材料加工技术论文
材料成加工技术在工业上取得的飞速发展 ，探讨其创新研究，并详细阐述材料成型加工技术的发展趋势。这是学习啦小编为大家整理的材料加工技术论文，仅供参考!
材料加工技术论文篇一
浅谈新型金属材料成型加工技术
【摘 要】随着现代科学技术的发展以及新型金属材料的应用，新型金属材料成型加工技术也得到了相应的发展。在本文中，笔者将基于金属材料成型加工的实际工作经验，在对新型金属材料固有特性与加工特性深入分析的基础上，对当前的七种成型加工技术进行综合探究，以期促进新型金属材料成型加工技术的发展。
【关键词】新型金属材料;成型加工;加工技术;技术创新
当前，新型的金属复合材料已经得到了广泛的应用，复合型材料虽然成本与技术要求都较高，但其所具有的材料特性相较于普通的金属材料具有更高的性能优势，成为工程建设的重要材料。除此之外，更多的零部件制作采用新型金属材料，也催生了很多先进的成型加工技术。那么在新时代背景下，究竟如何才能进一步存进新型金属材料成型加工技术的发展与完善，是当前的材料工程师应该重点关注的问题。
1 关于新型金属材料的综述
1.1 新型金属材料的固有特性
新型金属材料的种类繁多，都涵盖在合金的范畴之内，金属材料的固有特性包括以下几点：新型金属材料具有更好的延展性;新型金属的化学性较为活泼;新型金属具有特有的光泽与色彩等。当前应用广泛的新型金属材料包括形状记忆合金、高温合金、贮氢合金以及非晶态合金等。
1.2 新型金属材料的加工特性
1.2.1 焊接性
焊接性是金属成型加工的基础特性之一，所指是金属材料通过焊接来完成二次成型并满足设计要求。新型金属材料的焊接性良好，在焊接时可以保证没有气孔、没有裂缝等。新型金属材料具有好的焊接性通常收缩小、导热性能好。
1.2.2 锻压性
锻压性对于金属的成型加工的关键因素，金属具有的锻压性能够使金属在锻压的过程中承受塑性变形，并有效缓解冲压。除此之外，金属的锻压性还会受到加工条件的影响。
1.2.3 铸造性
金属所具有的铸造性包括收缩性、流动性、偏析以及裂纹敏感性等具有相关性，由于新型金属材料均为合金，因此其中含有的高熔点元素会金属的流动性降低，给材料成型加工增加了一定的难度。
2 新型金属材料成型加工的原则分析
应用于工程施工以及企业产品中的新型金属材料通常具备耐磨性良好、硬度高的特性，具备这些特性的新型金属材料能够满足工程及产品的成型与质量要求，却也为成型加工带来了一定的难度。通常情况下，为了保障金属材料成型加工的质量，针对不同的金属会采用不同的加工技术。例如有些特殊的金属复合金属材料只有通过金属基复合材料的纤维性增强，才能实现成型加工。而其他特殊的新型金属材料在进行成型加工时需要更加复杂的技术，因此，在进行二次加工时要做到因材料的不同而采取有针对性的技术，做到具体问题具体分析，从而切实推进新型金属材料成型加工的实践进程。
当前，新型金属材料的成型加工通常会涉及到焊接、挤压、铸造、超塑成型以及切削加工等加工技术，笔者通在实际的工作中发现，加工过程中的任何一个小的失误或者纰漏，都会对材料的成型造成一定的影响，因此，在加工之前，一定要对金属材料的物理及化学属性进行深入的、透彻的了解，从而能够基于其可塑性实现成型加工，这也是当前选择复合材料的重要原则与指标之一。
3 新型金属材料成型加工的技术
3.1 粉末冶金成型加工技术
粉末冶金法是应用于新型金属材料成型加工中的最早的技术之一，主要用于制造复合材料零件、颗粒制造以及金属基复合材料中的晶须增强等，且以上成型加工可以通过这一方法直接完成。粉末冶金加工技术的适用范围主要是针对尺寸较小、形状不复杂以及较为精密的零件，因为粉末冶金技术的优势在于成型制作过程中能够根据实际中的需求来进行增强相含量的调节，即颗粒含量在半数以上;制作中的增强相较为精密，且组织更加细密，除此之外，粉末冶金法还具有界面反应少的优势，有效提升了工作效率。例如，美国的DWA公司在设备支撑架以及自行车架等的制作方面就充分应用了这一方法。
3.2 铸造成型技术法
