淺析鋁合金材料加工變形控制措施

王紀來，楊曉東，陳 剛

（山西航天清華裝備有限責任公司，山西 長治 046012）

現(xiàn)如今，隨著我國經濟及工業(yè)領域的快速發(fā)展，人們對鋁合金制品的需求量也是越來越多，這就促進了我國鋁合金制品行業(yè)的發(fā)展，在國內出現(xiàn)了很多加工鋁合金零件的大小工廠。通過對鋁合金材料的詳細分析與研究，我們發(fā)現(xiàn)鋁合金材料非常適應高溫度環(huán)境，耐高溫性能極強，且還具有非同一般的導電性能，能夠適應各種惡劣的施工環(huán)境，在對其進行加工的時候還可以直接進行焊接工作，不過在安裝或應用鋁合金材料的時候還存在著很多嚴重的問題，在溫度適宜的環(huán)境下，鋁合金材料內部的應力值活動也是非常激烈，在這期間，不能對產生應力值變化的鋁合金材料內部進行觀察，出現(xiàn)內應力變化的鋁合金材料一般情況下都會一直保持這種狀態(tài)，只有在清除一些鋁合金材料后，才會打破這一現(xiàn)象，內應力值重新分布位置，最終導致鋁合金零件出現(xiàn)變形的現(xiàn)象。

1 鋁合金加工變形因素

導致鋁合金材料在加工的過程中出現(xiàn)變形情況的因素有很多，其中主要有機床、夾具、切削參數(shù)、刀具以及切割技術等外界因素，還有溫度、通風等自然因素，此外，來有一部分因素是來自于鋁合金材料自身，鋁合金材料的自身質量不合格也是導致其在加工時出現(xiàn)變形情況的主要原因導致其出現(xiàn)變形的原因主要有定位精度以及剛度，其中定位與精度給鋁合金材料帶來的影響要遠遠高于剛度；夾具因素給鋁合金材料帶來的影響主要有夾具的尺寸不合理、夾緊力過高等，這兩種情況都會導致鋁合金材料出現(xiàn)變形的現(xiàn)象；刀具因素導致鋁合金材料出現(xiàn)變形情況的原因有很多，其中主要原因有刀具的各種形狀參數(shù)、刀具的材質、剛性以及平衡性等等，通過對這一因素的詳細研究與分析，我們發(fā)現(xiàn)刀具的開忍度、圓角以及耐用性是導致鋁合金材料變形的主要原因；切削參數(shù)是導致鋁合金材料在加工過程中出現(xiàn)變形情況最為嚴重的一種因素[1,2]。以上這些都是導致鋁合金材料在加工的過程中出現(xiàn)變形情況的主要原因，要想使鋁合金材料在加工過程中出現(xiàn)變形情況的幾率大幅下降，就必須要加強對以上因素的重視，盡可能的避免其給鋁合金材料的加工帶來影響。

2 擠壓鋁合金在機械加工過程中產生變形的主要原因和特點

（1）鋁合金在機械加工過程中產生變形的主要原因。通過實踐與研究我們發(fā)現(xiàn)，在對鋁合金材料進行切削加工的時候，如果切削時溫度過高或者切削強度過大，也會導致鋁合金零件出現(xiàn)變形的現(xiàn)象，在對鋁合金零件進行生產加工的時候，由于按壓速度太慢，導致材料在擠壓機出口時的溫度過高，遠遠達不到零件凝固的溫度要求，使零件一直處于半凝固狀態(tài)，如果這時的通風不好，零件溫度得不到降低的話，會很容易導致零件出現(xiàn)變形的現(xiàn)象。高溫以及通風環(huán)境合理與否也是導致鋁合金材料在加工過程中出現(xiàn)變形情況的重要原因。

（2）鋁合金在機械加工過程中產生變形的特點。在使用鋁合金材料來進行零件的生產與加工時，在采用中鋁型材在擠壓加工之后可以生產出較為簡單的鋁合金型材，如棒、管、線等基礎型材，這些產品可以被應用在加工形狀較為復雜的管材與型材上。

3 解決鋁合金加工變形的控制措施

（1）先進的加工技術解決鋁合金的加工變形。現(xiàn)如今，采用更先進、更科學的鋁合金材料加工技術來對鋁合金零件進行加工，能夠有效的減少其在加工的時候出現(xiàn)變形的現(xiàn)象，確保鋁合金零件生產加工質量。我們需要加強對先進加工技術的應用，并不斷對其進行完善，防止零件在加工過程中出現(xiàn)變形情況。

（2）利用切削刀具解決鋁合金的變形。切削刀能夠有效減少其在切削過程中所產生的切削力，加快鋁合金材料的加工速度，避免了鋁合金材料出現(xiàn)溫度過高或加工速度過慢的現(xiàn)象，從而有效防止鋁合金零件在生產中及生產后出現(xiàn)變形的現(xiàn)象。要加強對切削刀的應用，使其在防止零件變形的工作上發(fā)揮出最大的作用。

（3）冷處理解決鋁合金的加工變形。人工冷校形和振動時效是解決鋁合金加工變形中冷處理的主要方法之一。振動時效基本原理是通過機械的方式使零件產生振動現(xiàn)象，在振動過程中因受到力的作用，從而松弛或者重新分布位置以達到尺寸的穩(wěn)定。相較于熱處理方式，冷處理方式對防止鋁合金材料加工時變形所起到的作用要大很多，在對鋁合金材料進行加工時，我們可以根據(jù)加工現(xiàn)場的實際情況來選擇最合適的處理方式以減少零件變形現(xiàn)象的出現(xiàn)。

（4）利用熱處理解決鋁合金的加工變形。在對鋁合金材料進行加工的時候，加工所產生的應力會直接影響到整個零件的加工質量；為了使加工精準度及質量得到有效的保障，必須要采取相應的防護措施來減少或消除應力，避免其影響到零件的加工質量。熱處理方式具有多樣性的特點，它可以分為很多種操作方式，因此，在選擇熱處理方式來處理加工鋁合金材料所產生的應力之前，需要對加工零件的形態(tài)及特性等進行全方位考慮，然后再選擇一個最有效的熱處理方式。零件不同，其選擇的熱處理方式也會有一定的差別，對于那些整體結構及外形比較復雜的零件來說，其加工過程通常也會存在一些深化的特征，而對于那些對精密度要求極高的零件來說，其結構會更加復雜，如果出現(xiàn)操作方式的選擇不合理，將很可能導致其在安裝及運用過程中出現(xiàn)嚴重的質量問題。嚴格按照加工零件的性質來選擇熱處理操作方式，防止零件在加工完成后出現(xiàn)變形的情況。

（5）解決鋁合金硬鋁板料變形的實例。淬火技術是材料加工過程中常用的技術之一，鋁合金硬鋁板料在此過程中內部應力會大為增加，而且內應力與板材的厚度之間成正比例關系也即當厚度增加，內應力則會同樣增加。在加工過程中放任內應力的存在，那么在使用過程中不可避免的會發(fā)生板材變形的現(xiàn)象。

4 結語

總而言之，鋁合金材料變形在實際運用過程中十分常見，導致鋁合金材料變形的原因是多樣化的，不僅有加工因素還有環(huán)境因素，但加工因素是主要因素所在。因此，在當下以及未來鋁合金材料加工過程中要不斷優(yōu)化加工技術，以彌補材料本身的不足之處，最大程度上的減少鋁合金材料變形的概率。

[1]耿小云．鋁合金加工變形分析與控制[J]．世界有色金屬,2017(15)：284+286．

[2]黨志南．鋁合金材料加工變形控制措施研究[J]．科技風,2017(09)：17．