多孔金属材料的制备方法及应用研究论文（通用6篇）
1、多孔金属材料的制备方法
1.1铸造法
铸造法分为熔融金属发泡法、渗流铸造法和熔模铸造法等.
1.1.1熔融金属发泡法
熔融金属发泡法包括气体发泡法和固体发泡法.此方法的关键措施是选择合适的增粘剂，控制金属粘度和搅拌速度，以优化气泡均匀性和样品孔结构控制的程度.此法主要用于制备泡沫铝、泡沫镁、泡沫锌等低熔点泡沫金属.对于熔融金属发泡法，当前研究较多的是泡沫铝.李言祥对泡沫铝的制备工艺、泡沫结构特点及气孔率方面进行了深入的实验研究;于利民等人根据采用此法生产泡沫铝在国内外泡沫金属的发展形势，总结并探讨了其制备工艺及优缺点.
1)气体发泡法
气体发泡法指的是向金属熔体的底部直接吹入气体的方法.为增加金属熔体的粘度，需要加入高熔点的固体小颗粒作为增粘剂，如Al2O3和SiC等.吹入的气体可选择空气或者像CO2等惰性气体.虽然设备简单、成本低，但孔隙尺寸和均匀程度难以控制.徐方明等用这种方法制备出了孔隙率为90!以上的闭孔泡沫铝;覃秀凤等介绍了该方法原理，并研究了增粘剂、发泡气体流量和搅拌速度等工艺参数对实验结果的影响.
2)固体发泡法
1.1.2渗流铸造法和熔模铸造法
两种方法的相似之处在于都是将液态金属注入装有填料的模型中，构成多孔金属的复合体，然后通过热处理等的方式将杂质除去，经过冷却凝固得到终产物多孔金属;区别在于前者模型中填充的是固体可溶性颗粒(如NaCl、MgSO4等)或低密度中空球，后者铸模由无机或有机塑料泡沫(如聚氨酯)和良好的耐火材料构成.
CovaciuM等用渗流铸造法制备了开孔型和闭孔型的多孔金属材料，JohnBanhart用熔模铸造法制备了多孔金属，详细研究了产品结构、性能及应用.用渗流铸造法制备的多孔金属，其孔隙率小于80!，常用来制备多孔不锈钢及多孔铸铁、镍、铝等合金，虽然用这种方法制备的多孔金属孔隙尺寸得到准确控制，但成本较高.熔模铸造法制备的多孔金属成本也很高，孔隙率比前者高，但产品强度低.
1.2金属烧结法
金属烧结法包括粉末烧结法、纤维烧结法、中空球烧结法、金属氧化物还原烧结法、有机化合物分解法等.
1.2.1粉末烧结法
粉末烧结法指的是金属粉末或合金粉末与添加剂按一定的配比均匀混合，压制成型，形成具有一定致密度的预制体，然后进行真空环境下高温烧结或钢模中加热的方式除去添加剂，最终得到多孔金属材料.此法可用来制备多孔铝、铜、镍、钛、铁、不锈钢等材料.通过粉末烧结法制备的多孔金属材料，其孔隙特性主要取决于采用的方法工艺和粉末的粒度.王录才等采用冷压、热压、挤压三种方式制备预制体，详细研究了铝在不同炉温下加热的发泡行为.根据所选添加剂的不同，粉末烧结法又分为粉末冶金法和浆料发泡法.两者选用的添加剂分别为造孔剂和发泡剂.
造孔剂分为很多种，如NH4HCO3、尿素等.陈巧富等用NH4HCO3作造孔剂，经过低温加热和高温烧结的方式制备出了多孔Ti-HA生物复合材料，孔径范围100～500μm，抗压强度高达20MPa，可作为人体骨修复材料.国外DavidC.D等用尿素作造孔剂制备出了具有一定孔隙率的泡沫钛;JaroslavCapek等以NH4HCO3为造孔剂，用粉末冶金法制备出了孔隙率为34!～51!的多孔铁，并作出了多孔铁在骨科应用方面的设想.关于发泡剂的选择，TiH2或ZrH2常作发泡剂制备多孔铝、锌，而SrCO3常作为发泡剂制备多孔碳钢.李虎等用H2O2作发泡剂，用浆料发泡法制备出了多孔钛，经过对其力学性能测试和碱性处理获得了有望成为负重骨修复的理想材料.
1.2.2纤维烧结法
纤维烧结法指金属纤维经过特殊处理后经过压制、成型、高温烧结的过程形成的多孔金属.运用这种方法制备的多孔金属材料，其强度高于烧结法.
1.2.3中空球烧结法
中空球烧结法指金属空心球粘结起来进行烧结，从而得到多孔金属材料的方法.常用来制备多孔镍、钛、铜、铁等，制得的金属兼具闭孔和开孔结构.其中金属空心球的制备方法是:用化学沉积或电沉积的方法在球形树脂表面镀一层金属，然后除去球形树脂.特别的是，多孔金属的孔隙尺寸可以通过调整空心球的方式来进行控制.
