李旺順（隴西西北鋁加工廠，甘肅　　定西　748111）

芻議鋁合金材料加工變形控制措施

李旺順
（隴西西北鋁加工廠，甘肅定西748111）

摘要：鋁合金材料廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)中，但目前我國在加工零件方面的技術(shù)還不夠高，只能使用傳統(tǒng)的加工方法對鋁合金材料進行加工，從而在加工過程中導(dǎo)致許多零件變形的現(xiàn)象時有發(fā)生。為了提高加工的效果，在實際操作過程中，常常利用切削液對其進行冷卻。本文探討了幾種能夠解決鋁合金變形的方法，分別是加工刀具法、熱處理法和先進加工法。

關(guān)鍵詞：鋁合金；變形；加工方法；熱處理

隨著制造業(yè)的不斷發(fā)展與進步，在現(xiàn)代工業(yè)中，鋁合金材料變得越來越重要。鋁合金材料具有導(dǎo)電導(dǎo)熱性好、重量輕、耐腐蝕、強度極高，可點焊等優(yōu)點。但也存在著某些不足，比如在鋁合金材料經(jīng)過加工之后，它的零件很容易變形。

加工零件出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力變是導(dǎo)致零件加工后變形的主要原因。由于加工零件內(nèi)部微觀或者宏觀的組織產(chǎn)生了不均勻的體積變化，從而形成了零件內(nèi)應(yīng)力。發(fā)生了內(nèi)應(yīng)力變化的零件常處于一個很活潑的狀態(tài)，其內(nèi)部運動比較激烈，都競爭著回到初始的穩(wěn)定狀態(tài)，即使在常溫環(huán)境，零件的運動也十分的激烈。在短暫的時期內(nèi)，無法觀察到已經(jīng)具有內(nèi)應(yīng)力的零件的激烈運動，它們通常處于一個相對平衡狀態(tài)，只有在清除某一些表面之后，才能夠打破這一種平衡，內(nèi)應(yīng)力重新分布位置，最終導(dǎo)致零件變形。零件的變形大大的降低了零件的性能以及使用壽命。

在科學技術(shù)不發(fā)達的原始時期，通常利用傳統(tǒng)的加工方法對鋁合金材料進行加工，這時冷變形和熱變形形成了零件變形的主要原因。在實際切削加工過程中，切削熱、切削力以及夾緊力是影響零件變形的主要原因。

一、擠壓鋁合金在機械加工過程中產(chǎn)生變形的主要原因和特點

機械加工包括車，銑，铇，磨，鏜等。鋁合金在機械加工過程中產(chǎn)生變形的原因主要有：第一，擠壓時溫度太低，擠壓速度太慢，型材在擠壓機的出口溫度達不到溶固狀態(tài)，導(dǎo)致不能起到溶固強化效果；第二，型材位置的通風效果不好，風量不夠，導(dǎo)致在加工過程中冷卻速度比較慢，從而使擠壓鋁合金產(chǎn)生變形；第三，時效工藝不恰當，熱風循環(huán)不暢，導(dǎo)致時效不充分；牽引機發(fā)生周期性上下跳動，使得型材表面發(fā)生局部彎折；第四，沒有科學合理的方法來設(shè)計模具，使得模具設(shè)計不合理，在擠壓作用下發(fā)生顫抖導(dǎo)致型材出現(xiàn)波紋。在機械加工過程中鋁型材擠壓加工的特點如下：有優(yōu)良的可機加工性，可成形性，可鍛性等等，鋁型材經(jīng)過擠壓加工后可產(chǎn)生斷面形狀比較簡單的棒、管、線、型等產(chǎn)品，這些東西可以用來生產(chǎn)形狀和斷面變化很復(fù)雜的管材以及型材，例如逐漸變斷面型材、帶異性加強筋的整體壁板型材、形狀很復(fù)雜的空心型材和多空型材等。

二、解決鋁合金加工變形的控制措施

（一）利用先進的加工技術(shù)解決鋁合金的加工變形

由于先進的加工技術(shù)合理的控制了零件加工過程中零件的切削力、夾緊力以及切削熱，所以它能夠有效的控制鋁合金材料加工過程中零件變形數(shù)量。所以應(yīng)該采取先進的技術(shù)對鋁合金材料進行加工，比如利用電流變技術(shù)、激光加工技術(shù)、高速切削技術(shù)等。

（二）利用切削刀具解決鋁合金的變形

與其它金屬相比較，利用鋁合金作為材料，可以降低切削過程中的切削力，增加切削的速度，但也存在著不足，在此過程中，容易增加其與刀具的黏度，形成不易清理的積屑瘤。鋁合金材料具有較高的導(dǎo)熱導(dǎo)電能力，在切削過程中會產(chǎn)生大量的熱量（這些熱量來源于切屑和零件），因此刀具比較耐用，使用周期長，但是由于零件本身的溫度上升速度特別快，導(dǎo)致零件容易變形。因此，為了降低切削熱以及切削力，我們不僅要選用合適的道具材料，而且在此基礎(chǔ)之上，要選擇一個符號要求的刀具角度，同時還要提高刀具表面的粗糙程度。

（三）利用熱處理解決鋁合金的加工變形

消除鋁合金材料加工應(yīng)力的方法有很多，其中最重要的、最普遍使用的方法就是熱處理，該方法主要包括：再結(jié)晶退火、去應(yīng)力退火、均勻化退火、時效性等。對于不同的零件應(yīng)采用不同的處理方法，針對那些結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的零件，工藝路線基本上是：粗加工——熱處理——精加工。針對那些精確度要求高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工件，為了保證零件在安裝、配置、運用過程中能夠發(fā)生微小的尺寸改變，在粗加工和半加工的同時應(yīng)安排好熱處理工序，在零件完成精加工之后，再穩(wěn)定零件的內(nèi)應(yīng)力。

（四）利用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(chǎn)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。與熱處理進行比較，振動時效具有生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)成本低、節(jié)約資源等優(yōu)點。人工冷校形是指零件在加工過程中出現(xiàn)變形現(xiàn)象后，人為的對零件進行校形。一種方式是通過施加外力對零件校形，另一種方式是通過持續(xù)的施加外力實現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力向外釋放的目的。

（五）解決鋁合金硬鋁板料變形的實例

鋁合金硬鋁板料在淬火后內(nèi)部會產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力。通常情況下，隨著板料厚度的增加，其殘余應(yīng)力就會相應(yīng)的提高。如果不采取措施及時清理這種殘余力，隨著時間的推移會發(fā)現(xiàn)板料翹曲特別嚴重。更嚴重的是，殘余應(yīng)力將會加劇機械加工時的變形。

結(jié)語

針對鋁合金在加工過程中產(chǎn)生的變形現(xiàn)象，找到了先進的技術(shù)方法來解決加工過程中零件的變形，從而提高了加工水平，彌補了鋁合金某些方面的不足。通過研究分析得出：保持加工余量不變的條件下，每次加工的余量越少，反轉(zhuǎn)次數(shù)越多，零件加工后變形的數(shù)量就會大大降低。

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