陳安新
稀有金屬材料包括以下幾類(lèi):一是難熔金屬,二是貴金屬,兩類(lèi)稀有金屬材料的性能有較大差別,所需要的加工技術(shù)也有所不同。隨著社會(huì)的快速發(fā)展,稀有金屬材料加工技術(shù)也得到迅猛發(fā)展。稀有金屬材料具有以下特點(diǎn):一是高熔點(diǎn),二是易氧化,三是難變形,四是小批量,五是品種多,這在一定程度上增加了材料加工技術(shù)的應(yīng)用難度。對(duì)此,技術(shù)人員必須結(jié)合稀有金屬材料的特點(diǎn)合理制定加工技術(shù)應(yīng)用方案。
稀有金屬材料加工需要多種技術(shù)結(jié)合在一起,主要包括以下技術(shù):一是錠呸制備技術(shù),二是熱處理技術(shù),三是材料表面處理技術(shù),四是復(fù)合技術(shù),五是稀有金屬制造技術(shù),六是稀有金屬深加工技術(shù)。不同的加工技術(shù)作用不同,技術(shù)人員必須保證稀有金屬材料技術(shù)應(yīng)用的合理性,才能發(fā)揮出加工技術(shù)的作用。
稀有金屬材料加工技術(shù)發(fā)展前景
隨著社會(huì)的快速發(fā)展,個(gè)各行業(yè)也得到迅猛發(fā)展,對(duì)稀有金屬材料的質(zhì)量和性能也提出了更好的要求,稀有金屬材料的種類(lèi)不斷增多,性能不斷提高,而且稀有金屬材料加工成本也在不斷降低。稀有金屬材料逐漸向高精度,超細(xì)方向上發(fā)展。比如,很多應(yīng)用于航天領(lǐng)域的稀有金屬材料已經(jīng)開(kāi)始向納米級(jí)發(fā)展,而且稀有金屬材料的韌性越來(lái)越強(qiáng)。稀有金屬材料加工技術(shù)也在向短流程化方向發(fā)展。目前,應(yīng)用鑄造技術(shù)加工稀有金屬零部件可以提高稀有金屬材料的質(zhì)量,避免材料的浪費(fèi),降低稀有金屬材料的加工成本。如今,很多工程對(duì)于稀有金屬材料的需求量都在不斷增多,這也是稀有金屬材料加工和開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵動(dòng)力。但是,也有部分稀有金屬材料沒(méi)有被重用,這部分稀有金屬材料的分析成果就無(wú)法真正轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)力。如今,深加工技術(shù)已經(jīng)成為稀有金屬材料加工技術(shù)的創(chuàng)新區(qū)域。
現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展速度不斷加快,計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展在一定程度上推動(dòng)了稀有金屬材料加工技術(shù)的發(fā)展。
稀有金屬材料加工技術(shù)
稀有金屬箔材加工技術(shù)。稀有金屬箔材已經(jīng)成為工業(yè)產(chǎn)業(yè)所需的關(guān)鍵材料,工業(yè)產(chǎn)業(yè)對(duì)于稀有金屬箔材的質(zhì)量和精準(zhǔn)度要求非常高。西方國(guó)家對(duì)稀有金屬箔材加工技術(shù)的應(yīng)用時(shí)間比較長(zhǎng),經(jīng)驗(yàn)比較豐富,加工水平比較高,我國(guó)與西方國(guó)家的差距比較大,很多高精度的稀有金屬箔材還需要從國(guó)外進(jìn)口。我國(guó)必須加大稀有金屬材料加工技術(shù)的研究水平,縮短與西方國(guó)家之間的差距。稀有金屬箔材主要應(yīng)用以下加工技術(shù):一是真空熔煉,二是鍛造,三是軋制,四是真空熱處理。
稀有金屬材料成形加工技術(shù)。稀有金屬材料成形加工技術(shù)具有以下特點(diǎn):一是生產(chǎn)工序比較少,二是加工效率高,三是成本低,四是材料的利用率比較高。稀有金屬材料成形技術(shù)有以下幾種:一是精密鑄造,二是等溫鍛造,三是超塑性成形,四是擴(kuò)散連接,五是旋壓成形,六是管件塑性推制,七是粉末冶金,八是激光立體成形。稀有金屬材料的價(jià)格相對(duì)較高,對(duì)于成形技術(shù)的要求也比較高。