1.2.4金属氧化物还原烧结法
该方法旨在氧化气氛中加热金属氧化物获得多孔的、透气的、可还原金属氧化物烧结体，再在还原气氛中且低于金属的熔点温度下进行还原，从而得到开口的多孔金属.这种方法可用来制备多孔镍、钼、铁、铜、钨等.因为很难找到制备高孔隙率的多孔铁的方法，TaichiMurakami等用炉渣中的氧化物发泡，并采用氧化还原法制备出了多孔铁基材料.
1.2.5有机化合物分解法
将金属的草酸盐或醋酸盐等进行成型处理后，再在合适的气氛下加热烧结.如草酸盐分解反应式为Mx(COO)y→xM+YCO2式中:M为金属·金属的草酸盐分解释放CO2，在烧结体中形成贯通的孔隙.在制备过程中金属有机化合物可以成型后加热分解，再进行烧结.
1.3沉积法
此法是指通过采用物理或化学的方法，将金属沉积在易分解的且具有一定孔隙结构的有机物上，然后通过热处理方法或其他方法除去有机物，从而得到多孔金属.沉积法一般分为电沉积法、气相沉积法、反应沉积法等.
1.3.1电沉积法
该法是以金属的离子态为起点，用电化学的方法将金属沉积在易分解的且有高孔隙率三维网状结构的有机物基体上，然后经过焙烧使有机物材料分解或用其他的工艺将其除去，最终得到多孔金属.具体操作步骤为:预处理、基体导电化处理、电镀、后续处理.常用来制备多孔铜、镍、铁、钴、金、银等.国外BadicheX等用这种方法对泡沫镍的制备及性能进行了深入研究;单伟根等电沉积法制备了泡沫铁，确定了基体的热解方式对泡沫铁的结构性能方面造成不同的影响，并且确定了最佳实验条件.NinaKostevsek等研究了平板电极上和多孔氧化铝模板上的铁钯合金，并对二者的电化学沉积动力学进行了比较.
1.3.2气相沉积法
该法是在真空状态下加热液态金属，使其以气态的形式蒸发，金属蒸气会沉积在固态的基底上，待形成一定厚度的金属沉积层后进行冷却，然后采用热处理方法或化学方法去除基底聚合物，从而得到通孔泡沫金属材料.蒸镀金属可以为Al、Zn、Cu、Fe、Ti等.
1.3.3反应沉积法
反应沉积法，顾名思义指的是金属化合物通过发生反应，然后沉积在基体上的过程.具体操作环节是，首先将泡沫结构体放置在含有金属化合物的装置中，加热使金属化合物分解，分解得到的金属沉积在多孔泡沫基体上，然后进行烧结去除基底，得到多孔金属.通常情况下，金属化合物为羟基金属，在高温条件下发生分解反应，如制备多孔铁、镍等.
2、多孔金属材料的性能及应用
多孔金属材料可作为结构材料，也可作为功能材料.同时结构决定性能，对于多孔金属而言，它的结构特点表现为气孔的类型(开孔或闭孔)、大小、形状、数量、分布、比表面积等方面.多孔金属材料在航空航天、化学工程、建筑行业、机械工程、冶金工业等行业得到了广泛的应用，此外，在医学和生物领域也具有广阔的发展潜力.QinJunhua等对多孔金属材料性能和用途两方面的研究进展做了重要阐述，并提出针对当前的形势，需要拓展多孔金属材料其他方面用途的必要性.
2.1结构材料
多孔金属材料具有比重小、强度高、导热性好等特点，常用作结构材料.可作汽车的高强度构件，如盖板等;可作建筑上的元件或支撑体，如电梯、高速公路的护栏等;也可作为航天工业上的支撑结构，如机翼金属外壳支撑体、光学系统支架，或用来制作飞行器等.最常用的是多孔铝.魏剑等提到了多孔金属材料可用来制作节能门窗、防火板材等，实现了其在建筑领域的应用价值.
利用多孔金属材料的吸能性能，可制作能量吸收方面的材料，如缓冲器、吸震器等.最常见的是多孔铝.比如汽车的冲击区安装上泡沫铝元件，可控制最大能耗的变形;还有将泡沫铝填充入中空钢材中，可以防止部件承受载荷时出现严重的变形.与此同时，多孔铝兼具了吸音、耐热、防火、防潮等优势.
2.2功能材料
2.2.1过滤与分离材料
根据多孔金属的渗透性，由多孔金属材料制作的过滤器可用来进行气-固、液-固、气-液、气-总第209期李欣芳，等:多孔金属材料的制备方法及应用研究13气分离.多孔金属的渗透性主要取决于孔的性质和渗透流体的性质.过滤器的原理是利用多孔金属的孔道对流体介质中粒子的阻碍作用，使得要过滤的粒子在渗透过程中得到过滤，从而达到净化分离的目的.铜、不锈钢、钛等多孔金属常用来制作金属过滤器，多孔金属过滤器被广泛应用于冶金、化工、宇航工业、环保等领域.
