摘 要：科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展從一定程度上帶動(dòng)了金屬行業(yè)的創(chuàng)新和飛躍。在眾多的金屬行業(yè)中，由于鋁合金具有密度低、塑性好及導(dǎo)電導(dǎo)熱抗蝕的優(yōu)點(diǎn)，使其在工業(yè)上有著非常廣泛的運(yùn)用。隨著鋁制品在許多領(lǐng)域的大量使用，鋁合金材料的機(jī)械加工工藝研究也隨之深入。因此，為了讓鋁合金材料在未來(lái)能更好的服務(wù)于人類，國(guó)內(nèi)外知名人士對(duì)于它的發(fā)展現(xiàn)狀和所面臨的問(wèn)題都進(jìn)行著不斷的探討和研究。

關(guān)鍵詞：鋁合金材料;發(fā)展現(xiàn)狀;探討和研究

1.引言

金屬基復(fù)合材料（Metal Matrix Composites， MMCs）起源于 20 世紀(jì) 60 年代初期，具有高比強(qiáng)度和比剛度、耐高溫、耐磨損等優(yōu)異的綜合性能，因而在航空航天、國(guó)防工業(yè)、汽車等行業(yè)有著廣闊的應(yīng)用和發(fā)展。MMCs 按照基體材料的不同，可分為鎂基、鋁基、鎳基、銅基復(fù)合材料等，也可根據(jù)增強(qiáng)相的不同分為非連續(xù)增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料和纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料 [1， 2]。

2.鋁基復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)分析

基于經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢(shì)下，社會(huì)企業(yè)對(duì)于各項(xiàng)金屬資源的需求變得越來(lái)越大，鋁合金材料與其它金屬材料相比較，其具備了以下4方面特點(diǎn)：①良好的導(dǎo)熱性能;②良好的腐蝕性能;③高強(qiáng)度;④密度小。這樣有利于降低企業(yè)在運(yùn)輸和加工鋁合金材料的綜合成本，創(chuàng)造出更多的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

3.國(guó)內(nèi)外對(duì)鋁基復(fù)合材料的研究

目前，在美國(guó)和歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家，鋁基復(fù)合材料已廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、軍事等領(lǐng)域。美國(guó) DWA 特種復(fù)合材料公司成功將導(dǎo)槽的制造材料由 7075Al 替換為性能更好的 25%SiCP/6061Al 復(fù)合材料。ARCO 先進(jìn)復(fù)合材料分公司所制備的 SiCP/2024Al 復(fù)合材料具有十分優(yōu)良的拉伸性能，同時(shí)其彈性模量更是高達(dá) 150 GPa，可以用于替換傳統(tǒng)的鈦合金和鋁合金等材料[3， 4]。英國(guó)的航天金屬基復(fù)合材料公司（AMC）利用機(jī)械合金化技術(shù)成功研制出了耐疲勞、耐疲勞的 SiCP/Al 復(fù)合材料，并將其應(yīng)用于 Eurocopter 公司設(shè)計(jì)制造的 EC-120 民用直升飛機(jī)[5]。經(jīng)過(guò) 30 年的發(fā)展，我國(guó)在顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的體系設(shè)計(jì)、工藝研發(fā)、性能評(píng)價(jià)等多方面已經(jīng)與國(guó)際接軌，甚至達(dá)到領(lǐng)先水平[6]。目前，國(guó)內(nèi)致力于研究顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的單位主要有北京有色金屬研究總院、中科院金屬研究所等。同時(shí)，為了進(jìn)一步促進(jìn)國(guó)內(nèi)自主生產(chǎn)的顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)化，目前在國(guó)內(nèi)已建成了國(guó)家級(jí)的實(shí)驗(yàn)室和中試基地，且已經(jīng)具備了上百噸的年產(chǎn)能力[7-9]。

4.納米顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的發(fā)展?fàn)顩r

雖然顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料具有比強(qiáng)度和比剛度高、熱膨脹系數(shù)低等眾多的優(yōu)異性能，但是陶瓷顆粒的加入使得鋁基復(fù)合材料的塑性大大降低，隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，已對(duì)金屬材料的性能提出了更高要求，不僅要求其具有良好的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)還需保持優(yōu)異的延展性，傳統(tǒng)的顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料已難以滿足要求。納米相增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料是近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一種新型材料，由于納米相獨(dú)特的小尺寸效應(yīng)和表面與界面效應(yīng)，使其表現(xiàn)出了不同于傳統(tǒng) 纖維或顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的電學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)、光學(xué)和磁學(xué)性能，其比強(qiáng)度、比模量、等不僅有大幅提升，同時(shí)還具有它們不具備的一些其它性能，如良好的塑性等[10-11]。與傳統(tǒng)的微米顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料相比，納米顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備要復(fù)雜和困難的多，許多現(xiàn)有的成熟工藝都無(wú)法直接應(yīng)用于鋁基納米復(fù)合材料的制備，這與納米顆粒特殊的物理和化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。在國(guó)內(nèi)外材料科學(xué)工作者的努力下，目前已開發(fā)出了多種新型的鋁基納米復(fù)合材料的制備技術(shù)。

5.鋁合金材料的機(jī)械加工工藝研究

5.1對(duì)鋁合金材料的粗加工

在鋁合金加工的工程中首先要做加工基準(zhǔn)選擇，應(yīng)盡量使加工基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)、裝配及測(cè)量的基準(zhǔn)一致。由于鋁合金零件加工尺寸精度及表面粗糙度不易達(dá)到高精準(zhǔn)的要求，在加工的過(guò)程中應(yīng)對(duì)形狀較為復(fù)雜的材料進(jìn)行粗加工。在粗加工的過(guò)程中為了避免鋁合金材料地性能應(yīng)選用合適的方法，從而在提高材料地利用率的同時(shí)保證其加工的尺寸精度。

5.2對(duì)鋁合金材料的精加工

在對(duì)鋁合金材料進(jìn)行機(jī)械加工的時(shí)候，為了保證鋁合金材料成品的尺寸精度及表面粗糙度達(dá)到較高的要求，在精加工的過(guò)程中應(yīng)采用較高精度的道具來(lái)增加加工的精確度。同時(shí)在加工切削的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生切削熱，由于鋁合金的熔點(diǎn)較低，在較高溫的情況下，容易使原有的鋁合金材料發(fā)生變形，因而在精加工的過(guò)程中要選用冷卻度較好、粘度較低的切削液從而降低零件加工的溫度，減小零件溫度的變形程度，從而降低切削過(guò)程中產(chǎn)生的誤差。

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作者簡(jiǎn)介：

劉順強(qiáng)，男，漢族，1986年2月生，甘肅省通渭人，大專，助理工程師，研究方向：材料加工。