大型有色金属加工基地，为我国有色金属加工业培养了第一批领军人才，为后来支援兄弟企业的建设积累了丰富经验，提供了可靠保证。

众志成城70天创造废墟上恢复生产的奇迹

1952年2月9日，时值元宵佳节，正当我们奋战在生产第一线时，一场意外发生了。当时户外温度只有-20℃，但是车间内有熔炼紫铜的反射炉等高温设备，又是木制厂房，温度极高。当班班长取来冻凝的重油桶用炭火烘烤，重油化开后体积迅速膨胀，冒出桶外，溅到炭火上，火苗迅速燃起，木结构厂房瞬间陷入一片火海。虽经迅速抢救，但由于风势过大，熔铸、压延和管棒三个车间近一万平方米厂房全部烧毁。

此时，抗美援朝战争正打得极为惨烈，军需产品供不应求，我们面临了建厂以来最大的考验。有色金属管理局领导李华到厂视察后，作出了必须“在‘五一’前全面恢复生产，同时对厂房进行必要改造”的果断决策。副厂长王哲亲自指挥、约法三章：一是到恢复生产前，全厂取消星期天休假；二是当日事当日毕；三是明确责任，每个人都履职尽责。有一天晚上，已经10点了，厂里召开会议，一位中层干部却没到会，回家睡觉去了。王哲马上派人把他找来，并严肃地批评了他。还有件事特别值得一提：为了节约钢材，车间主任杨名洲带着工人赶赴安东（今丹东），冒着空袭的危险，每天在安东冶炼厂、安东铝厂院内一米多高的草丛中寻找钢梁、钢柱和一切可用的材料，运到浪头港经铁路线发运回厂，保证了重建厂房所需钢材。

就这样，靠着团结、拼搏、务实、奉献的精神，我们仅用70多天就在火灾废墟上重建了车间。4月下旬，熔炼和板材车间恢复生产。5月1日，铜系统恢复生产。1952年，我们厂的铜材产量达2089吨，是1949年的6倍多、1951年的2倍多。

群策群智组建我国第一个合金实验室

新中国成立之初，百废待兴，全国从事有色金属材料研究的技术人才奇缺。为加速相关技术人才的培养，东北人民政府工业部有色金属管理局采取了“集中兵力打歼灭战”的办法，集合所能收集到的设备，集中现有主要技术人员，于1950年春在我们厂成立了“东北有色金属管理局冶炼处合金实验室”。

那时，实验室集中了一大批高中级科技人员，但是很多人几乎没有接触过冶金工业，需要从头学起。关于合金材料的中文书很少，大家就自觉苦学俄语，几个月后，就都能自如地查阅俄文资料了。为了加强研究，实验室不惜重金，购买了一套从1909年创刊到1950年为止的英国金属学会杂志。这套杂志是国内稀缺的原版杂志之一，对研究人员帮助非常大。大家坚持在学中干、干中学，发扬自力更生、艰苦奋斗的精神。没有熔炼设备，就自己动手设计和安装了炭精电阻炉；没有挤压机，就自带原料去兄弟单位借地生产，开展实验。经过艰苦努力，实验室试制成功了13种牌号的铝及铝合金铆钉线、刹车板、锡磷青铜片和巴氏合金，为矿山提供了耐压、耐腐蚀的轴承材料，有力地支援了国家经济建设。

1952年，东北有色金属管理局迁到北京，合金实验室与我们厂技术科合并。1953年，我厂组建了试制车间，在“一五”计划期间，平均每年完成新产品试制项目30项以上。1964年，我厂组建了厂属研究所，使新材料的研制进入快速发展时期。这一阶段，研究所平均每年承担科研项目20多项，高效填补了国内有色金属材料的空白，完成了国内许多急需新材料的试制，解决了军工及民用生产中的关键材料。1957年到1966年，我厂共试制新产品1517项。就在“”的情况下，我厂仍然坚持抓生产、抓科研，10年间完成新产品试制任务1560项，开展科研211项，创造重大科技成果14项。

白手起家实现我国第一代钛材生产的工业化

1958年，我国钛及钛合金加工材的生产还是一片空白。6月，时任厂长孙启民和工程师孙仕俊赶到北京，与冶金部有色司和航空材料所达成了研制生产钛合金的协议。为了尽快完成钛材生产线，我厂突破常规，搞了“113工程”“738工程”，到1960年时已经初具规模。回头看，我厂的钛生产创造了很多“全国第一”。1958年6月，我厂就与冶金部有色司达成协议，研制某航空发动机使用的BT5钛合金板材，这是中国钛材研制第一次厂所合作；1958年10月，我厂孙仕俊、张世金等人用二辊铜板轧机轧制成功BT5钛合金板，这是中国第一批工业规模生产出的钛加工材，受到了王鹤寿部长的称赞；1960年，我厂用200公斤真空自耗电弧炉熔铸出规格240毫米、重200公斤的纯钛锭，这是中国生产的第一支工业规模纯钛锭；我厂用1200吨卧式挤压机压制出直径150毫米、长1000毫米的钛合金电极，在中国钛熔炼史上也是第一次。