在冶金工业中，通常用多孔不锈钢对高炉煤气进行除尘;回收流化床尾气中的催化剂粉尘;在锌冶炼中用多孔钛过滤硫酸锌溶液;熔融的金属钠所采用的是镍过滤器，此过程用于湿法冶炼钽粉等.在化工行业中，多孔不锈钢、多孔钛具有耐腐蚀性，常用作过滤器来进行过滤.比如一些无机酸或有机酸，如硝酸、亚硝酸、硼酸、96!硫酸、醋酸、草酸;碱、氢氧化钠;熔融盐;酸性气体，如硫化氢、气态氟化氢;一些有机物，如乙炔;此外，还有蒸汽、海水等.
在宇航工业中，航空器的净化装置采用的是多孔不锈钢，制导舵螺中液压油和自动料管路中气体的净化也是采用这种材料，此外还可用于碳氢化合工艺中催化剂的回收.
在环保领域里，主要是利用过滤器来净化烟气、废气及污水处理等方面.其中要实现气-气分离，需要对多孔材料的尺寸有更精准的要求，涉及到纳米多孔金属材料的制备工艺及其具有的性能等问题.奚正平等对洁净煤、高温气体净化、汽车尾气净化等技术作了具体的阐述，使用这些技术有利于缓解当前的环保问题.
此外，医学上常用多孔钛可过滤氯霉素水解物，也可作为医疗器械中人工心肺机的发泡板等.
2.2.2消音减震材料
段翠云等介绍了吸声材料的分类及应用，探讨了空气流阻和孔隙结构对吸声特性的影响.王月等制备了孔径为2～7mm，孔隙率为80!～90!，平均吸声系数为0.4～0.52的泡沫铝，结果表明孔径越小，孔隙率、厚度越大，吸声性能越好.AshbyMF等在书中提到了利用泡沫金属的吸声性能可以生产消声器产品.
利用多孔金属材料的抗冲击性，可用来制作减震材料.多孔金属的应力-应变(σ-ε)曲线可以分为三个阶段，即弹性变形阶段、脆性破碎阶段和紧实阶段，进而可以划分为三个区域.从曲线走势来分析，当多孔金属材料在受到冲击力时，应变滞后于应力，所以其在受到外界应力时首先变形的是它的骨架部分，随着外界应力的增大，骨架易发生破碎，当骨架受到挤压时，应变不再发生很大的变化.其中破碎阶段的起点为多孔材料的屈服强度.当受到外加载荷时，孔的变形和坍塌会消耗大量能量，从而使得在较低的应力水平上有效地吸收冲击能.中间部分区域表现出它的能量吸收能力，左边部分区域面积表现出它的抗冲击能力，面积越大，它所属的性能越好.
2.2.3电极材料
由于多孔金属材料具有高孔隙率、比表面积大等优点，因此常用来制作电极材料，常用的有多孔铅、镍等.刘培生等结合多孔金属电极的类型和特点，阐述了其制备工艺和性能强化的必要性，值得深思.
多孔铅可用作铅酸电池中反应物的载体，可以填充更多的活性物质，减轻了电池重量，也可以用作良好的导电网络以降低电池内电阻.轻质高孔隙率的泡沫基板和纤维基板，与传统的烧结镍基板相比有明显的优势，前者有高能量密度、良好的耐过充放电能力、低成本，满足了氢镍、镉镍等二次碱性电池的技术要求.多孔镍在化学反应工程中用作流通性和流经型多孔电极，因为它除具有上述优点外，还可以促进电解质的扩散、迁移以及物质交换等.此外，它还可用作电化学反应器.
2.2.4催化载体材料
泡沫金属韧性强、高传导、耐高温、耐腐蚀等性能，可制作催化载体材料.由于载体本身的比表面积较小，为增大金属载体与催化剂活性组分之间的结合力，需预先在载体上涂上一层氧化物.然后将催化剂浆料均匀涂抹在泡沫金属片的表面，经过压制成型，再将其置于高温环境中，可以使电厂废弃料得到有效妥善处理.
2.2.5生物医学材料
多孔钛及钛合金在医学上作为修复甚至替代骨组织的材料，需要具有较好的生物相容性，否则会使人体产生不良反应.而且要与需替代组织的力学性能相匹配.一般通过控制孔隙的结构和数量来调整多孔钛的强度和杨氏模量.多孔镁在生物降解和生物吸收上有很好的作用，也可作为植入骨的生物材料.
此外，多孔金属材料具有良好的电磁波吸收性能，可以作电磁屏蔽材料;对流体流量控制有较高的精准度;具有独特的视觉效果，利润高，可以用作如珠宝、家具等装饰材料.