铸造成型技术法已经经过了实践的检验，成为当前最为成熟的铸造技术。铸造成型法能够满足笔者在上文中所提及的加工原则，还被广泛应用于复合材料零件的生产与制作之中。当前，随着实际加工情况复杂性的增加，使得铸造成型法滞后性明显，具体的参数设置以及工艺方法选择等都必须进行改进，在成型加工的过程中，流动性的增加以及熔体的粘度等都会受到材料中颗粒增加的影响，除此之外，高温也会使材料的化学属性发生变化。针对以上出现的问题，具体有效的解决方法在于针对不同的材料成型加工采取熔模铸造、压铸、金属型铸造以及砂型铸造等方法。
3.3 机械加工铸造法
机械加工铸造法通常利用铣、车、以及钻等方法进行金属基复合材料的加工，与其他金属的加工相同的是在精加工铝基复合材料中采用金刚石道具来进行成型加工。具体的方法有以下几种：首先是铣削的方法，具体的材料包括l5%～20%的粘结剂、聚金刚石刀具以及端面铣刀，在进行铣削时需要先利用切削液来实现冷却，并增加铣削颗粒;其次是车削的方法，利用乳化液进行冷却，刀具为硬质合金刀具;最后则是钻削的方法，利用外切削液进行冷却，通常采用PCD镶片麻花钻头。
3.4 电切割技术法
电切割法是指在成型加工过程中根据零件形状的负极来决定采取怎样的几何切割形状，在材料切割时利用正极溶解的基本方式来实现材料的切割。对于零件成型加工中存在的残屑以及未溶解的纤维等，可以利用零件与负极之间的间隙来实现清洗。与传统的放电加工法相比，显著优势在于在介电流液中浸入移动的电极线，从而能够通过液体压力冲刷以及局部高温实现对零件的成型加工。利用电切割法进行成型加工时，非导体复合材料通常会由于放电效果差而产生一定的影响。如在铝基复合材料加工时，由于切割速度慢以及切口粗糙等问题，就不能沿用传统的切割参数。
3.5 焊接技术法
焊接技术法作为成型加工的重要方法之一，通常被应用于金属及复合材料成型构建中，例如航天飞机、汽车传动轴以及自行车等。焊接熔池的流动性以及粘度等易发生变化，并受到增加物的影响。成型加工中，金属的化学反应通常发生在基体金属与增强物之间，对焊接速度造成了一定的限制，面对这一问题，通常的解决办法有以下几种：首先是基于惯性摩擦，将其中一个部件进行轴对称旋转;其次是熔化焊的基本处理方法;除此之外，还可以利用扩散焊的方法进行焊接。
3.6 模锻塑性成型法
模锻塑性成型法在镁基复合材料与铝基础复合材料中有广泛的应用，成型法涉及到超速成型、模锻以及挤压等方法。利用此方法生产出来的零器件性能好、组织更加细密。但是在应用的过程中需要注意以下几方面：第一方面是通过挤压温度的适度提高，可以对应提高金属材料的塑性;第二方面是在模具表面进行涂层或者使用润滑剂等实现摩擦条件的改善，降低材料成型的难度;第三方面则是挤压速度受到增加物的影响，为了防止零件产生横向裂纹，一定要控制好挤压速度。
4 结语
新型金属材料作为一种现代化的先进材料，拥有更为广泛的实际应用价值，而其所具有的高模量、高韧性以及高强度的特性使其更具生命力。成型加工作为二次加工，涵盖了金属学、物理学、传热学等多个学科，这就使得在在成型加工时需要进行更加深入的、广泛的探究。笔者相信，在现代科学技术迅速发展的今天，通过对新型金属材料成型加工技术的探究，能够为金属材料的广泛应用提供可能，同时为金属产业结构的调整与优化奠定基础。
【参考文献】
[1]候立强，郭秋颖.新型金属材料成型加工技术分析[J].科技研究，2014(5)：124.
[2]张利民.新型金属材料成型加工技术研究[J].科技咨询，2012(16)：113-114.
材料加工技术论文篇二
浅析高分子材料成型加工技术
[摘要]高分子材料成型加工技术在 工业 上取得的飞速 发展 ，介绍高分子材料成型加工技术的发展情况，探讨其创新研究，并详细阐述高分子材料成型加工技术的发展趋势。
[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国家级火炬 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.
[3]瞿金平，聚合物电磁动态塑化挤出方法及设备[J].中国专利9O101034.0，I990;美国专利5217302，1993.