20世纪50年代，我国的航空工业起步不久，急需钛材料。航空部门、航天部门、电子工业部都给我厂打来电话，要求尽快研究加工生产相关产品。为此，国防科工委专门成立了“113办公室”，冶金部全力配合。1959年年末到1960年年初，我厂用整整一个冬天的时间，在极其寒冷的气候条件下，建成了585平方米的熔铸车间厂房。与此同时，冶金部调抚顺铝厂200公斤、100公斤真空自耗炉各1台，并拨款购置沈阳黎明机械厂产25公斤真空自耗炉1台，在我厂建设半工业性的钛合金加工材研制和批量生产基地。这期间，我厂派人到中国有色金属研究院进行钛合金熔炼技术实习，航空一机部四局、航空材料研究所、黎明机械厂等单位的技术人员纷纷支援，现场攻关。到1961年，铝―钼中间合金的制取工艺探索成功，并熔出钛合金锭，锻制出棒材，供很多单位使用。

金属加工篇9

关键词：金属切削、振动、刀具、研究振动机理。

一、金属切削加工中的振动及其危害

机械加工工艺系统是由机床、刀具、夹具和工件组成的。在金属切削机床上对零件进行切削加工时，工艺系统在切削力、夹紧力、摩擦力、惯性力、机床内部的激振力、外界的干扰力以及重力等的合力作用下，会产生一定的弹性变形，出现一种周期性的相对运动，这种相对运动通常称为振动。产生振动时，工艺系统的正常切削过程便受到干扰和破坏，从而使零件加工表面出现振纹，降低了零件的加工精度和表面质量。强烈的振动会导致切削过程无法进行，甚至造成刀具“崩刃”。为此，常被迫降低切削用量，致使机床、刀具的工作性能得不到充分的发挥，限制了生产率的提高。同时，振动还影响到刀具的耐用度和机床的使用寿命，发出的噪声，污染工作环境，影响工人健康，其危害是相当巨大的。

二、金属切削加工中的振动类型

金属切削机床中振动的类型主要分为三种：即自由振动、强迫振动和自激振动。其中以强迫振动和自激振动为主，这里以车削加工为例，主要对强迫振动和自激振的影响加以分析。

（一）强迫振动

强迫振动是由外界持续激振力引起和维持的振动。当然除了激振力，随着切削时间的变化，位移、速度及加速度也可以激起工艺系统的振动。其强迫振动的主要特点：

1.强迫振动的稳态过程为简谐振动

2.强迫振动的频率等于激振力的频率。

3.强迫振动的振幅与激振力的大小、系统的刚度及阻尼系数有关。

（二）自激振动

高速钢刀具代替碳素工具钢刀具后，由于切削速度大大提高，在切削过程中，开始发现一种在不明显的周期干扰外力作用下而产生的周期振动，称为自激振动，简称切削颤振。切削颤振时，刀具切削刃相对于被加工面的位置会产生周期变化，使切削深度和切削层截面亦产生周期变化，进而使作用于振动系统上的切削力发生变化，而在被加工表面上就会出现不能允许的波形。切削颤振与动态切削力特性和机床结构有关，振动频率主要由机床切削系统的模态固有频率决定。其主要特征是：

1.自激振动是在没有外部激励作用的条件下产生的；

2.自激振动的振幅和频率由系统本身的参数决定；

3.当自激振动的非线性较小时，自激振动的频率接近于近似线性系统的固有频率之一。

三、金属切削机床中振动的产生原因

（一）强迫振动产生原因

1.不平衡造成的离心惯性力

在车床工作时，由于存在质量偏心，当机床高速旋转时产生离心惯性力，这种惯性力就是使机床振动的激振力，其振动频率大致等于这些元件每秒钟的相应转数。

2.机床传动机构的缺陷

在机床上的零部件，特别是传动中的旋转零件，由于制造中存在一定的制造误差，在装配时又存在一定的装配误差等等，这些在转动时就会产生周期性的干扰力，而成为强迫振动力的振源。如齿轮的齿形制造误差以及啮合刚度的变化，不但使齿轮产生径向、切向和轴向的振动，产生噪声，而且还可通过轴和轴承成为其他零部件的振源。同时滚动轴承的精度误差，V带的厚度不均匀等都会造成强迫振动。