3、多孔金属材料的研究现状及存在问题
1)近些年来对多孔金属的研究多为低熔点、轻金属，其中研究最多的为泡沫铝.人们利用多孔金属的性能，将其运用到了实际生产和生活中，但对它的其他性能还有待研究和探索.多孔金属的研究范围、应用领域还需要进一步扩展，如多孔金属在催化领域、电化学领域或其他领域的应用等.
2)在多孔金属材料的制备方法中，都存在孔隙在金属基体上的数量和分布等关键问题.孔径尺寸、孔隙率的可控性和孔隙分布的均匀性等性质，以及多孔金属的作用机制还需要进一步探究和完善.
3)多孔金属材料作为冶金和材料科学的交叉领域，需要强化综合多方面的理论知识，而不是就单一方面进行研究.在多孔金属材料课题研究过程中，需要在理论分析的基础上，在实践过程中尽可能降低成本，避免材料的浪费，简化工艺，缩短工序.
4)一些多孔金属材料的开发，还停留在实验室阶段，距工业中大规模生产和应用还存在着很大距离，需要研究者们共同努力，早日实现需求-设计-制备-性能-应用一体化.
对金属多空材料的应用有着重要的作用，金属多孔材料是有着功能和结构双重属性的工程材料，尤其是在近些年的'发展过程中使其得到了较为广泛的应用。金属多孔材料有着密度小及抗冲击性高等诸多的特征，由于对其实际的应用领域愈来愈广，在应用的要求上也有着很大的提升，所以对金属多孔材料的力学性能的理论进行研究就显得格外重要。
1.金属多孔材料的理论及类型分析
1.1金属多孔材料的理论分析
金属多孔材料在实际的应用过程中会由于受到拉应力及压应力等作用的影响，对其自身的力学性能造成一定程度的威胁，所以其自身的力学材料性能对应用的效果就有着直接性的影响。金属多孔材料的力学性能指标对应用的工况环境有着决定性作用，在材料的性质及致密材料上有着很大的差异性。在近些年的发展过程中，金属材料作为一种吸能材料，依靠着自身质量轻及吸能的效率高等优势在减震装置等方面得到了应用，其在承受压缩应力的过程中，应力及应变曲线上会有较宽屈服平台区，所以在这一作用下能够对外来力进行应变，为能够对这一材料得到更好的应用，就需要对其孔结构以及空隙率等方面进行研究，使其得到更好的应用。
1.2金属多孔材料的类型分析
材料制备技术的发展使得金属泡沫及金属蜂窝等金属多孔材料得到了广泛应用，其中的金属蜂窝多孔材料是人工制造的结构，主要是受到蜂巢结构的影响，随着发展其在结构上也呈现出了多样化态势。金属蜂窝类型的多孔材料的广泛应用主要就是其在密度上相对较小，并在比刚度及比强度上都达到了一定程度，所以就成了生活中比较理想的轻质材料。现代的工业正处在蓬勃发展阶段，所以对材料的性能方面就有着较高的要求，对简述蜂窝多孔材料的改进就成了必然，其中负泊松比材料能够在未来的发展中有着广阔前景。负泊松比蜂窝i材料拉伸时膨胀及压缩时收缩，所以有着较好的力学性能。
另外还有金属纤维多孔材料，这一材料不仅有着金属性质同时也具有着内部空隙，这是较好的结构功能一体化材料。对这一材料的承受载荷及冲击的力学数据进行积累能够有效的拓宽这一领域的功能依据。
2.金属多孔材料力学性能及具体试验分析
2.1金属多孔材料的力学性能分析
金属多孔材料在压缩应力方面有着几个重要的阶段，首先在应变力较低的过程中，线性弹性区及应力会急剧的加大，金属多孔材料处在压缩时能量吸收能力会取决于压缩应力及应变曲线下的平台屈服区面积。在金属多孔材料当中的金属纤维多孔材料要能够比泡沫铝的能量吸附性要强。而金属蜂窝多孔材料会在不同的速度加载过程中发生不同变形模式，然后就随着加载速度的增大其在变形模式上会从X型经过V型向着I型进行过渡。在这一过程中的X型模式的形成是冲击试件自身及反射应力波共同作用的一个结果。如果是速度继续增大的时候，折叠区就会渐进前行，其结构的变形不会很大，横截面上所发生的变形也是均匀的存在的。
2.2金属多孔材料力学性能具体试验分析
对金属多孔材料的弯曲性能的试验方面，这主要是对其没有被破坏条件下能弯曲的最大角度。轧制成型的多孔板材通常要在卷管机上进行卷制管材。在这一过程中对弯曲的角度的处理就显得极为重要，弯曲角对卷管的最小直径起到了决定性作用，此次的研究主要是对弯曲过程所受力的情况进行的探究，主要是将宽度为三十毫米的试样两点支撑在压力试验机的平台上，然后将试样中部和压头保持正对，然后再慢慢的加压。