稀有金屬材料鑄造技術(shù)。稀有金屬材料鑄造技術(shù)是應(yīng)用最為廣泛的加工技術(shù)。鑄造技術(shù)經(jīng)常被用在飛機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)中,使用一定數(shù)量的鈦合金來(lái)鑄造成精鑄件來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的緊固件,不僅減輕了飛機(jī)結(jié)構(gòu)的重量,也降低了飛機(jī)零部件的應(yīng)用成本,提高制造效率。如今,我國(guó)的稀有金屬材料鑄造技術(shù)主要是依據(jù)型殼工藝進(jìn)行分類(lèi),應(yīng)用比較廣泛的型殼加工技術(shù)有:一是機(jī)加工石墨型,二是石墨搗實(shí)型,三是熔模精密陶瓷型。其中,機(jī)加工石墨型的特點(diǎn)有以下幾個(gè):一是材料表面的質(zhì)量比較高,二是尺寸的精準(zhǔn)度比較高,三是鑄造完成的模型可以重復(fù)使用。但是,機(jī)加工石墨型鑄件的表面處理比較復(fù)雜,如果處理的不合理鑄件表面就很容易出現(xiàn)氣孔等問(wèn)題。對(duì)此,稀有金屬材料的鑄造技術(shù)僅適合應(yīng)用于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的鑄件加工。石墨搗實(shí)型鑄造技術(shù)比較適用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件加工,降低鑄件的鑄造成本。熔模精密鑄造加工工藝比較適用于壁薄的零部件,并且對(duì)于鑄件的精準(zhǔn)度要求較高,是國(guó)內(nèi)外應(yīng)用比較廣泛的稀有金屬材料加工技術(shù)。技術(shù)人員需要按照稀有金屬材料的類(lèi)型來(lái)選擇鑄造技術(shù)。目前,美國(guó)的稀有金屬材料加工技術(shù)處于全球領(lǐng)先水平,我國(guó)稀有金屬材料加工技術(shù)與美國(guó)差距較大。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,鑄件熱處理技術(shù)也得到迅猛發(fā)展,鈦合金鑄件的性能已經(jīng)超過(guò)了很多傳統(tǒng)鑄件的性能。美國(guó)一架戰(zhàn)斗機(jī)上鈦合金鑄件的數(shù)量大概有58個(gè),占整個(gè)戰(zhàn)斗機(jī)零部件總量的7.5%。
我國(guó)鈦合金材料的加工技術(shù)還處于應(yīng)用的初級(jí)階段,產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,我國(guó)相關(guān)部門(mén)必須加大鈦合金鑄造技術(shù)的研究力度,提高鈦合金鑄造技術(shù)水平。對(duì)于鈦合管的生產(chǎn),主要有以下幾種方法:一是熱旋壓法,二是熱穿孔軋制法,三是熱擠壓法,四是熱推制擴(kuò)徑法。其中,旋壓法實(shí)際上就是利用已經(jīng)成型的毛坯壓制在旋轉(zhuǎn)的芯摸上面,并通過(guò)旋輪對(duì)毛坯施加一定的壓力,旋轉(zhuǎn)輪會(huì)向前推送,經(jīng)過(guò)幾次加工,得到回轉(zhuǎn)體鑄件。旋壓法的特點(diǎn)有以下幾個(gè):一是精準(zhǔn)度高,二是機(jī)械性能好,三是尺寸范圍比較廣,四是操作簡(jiǎn)單,五是應(yīng)用成本低。但是,旋壓法也存在一定的缺陷,就是生產(chǎn)所需要的時(shí)間比較長(zhǎng),而且一次的產(chǎn)量比較低。熱擠壓法屬于加工無(wú)縫管材的關(guān)鍵方法,該方法的應(yīng)用成本低,而且可以避免材料的浪費(fèi),技術(shù)相對(duì)成熟。但是,如果需要加工的材料量比較大,就需要增加設(shè)備,設(shè)備的系統(tǒng)也需要重新升級(jí)。在應(yīng)用熱擠壓法之前,技術(shù)人員需要先對(duì)稀有金屬材料進(jìn)行熱處理,稀有金屬材料的直徑越大,加工的難度也會(huì)越大。
隨著社會(huì)的快速發(fā)展,稀有金屬材料的加工技術(shù)也在不斷提高。但是,稀有金屬材料加工技術(shù)的種類(lèi)比較多,而且不同的技術(shù)特點(diǎn)和功能不同,技術(shù)人員需要結(jié)合稀有金屬材料的特點(diǎn)合理選擇加工技術(shù),保證加工技術(shù)應(yīng)用的合理性。相比而言,西方國(guó)家應(yīng)用稀有金屬材料加工技術(shù)的時(shí)間比較早,經(jīng)驗(yàn)比較豐富,我國(guó)與西方國(guó)家還存在較大差距。對(duì)此,我國(guó)相關(guān)部門(mén)在加大稀有金屬材料加工技術(shù)研究力度的同時(shí)還需要合理的借鑒西方國(guó)家的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),提高國(guó)內(nèi)稀有金屬材料加工技術(shù)水平。稀有金屬材料加工技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景。只是我國(guó)稀有金屬材料加工技術(shù)還不夠完善,還需要不斷做出調(diào)整。