3.车削形状不规则的零件

断续切削加工这些零件时，刀具和工件常常产生击，当被加工部位与间断部分有一定的节奏交替时，就可能产生周期性的激振力，而这种交变的切削力就会引起强迫振动。

4.地基振动

地基振动的程度一般取决于两方面因素：一是邻近设备，如冲床、锻锤等引起的振动强度。二是地基和建筑物承载结构的谐振特性，当引起地基振动时，地基同时也把振动传给机床导致机床与地基一起振动。

（二）自激振动产生原因

在没有外力周期性的作用下，由工艺系统内部激发及反馈的相互作用而产生的周期性振动，称为自激振动。车削时的自激振动有低频和高频振动两种。低频振动的振动频率较低，接近于工件系统的固有频率，大致在50—250Hz，主要是工件系统的弯曲振动，其频率振动时发出的噪声比较低沉，振动较为剧烈，在加工表面留下的振动痕迹深而宽。高频振动是车刀的弯曲振动所引起的，其频率接近于车刀的固有频率，大致在500—5000Hz，振动时只有刀具本身振动，噪声尖锐刺耳，切削表面留下振动痕迹细而密。在低频振动时通常工件系统和刀架系统都在振动，它们时而趋远，时而趋近，产生大小相等方向相反的作用和反作用力。在振动过程中，当工件与刀具趋远时，切削力F趋远与工件位移方向相同，所做之功为正值，系统获得输入能量E（+），当工件趋近刀具时，切削力F趋近与工件位移方向相反，所做之功为负值，系统消耗能量E（—），在车削过程中，由于各种因素的影响都可能引起切削力周期性的变化，并使F趋远>F趋近，E（+）>E（—），即在每一振动周期中，切削力对工件（或刀具）所做之正功总是大于它对工件（或刀具）所做之负功，从而使工件（或刀具）获得能量补充产生自激振动。在车削过程中，影响切削力周期性地变化，并使F退出>F切入的情况有以下几个因素：

1.切屑与刀具相对运动产生的摩擦力。

2.再次切削时，因工件在前一转时振动留下的痕迹引起切削厚度周期性的变化，从而影响切削力的周期变化。

3.振动时，刀尖相对运动的轨迹是一个形状和位置都不十分稳定的，封闭的近似椭圆。因椭圆轨迹随相位差变化而变化，从而引起切削面周期性变化，最终引起切削力周期性的变化。

4.刀具在切入和退出工件时所遇到的金属硬化程度不同，从而使切削力在变化。除此以外，振动过程中刀具实际几何角度周期性改变也会引起切削力的周期性变化。

五、金属切削机床中振动的控制措施

通过对振动产生原因分析可知，系统是否发生切削颤振，既与切削过程有关，又与工艺系统的结构刚度有关，针对振动的特点，特提出相应的消振措施。

（一）强迫振动的控制方法

1.隔离振源如挖防振沟，或用隔振地基以隔绝邻近机床振动的影响，采用精密机床和精密仪器常用的空气垫来隔振也是个好方法。还可用动力式减振器、设置弹簧或橡皮垫减少振动。

2.减少激振力如精确平衡回转零部件，将电动机、转子、皮带轮和卡盘作静平衡和动平衡试验，以提高轴承装配精度。

3.提高车床传动件的制造精度如将变速操纵机构中齿轮啮合的制造精度提高，可以减少因齿轮啮合传动而引起的振动。

4.提高工艺系统的刚度及阻尼车床系统刚度和系统阻尼增加可提高对振动的抵抗能力，亦可减少振动。

5.调节系统的固有频率，避免共振现象发生如改变机床转速，使用不等齿距刀具等。

6.采用减振器和阻尼器

（二）对自激振动的控制方法

1.合理选择车刀的几何参数

①主偏角Kr和副偏角Kr′尽可能大。一般取Kr为5°～15°

②采用大的正前角。增大车刀的前角能减小切屑的变形，可减少切削力，降低切削温度和动力消耗，减少切屑对前刀面的摩擦，提高刀具的耐用度，有利于抑制积屑瘤与磷刺，最终减少切削振动，改善加工表面质量。但前角增大后，刀尖强度会下降，为了提高刀具的耐用度，可在刀尖部位磨出刀棱。