另外对金属多孔材料的剪切强度的试验过程中，由于在强度的标准上还没有得到统一，所以此次的研究只是结合受力情况进行设计剪切装置。主要是将金属多孔材料加工成直径为为60×5毫米的片样，然后采用上冲头向下加力的方法，直到将多孔试样造成破坏为止，通过这一压力进行对金属多孔材料的剪切强度进行实际的计算。
金属多孔材料会在一定的程度上受到复烧因素的影响，这样就对其力学性能造成很大的影响。烧结工艺是影响材料的最为重要的因素，烧结的烧结颈发育的情况对金属多孔材料的力学性能情况能够得以真实的反映。而不同的烧结工艺也会对金属多孔材料的力学性能产生不同的影响。但是在烧结金属多孔材料的力学性能的理论研究方面，却远远落后于材料的实际应用，所以在材料应用过程中的诸多问题还没有得到相应解决，这也是今后需要努力研究的一个重要领域。
3.结语
总而言之，针对金属多孔材料力学性能的实际理论研究能够看出，对其力学性能造成影响的因素是多方面的，而要想将其力学性能得到有效保持就要对其材料的结构进行合理化的改进。要能够从实际出发，从材料的多方面内容出发，只有这样才能够将金属多孔材料力学性能得到进一步的加强。
摘要：金属复合材料在机械制造的应用近年来在工程机械制造业中，机械零部件、机械操作系统等设虽然一直在改进和提升性能，但仍然存在许多薄弱环节，长期以来各种机械配件大多使用传统钢材，其缺点也在使用过程中暴露无遗，但近年来兴起的金属复合材料大行其道。
关键词：金属基复合材料论文
近年来在工程机械制造业中，机械零部件、机械操作系统等设虽然一直在改进和提升性能，但仍然存在许多薄弱环节，长期以来各种机械配件大多使用传统钢材，其缺点也在使用过程中暴露无遗，但近年来兴起的金属复合材料大行其道，由于金属复合材料在性能方面的协调较高，拥有传统金属材料难以拥有的优势，金属复合材料以其强度高、质量小等优点在机械制造过程中被广泛运用。现今的金属复合材料可分为功能型和结构型材料两种，前者耐磨、耐高温性极好，普遍用于机械工程中的零部件制造方面，有利于增加机械零部件寿命，保证工件质量的;而后者则由于其质量小、强度大等优势在机械设备制造中得到了很好的应用，对降低机械设备的重量十分有效，极大的提高了机械制造行业的工作效率[1]。随着当前机械设备制造的需求与日俱增，金属复合结构材料由于其性能优势，被广泛的应用到了机械制造过程中，并取代了传统金属材料。成为现代化的机械制造业中最为理想的加工材料。基于此文对金属复合材料的研究现状，总结其性能特点和限制因素。利用金属复合材料的优良特性在机械方面的应用，提高效率，增加机械产业的制造，有利于复合金属材料在机械制造业的发展。
1、在机械制造专业上应用复合结构材料
与传统材料相比金属复合材料具有明显的优势。由金属复合材料质量轻于传统的钢铁材料，其抗性也略胜一筹。另外，金属复合材料的性能也更适用于机械制造。现阶段金属复合材料相对而言使用性能更高，现今阶段常见的金属复合材料大体分为以下四种。
1.1不锈钢复合钢板
由合金元素组成的不锈钢板决定了不锈钢板的性能差异。这些元素促成了不锈钢板在金属材料中拥有最强的耐化学腐蚀和电化学腐蚀性，有利于保障不同材质材料的原子结合率达到百分之百。同时其导热性能较好，适用于焦化设备。有利于降低运营成本提高机械使用寿命[2]。
1.2金属粒塑料复合结构材料
金属粒塑料复合结构材料能够有效改善传统金属缺少的导电和导热性，可以很大程度的降低线膨胀系数,其质量小、强度大等优势在机械设备制造中得到了很好的应用。
1.3碳纤维石墨纤维复合结构材料
这种复合结构材料的劲度、强度与重量比、比刚度较高，润滑性和耐磨损性良好，线膨胀系数小、耐摩擦性能高，同时由于耐热性和耐腐蚀性良好的特性被广泛于高新机械制造技术之中。
1.4弥散强化复合结构材料
弥散强化复合结构材料有利于提升机械设备的耐热性和强度值。弥散强化复合结构材料广泛适用于耐热性良好的机械制造中[3]。
2、复合材料在冲压模具制造上的应用
由于工作条件的差异，冲压模具对材料的要求也各有不同。这些模具材料大致可以分为冲裁模材料、冷挤压模材料、拉深模材料这三种材料的要求[4]。而在模具制造中对原材料的需求较高，必须要达到能够承受冲击、振动、拉伸、摩擦拉伸等巨大负荷的要求，能够保障在高温材料下工作。目前大多以钢材为制造冲压模具的主要制作材料，而碳素工具钢由于其性价比高，加工塑形难度小，在模具的机械制造中被广泛应用。但由于其承载能力低，对于硬度大塑性低的机械零部件制造难以适用。而金属复合材料的性能好可以有效避免零部件在工作过程中受到的强烈的磨擦和冲击。
