孫柯楠佳木斯大學材料科學與工程學院(154007)
金屬特性由金屬組合鍵性質決定,金屬材料可在熔融狀態(tài)下與氧等非金屬形成合金。根據金屬元素添加量,合金可分為二元合金、多元合金。金屬材料加工特性包括鑄造性、切削加工性[1]。
鑄造性是金屬熔化后呈液態(tài),金屬材料鑄造性能是流動性、吸氣傾向。影響合金流動性因素有合金化學成分,純鐵流動性好。鑄鐵中共晶成分鑄鐵流動性最佳,能形成高熔點夾雜物的元素會降低合金的流動性。鍛壓性是金屬在鍛壓中承受塑性變形的性能,與材料的塑性變形抗力、材料成分有關。焊接性是材料焊接成滿足設計要求的構件,焊接性能好的金屬能獲得無缺陷的焊縫,焊接性較好的金屬材料導熱性好。
金屬材料切削加工性與金屬材料硬度等因素有關。加工性與金屬材料的化學成分、金相組織等因素有關。切削加工性化學成分影響包括降低鋼強度的元素S,提高鋼的強度的合金元素。
金屬應用歷史悠久,商朝時期已有使用青銅器的記錄。金屬冶煉工藝的逐漸完善,機器大規(guī)模應用,推動了金屬材料加工工藝的發(fā)展。目前,金屬材料加工方法逐漸成熟,形成切削加工、擠壓加工,每種方法應用條件不同。
金屬熱處理加工是將金屬工件放在介質中,利用外部條件加熱處理,達到一定溫度后金屬材料屬性等發(fā)生變化,將金屬材料放入其他介質中冷卻,以控制其性能。金屬擁有良好的導熱性。熱處理加工是金屬材料應用最早的方法,古代青銅器澆筑就是用的熱處理的方法。
切削不需要對金屬材料加熱,以便避免溫度對材料性能影響。金屬包含部分易燃金屬,在高溫環(huán)境下易發(fā)生燃燒,熱加工處理需用惰性氣體等保護。易燃金屬硬度較低,適合切削加工處理。切削加工需要刀具等設備,設備性能直接影響加工程度。硬度較高的金屬不適宜切削加工,切削加工中刀具磨損嚴重。
金屬材料加工工藝受到現代設計的影響,現代金屬材料注重形式美表達,使得金屬材料與現代工藝產品結合。金屬材料多以金銀粉等與現代工藝產品結合。
現代加工技術將具有美感的金屬材料引入產品創(chuàng)作中,使現代工藝產品創(chuàng)新作品符合社會審美藝術形式,為現代工藝產品生產注入新的活力。金屬材料與現代工藝產品結合,需要按不同需求加工金屬材料,根據不同金屬材料理化特性鍛造、粉質加工等工藝,對不同金屬材料進行加工,為工藝創(chuàng)作提供金屬材質特色美。
金屬材料的美受工藝設計影響,材料性能是發(fā)揮材料藝術美的基礎,如現代漆畫藝術中,常用金、銀等材料,其具有獨特的光澤色彩。金屬材料具有其他材質不具備的美感,展現出金屬材料獨特魅力個性。金屬材料以其獨特的藝術形式存在于藝術發(fā)展中,是人類文明發(fā)展的標志。青銅器在戰(zhàn)國時期制造工藝發(fā)達,造型各異,如酒器、烹調器、樂器等,器物裝置豐富,工藝美精湛豐富。漢朝時期,金屬器物設計注重功能性與審美特征統一。隋唐時期,鍛造技藝鼎盛,明清時期金屬藝術達到精煉程序,器物透露出樸實美感。