③适当减小刀具的后角。车刀的后角减小到2～—3°时对振动有一定的抑制作用。④减小刀尖圆弧半径。

2.提高工件系统的抗振性

①尽可能在接近加工处夹紧工件，使切削力接近工件夹持处，减小切削力矩。

②沿工件全长多夹几点，以减少工件在切削力作用下的变形。

③车削薄壁管时，管内灌水、油、石蜡或装砂，以提高工件系统的阻尼性能。

④提高轴类工件顶尖孔的质量。

⑤加工细长轴时采用中心架。

⑥采用一种能在刀具和工件之间实现附加联系的装置，如使用跟刀架、跟刀架式刀夹以及浮动刀夹，用于镗刀杆的跟刀架式支撑等。

3.提高刀具系统的抗振性如增大车刀截面、减小车刀装夹时的悬伸距离、提高车刀的刃磨质量、刃磨车刀的定位面等均是提高刀具系统抗振性能的重要措施。

4.提高机床系统的抗振性如增强机床零部件的连接刚度，增大系统的阻尼，调整改变系统的固有频率等来提高机床的抗振性能。

5.提高工艺系统薄弱环节的刚度如调整主轴系统的间隙，合理改变机床的结构，减小工件和刀具安装中的悬伸长度。

6.采用减振装置如使用消振刀具和消振器（减振装置）。

综上所述关于金属切削振动分析，不难发现，金属切削过程是一个复杂的动态过程，并未完全概括。例如：在影响因素上，与方向性有关的因素、切削时的温度以及状况等等。但从中可以看出，选用合适的切削参数和适当几何形状的刀具，可以使得切削过程中的振动明显减少，对生产实践仍然起着重要的指导作用。（作者单位：辽宁轨道交通职业学院）

参考文献：

[1]师汉民.机械振动系统[M].武汉：华中科技大学出版社，2005

[2]胡海岩.机械振动基础[M].北京：北京航天航空大学出版社，2005

金属加工篇10

关键词：金属材料 加工工艺 激光技术 应用分析

中图分类号：TG665 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）09（a）-0054-02

近年来，在社会快速发展带动下，激光技术的应用、推广范围也在逐步拓展，并逐渐向工业、科研等诸多领域进行渗透，并在很多行业都拥有着较高的应用发展优势，尤其是金属材料加工中的应用，逐渐成为了该行业不可或缺的发展因素。但就目前来看，该技术虽然在很多领域都得到了广泛推广，但由于种种因素的制约，该技术在材料加工领域的应用价值还未得到充分发挥，还有待进一步挖掘。

1 金属材料加工工艺中激光技术的应用探究

1.1 激光切割

切割不仅是一项十分关键的激光加工工艺，同时也是材料加工行业生产、发展中至关重要的一项应用技术。就目前来看，激光切割通常都应用于薄板材料加工，如，电梯控制板、木模板等，但在金属材料加工方面的应用还有待进一步优化，也是该技术未来的主要发展方向[1]。

现阶段，丰田、福特等世界知名的汽车公司就将激光切割技术推广到了汽车组装生产线上。相比于其他切割技术来讲，该技术能够在最小基本面板内，对不同规格、精度的零件进行加工，且不受金属摸的限制，还能够获得理想的加工效果。此外，激光切割技术在各类不锈钢工件的切割加工中也得到了广泛应用，而且不论是在加工质量，还是数量上都能够呈现出良好的发展趋势。

1.2 激光打孔

激光打孔是一项比较传统，且较为实用的激光材料加工技术，相比于其他技术，这种加工技术不仅具有较高的精度和效益等特点，也在应用发展中逐渐成为了该行业的至关重要的技术元素。在20世纪末，激光打孔技术得到了飞速发展，并逐渐呈现出了较为显著的多元化发展趋势，而随着相关技术、工艺的不断更新完善，随着孔径的逐渐缩小，性能也随之不断提升。在我国，该技术的发展历史也相对较长，最早用于20世纪60年代的钟表制造行业，并取得了一定的应用发展成就，但相比于诸多国外发达国家来讲，我国对此项技术的应用、研发还存在着较大差距。当前，很多发达国家将激光打孔技术科学、广泛地应用到了医药、飞机制造以及食品加工等领域，并为其带来了相对较大的精神、物质财富[2]。

1.3 激光打标

激光打标技术作为一项应用性较强的相关材料加工技术，主要是通过较高的能量与密度的激光，来对局部的工部件进行照射，并对汽化、液化等化学反应进行科学利用，以此来将相关标识永久性地留在工部件的表面。就目前来看，该技术在金属制造行业领域的应用最广泛，如，刃具、轴承等金属制品的打印标记对激光达标技术的依赖性都很强。同时，该技术也能够在不影响晶体性能的基础上，实现看似无法完成标记打印。另外，在社会科技快速发展背景下，一些大理石、陶瓷等非金属制品的达标也可以采用激光打标技术来进行，而随着近几年，激光系统的不断优化，也在某种程度上拓展了标记深度，也进一步提升了标记质量。并且，作为一种较为新颖、先进的产品防伪手段，激光打标技术的应用发展也得到了社会各界的广泛重视。