3、复合材料在机械制造上的应用
研究金属基复合材料是当代新材料技术领域中的重要内容之一。金属复合材料本身具有许多优良特性，但同时也存在着一些限制因素。不论其在航天航空领域的应用还是从当今一些小的应用范围来看，相比于普通的材料的突出优点还是在于低热膨胀系数和高疲劳极限。在机械制造的过程中想要确定原材料需要根据机械零部件的工作环境和要求来进行选择，既要避免零件在工作过程中失效的问题，又要保障延长机械的使用寿命。与传统的材料相比，金属材料的综合力学性更好，同时还具有导电、导热、耐磨、阻尼性好等特点。
而且其膨胀系数几乎为零。现阶段金属复合材料性能的优越性和应用范围的广泛性优势日益突出。同时由于复合材料的可塑性强、结构功能一体化、抗疲劳断裂性能好等优越性能，在机械制造过程中逐步成为其他传统金属材料无法替代的功能和结构材料，更是促进现代机械制造业发展的重要基础。金属复合材料应用于现代化的机械设备中有利于合理的整合资源，响应国家节能减排的政策方针。金属复合材料由于其容易造型、重量轻、等优势相对而言更便于推广，方便使用和制造，其优良性能可适应机械制造工作中的恶劣环境，并有较高的抗腐蚀的作用，其在机械制造中的使用和推广深受喜爱。金属复合材料由于其造价低，已维修的特质。可有效避免机械零部件的磨损报废率，有利于带动新兴工业的发展，形成新的经济增长点。
4、结语
从长远的角度看，金属复合材料在这些行业的应用不仅可以提高生产的系数，更可以降低成本，赢得更多的经济效益。金属复合材料由于其质量小、强度大弹性良好、抗化学腐蚀等优势，现已经广泛应用于机械制造领域当中。近年来我国机械制造方面针对新型金属复合材料性能的研究和运用获得了巨大的进步，金属复合材料在机械制造工业当中的运用比例也逐渐加强。在大多数大型企业的设备都开始应用金属复合材料，会使很多的轻工业从中受益，在与日俱增的激烈竞争中取得更稳定的立足之地。
参考文献
[1]杨浩瀚.金属复合材料在机械制造方面的应用前景[J].工程技术:全文版,2016(1):00252-00252.
[2]单忠德,刘丰,宋祥宇,等.一种金属复合材料零件的成形方法:,CN104550959A[P].2015.
[3]李壮苗.当代产业大发展背景下的金属爆炸复合材料的热处理研究[J].时代报告,2016(24).
[4]程远胜,封小松,张帅.金属基复合材料半固态模锻连接一体化成形技术[J].精密成形工程,2015(3):21-26.
[摘要]：如今，我国的机械制造工业发展迅猛，传统的加工制造工艺已无法完全适应业界及市场的需求。本文阐述了金属机械加工制造工艺特点及分类、应用，并对金属机械加工制造工艺未来发展趋势进行了展望，以供参考。
[关键词]：金属机械；加工制造；加工工艺；制造工艺
随着社会经济的发展，机械加工制造业也有了长足的进步。传统的金属机械加工制造工艺，逐渐向现代机械加工制造工艺和精密加工技术发展。目前，基于信息技术不断革新，国内的金属机械加工制造工艺越来越丰富，极大地提高了金属机械加工制造效率与质量，增强了国内金属机械加工制造业的市场竞争力。在此背景下，本文研究金属机械加工制造工艺，将具有重要的理论与现实意义。
一、现代金属机械加工制造工艺的特点
二、现代金属机械加工制造工艺分类与应用
（一）气体保护焊接技术
气体保护焊接技术是指采取电弧供热的方式，而将气体当成焊接过程中的保护介质。焊接操作时，由于电弧所产生的热量，使焊接物质的周围产生一定的气体保护介质，让熔池以及电弧能够和空气相隔离开来。这个保护层能加快物体的熔化，还能将电弧和空气进行隔离，把有害气体的影响降至最低。保护层气体的使用一般都是以二氧化碳为主，因为价格相对低廉，所以企业选择保护层气体时都会将其放在首位，不仅降低企业的成本，还能提高产品的利润。
（二）埋弧焊接技术
埋弧焊接技术是指电弧位于焊接层下方来完成焊接工作。其可以分为自动与半自动两个方法。采取自动埋弧焊接技术时，仅仅要求焊接小车将所需要的焊接材料运送至指定位置，并完成对焊接电弧的引动即可。但是，如果采用半自动埋弧焊接技术，不仅仅要求人工的运送所需的焊接材料，同时在焊接电弧的移动过程中也要进行人工的操作。因此，在这一过程中将会导致大量的人员及劳动力的占用，相对于自动埋弧焊接技术来说，过程较为烦琐且没有较好的经济性。现阶段，为了提升焊接工作的效率，大多数采用自动焊接的方法。
（三）搅拌摩擦焊接技术
这种工艺技术最早并不是应用在机械加工制造业中，而是飞机或者铁路的制造项目中。但随着技术的改进，其使用面变得越来越广，也日渐成熟。这种技术在进行焊接时，耗费的工艺材料较少，操作也较为简便。尤其是在焊接铝合金时，這种工艺的优点更加突出。
（四）螺柱焊接技术
将螺柱与被焊接材料的表面相接触，并接通一定的电弧，在电能发热的作用下，将接触位置融化，然后给予螺柱特定的压力，进而实现焊接。螺柱焊接技术又分为储能焊接方式与拉弧焊接方式。在一些焊缝相对浅的焊接工作中，多采取储能焊接方式。例如，焊接厚度较小的板面材料。对于焊接缝相对深的情况，则多使用拉弧焊接方式。由于以上的两种焊接工艺，均能避免漏洞问题的出现。因此，被大量的使用在现代金属机械加工制造生产中。
（五）电阻焊接技术
三、提升金属机械加工制造工艺可靠性的策略
（一）生产环节工艺管理环节
在金属机械产品制造中，生产工艺管理环节是必不可少的一部分，也是整个制造系统的核心部分，企业管理直接影响产品生产质量和生产效率，严格、有序的管理能提升生产产品质量，提高生产效率；反之，产品质量得不到保证而且生产效率低下。
（二）产品可靠性检测环节
在产品出厂前，对产品进行严格的质量检验可以提高产品的可靠性。及时检测出质量不合格的产品，找出生产过程中由设计因素、技术因素和其他因素引发的质量问题，可以从根本上提高产品出厂合格率。
（三）产品完工检测环节
（四）建立高效的研究体系
员工、工艺技术和机械设备等决定着机械产品的质量：员工专业技术水平影响机械设备的操作；工艺技术水平高低影响产品生产效率，决定产品档次；机械设备的可靠性影响产品质量。建立严格的制度、高效的研究体系才能最大程度保证工艺可靠性，使员工、工艺技术和机械设备三方面协调共进，促进机械制造工艺可靠性。
（五）建立严格的管理制度
严格的管理制度是企业强化金属机械生产管理环节的重要的手段。严格管理制度的制定，包括了科学的管理方式的实现，以及对金属机械加工工艺监督的加强。科学的管理方式的实现，应包含了对人员和设备的管理，以实现持续的加工工艺的提升。
结语
[1]王秋莲.机械加工系统能量效率评价研究[D].重庆大学,2015.
[2]林梅.浅谈现代机械加工制造工艺[J].工程机械文摘,2015,05:83-84.
[3]马海彦.机械加工制造工艺研究与探讨[J].山东工业技术,2015,24:6.
摘要：热处理对材料性能的影响巨大，使它在工业零件生产中成为必不可少的一部分。热处理加工在改善材料各种性能的同时，也不可避免的会产生一些新的缺陷，而且会影响到工件的强度、硬度等一系列性能，因此对于要求较高的零件要尽可能减少热处理后所带来的危害。本文我们着重用微观结构分析热处理所带来的优点和缺陷。
关键词：金属学及热处理论文
金属材料本身具有良好的物化性质和优秀的力学性能，在工业领域得到了广泛的应用。在金属材料的处理技术中，热处理技术最为常见，这种技术不仅能够把金属材料本身的性能潜力充分发挥出来，还能提高产品质量，减少资源的浪费，节约材料，进一步增强产品的使用功能，增加经济效益。在最早使用热处理技术的国家中，我们国家也在其列，早在汉朝时就有了一些关于热处理技术的记载，如“水与火合为淬”就是对这种技术的概括。时至今日，我国在热处理方面更是取得了很大的进步和突破。
1.金属材料的应用
1.1.纳米金属材料的应用
纳米作为一种新型的技术被应用在了金属材料中，纳米金属材料具有很好的功能特性和优秀的力学性能，目前已被应用于很多领域中。
1.1.1.纳米结构的WC―Co硬度和耐磨性
在工业中，纳米结构具有WC―Co强硬度和耐磨性，使用量是非常大的。目前主要在保护涂层以及制造切削工具中，因为纳米结构的WC―Co的硬度和耐磨性要明显优越于一些粗晶材料，在这过程中，力学性能还能提高一个等级，并且还有继续提高的可能。
1.1.2.铝基纳米复合材料的高强度
铝基纳米复合材料的最明显的性质就是高强度，它的结构是非晶基体上的α―A1粒子，这些α―A1都是有着纳米尺度的，而且是在非晶机体上呈弥散状分布。另外，铝基纳米复合材料还具有良好的抗疲劳性，其他程序中雾化的粉末还可以做成棒材，用于加工一些具有高强度性质的小部件，是高强度小部件的首选材料。
1.1.3.电沉积的纳米晶体――镍