1.4 激光焊接与表面热处理

首先，对于激光焊接技术的应用发展来讲，结合服务对象、使用器件的不同，激光焊接主要可分为深熔焊、传导焊两种类型机制，前者主要应用于机械制造领域，而后者则在电子电气行业应用比较广泛。

就目前的发展现状来看，该技术已经在汽车行业得到了深层次的渗透，也为行业发展提供了重要的技术支持。具体来讲，这种应用主要在两方面有显著的体现：一方面是在传动焊接上[3]。当前，此项技术能够适应汽车传动系统大部分零件焊接需求，而相比于其他传统的焊接技术来讲，激光焊接既可以对零件的使用寿命进行有效延长，也能够大幅度降低零件的应用成本，进而将其独特的应用价值充分体现出来。另一方面，是在焊接组合件上。具体来讲，主要就是将原本分散的平板工件焊接、冲压成一个整体，这样不仅能够有效减少工件数量，也能够促进其部件性能的不断增强，并在降低车体重量的同时，使汽车的整体性能得到不断优化。

其次，对激光表面热处理来讲。一方面，受到激光表面硬化影响，马氏体的量会随之不断增加，而在不断提升零部件疲劳强度的基础上，也能够进一步提升其耐磨性能。现阶段，激光表面硬化已经在汽车曲轴、凸轮轴等物件制造中得到了广泛应用，而就实际应用效果来讲，其不仅可以有效延长零部件使用寿命，也能够大幅度降低物件制造成本；另一方面是激光合金化与熔覆，其能够大幅度提升加工材料的抗腐蚀、耐磨性能。

2 激光技术在金属加工工艺中的应用前景

针对激光技术的应用现状来看，可以从以下几方面来加强该技术在金属材料加工工艺中的应用。

首先，应对激光工作参数进行不断完善，优化加工作业数据库。在实际应用中，相关工作人员都知道，激光照射具有相对较高的可控性，不论是在激光照射时间，还是范围、强度方面，都能够实行科学、高效的人为干预，也正是由于其具备这种特性，激光加工充分体现出了鲜明的多元化特征。因此，为了将激光加工优势充分发挥出来，相关工作人员可以针对灵活多样的加工方式、对象，建立一套与之相适应的、科学完善的工作参数，从而为激光加工提供更可靠的标准。同时，还应建立完善的加工作业数据库，并以此来促进激光加工质量、效率的不断提升[4]。

其次，积极推广激光多工位分时综合加工。从理论层面来讲，即使是同一束光源也能够进行综合性的加工处理，其主要是因为该激光源可以对激光照射时间、能量密度进行自主控制。而在此基础上，不同工位上分时可以通过对不同方式进行可续整合来进行加工，这样激光切割、焊接和表面处理等工序便能够由一台设备来进行，从而获得良好的综合加工效果。由此可见，其综合加工模式的大力推广，已经逐渐成为了加工技术未来发展的必然趋势[5]。

再者，积极实现自动化、无人化的激光加工。在实际应用过程中，为了最大限度地节省人力消耗，促进其加工效率的不断提升，应积极推动激光加工技术向自动化、无人化方向发展。而就目前来看，激光技术要想在此方面获得突破性发展，就必须要拥有强大的网络、自动控制技术，以及计算机生产辅助管理技术来为其突破性发展提供有力保障。为此，应对相关技术配套设施建设进行不断完善，从真正实现激光加工自动化、无人化，也进一步提升激光技术在金属材料加工工艺中的应用水平。

3 结语

总之，在新时期背景下，激光技术在金属材料加工工艺中的科学运用是一项极其系统的工程。为了不断增强其工程的时效性，必须要加强该技术的应用研究。不仅要对激光技术在该领域的应用现状进行全面分析，还要积极探究该技术的应用路径，只有这样才能够将该技术的功效充分发挥出来，并进一步拓宽其应用前景，才有助于推动金属材料加工事业的快速、健康发展。

参考文献

[1] 黄翔，徐君，张永良，等.金属材料加工工艺中激光技术应用分析[J].城市建设理论研究：电子版，2014（23）：2130-2131.

[2] 樊熊.金属材料加工工艺中激光技术应用分析[J].企业技术开发（下半月），2013，32（10）：23-24.

[3] 田延龙.激光技术在金属材料加工工艺中的应用探析[J].科技创新与应用，2013（10）：25.