电沉积薄膜上的柱状晶结构，可以被脉冲电流破碎掉，再经过温度的控制、PH值的控制以及镀液成分的有效控制，就可以使电沉积的镍晶粒尺寸达到10nm，甚至小于10nm。镍晶粒在350K的情况下能够发生反常长大，再将其偏析在晶界之上，也就可以实现结构稳定了。这在蒸汽发电机叶轮的修复方面有着广泛的运用。
1.2.多孔金属材料的应用
多孔金属材料也是一种功能性很好的材料，在当前社会有较快的发展。由于其具有良好的渗透性和耐腐蚀性，以及高强度、耐高温的良好性能，主要用于制作过滤器、电池的电极、消音器等一些材料，广泛应用在了冶金、医药、原子能等行业中。
多孔金属材料的良好渗透性，可以用于制作过滤器，主要利用孔道对流体中粒子的阻留将液体或者是气体进行过滤或分离，达到分离的效果，进而起到净化的作用。多孔金属材料的良好的耐高温性能，可以用于热交换和加热的程序中，另外通孔体还可做成加热器或者是散热器。多孔金属的阻火能力与高渗透性能还可以使之做成灭火器，在日常生活中或消防事业中都有广泛的使用。
多孔金属材料具有良好的吸收电磁波的性能，这种性能可以用于电磁的屏蔽，也可以做电磁性质的兼容器件。并且具有良好的散热性，要比其他金属网的屏蔽效果更好一些，适用于一些比较轻便、体积比较小的移动设备。
2.热处理技术的研究
2.1.传统的热处理技术
2.2.新型的热处理技术
2.2.1.热处理的新材料和新设备
随着社会的发展，技术的进步，热处理技术也得到了新的发展，其材料和设备也得以更新。在新材料方面，生态淬火剂的发明和使用发挥了着很大的作用，能够使热处理的工艺发挥到最佳状态，常见的的生态淬火剂有熔盐、冷热矿物油、NiAl金属化合物等等，在工业领域和日常生活都有广泛的应用。在新设备方面，如：真空加热高压气淬设备的发明和使用，在热处理技术领域有着重要的地位和作用，标志着这一技术的跨越性进步。另外还有密封渗碳高压气淬炉和低压渗碳双室高压气淬炉的使用，也大大提高了热处理技术的效率和质量。
2.2.2.真空热处理和感应热处理
真空热处理顾名思义就是将热处理技术与真空技术的结合，有一部分是在真空的状态下完成的，一部分的工艺也是在真空的状态下解决的，真空热处理的优势在于它可以使金属材料更加干净明亮，在外观得到改善的前提下还能使金属材料的性能得到更好地提高。感应热处理主要是利用的电磁感应对工件进行加热的技术，在加热的过程中，具有速度快、效率高的优点，而且能够提高产品的质量。总体来说，新型的技术具有高质、低耗、高效等特点，是以后发展的目标和方向，并且这些特点也是传统的热处理技术很难达到的。
3.结束语
在当今社会，国际竞争比较激烈，能否在技术领域有所开拓是衡量一个国家综合国力的一大方面。我国作为最早使用热处理技术的国家之一，在金属材料和热处理技术领域取得了很大的成就，当然在以后的竞争中还面临着许多挑战。随着一些新材料、新设备的发明和使用，期待着我国在热处理技术方面有更大的突破和发展。
参考文献：
[1]陈晓洪.金属材料及热处理技术[J].工业技术,2012(9)
[2]樊东黎.热处理技术进展[J].金属热处理,2007,32(4).
1、改革传统实验教学，构建新型的实验教学模式
1．1构建有利于提高学生综合素质的实验教学体系
1．2采用利于培养创新应用型人才的实验教学方法
(1)在实验教学中，改进实验教学方法，采用电子视听设备和多媒体网络技术等多种辅助教学手段，将原来分离的理论课及实验课教学合二为一，使原来课堂上枯燥乏味的专业课及实验课变得生动形象，易于理解。通过下载精品课程实验录像，展示实验仪器的内部结构及操作方法。通过自制和下载FLASH动画展示实验原理及实验过程中的细小变化，通过到企业拍摄的生产实况录像给学生一个真实的生产环境。通过多媒体辅助教学，能够将生涩、抽象、难懂的知识形象化，具体化，提高学生的学习兴趣和积极性。尤其对无机非金属材料专业中的大型及昂贵的工厂设备原理、设备、方法的理解与掌握起到了很好的辅助作用，为学生提供反复观摩实验过程，加深理解实验原理的机会。
1．3建立科学、公正的考核体系
1．4增加无机非金属材料专业实验室安全课程
2、结语
实验教学是无机非金属材料专业培养学生实践能力和创新思维能力的重要教学手段，是教学中的重要环节，其教学质量的高低直接影响到所培养学生的创新能力和应用能力。针对传统无机非金属材料专业实验教学过程中存在的一些问题，对实验教学模式进行了教学改革的初步探索，以期为学生创建一个健康、安全的实验环境，提高学生的综合素质，培养他们独立自主的解决实际问题的能力。