金属加工工艺精选(九篇)

第1篇：金属加工工艺范文

关键词：金属机械；加工制造；工艺

随着我国经济的不断增长，金属制造业也在不断发展。与此同时，金属机械加工技术和管理方式也在不断创新和完善。但是，社会发展对金属机械加工工艺的要求也越来越高，其在实际加工和运用中也存在一定的问题。金属加工制造对社会生产有着重要的影响，所以有必要对其加工工艺进行研究和分析，以不断促进金属加工工艺的改进和创新，推动我国机械加工技术和管理的进步。

1金属机械加工工艺可靠性内容

1.1机械制造工艺可靠性背景

简单来说，金属机械加工制造是一个整体性工程，包括金属产品制造的方案规划、设计、加工、检测，以及使用期间的维修等。对金属机械加工工艺可靠性的分析，不仅能够保证金属加工产品在制造环节中的质量，在完成加工制造之后，还能够对售后以及使用期间的相关问题提供有效的保障。制造工艺管理是十分重要的因素，也是整个制造工程的关键部分。企业的管理质量对金属加工制造的效果有着直接影响。只有企业管理高效、科学，才能保证金属加工生产的效率。另外，社会发展以及企业自身实力等，都是金属机械加工可靠性的重要影响因素[1]。

1.2机械制造工艺可靠性新要求

从目前情况来看，我国的金属加工制造已经逐渐体现出专业性、多面性等特征。在对金属加工工艺的可靠性进行研究的过程中，还需重视对金属加工方案设计、加工产品质量等内容的可靠性的关注。实现对金属加工工艺的充分重视，才能保证对金属加工工艺的可靠性研究，有一定的科学性和专业性，进而充分体现研究的价值。同时，这一工作也需要工作人员和研究人员的积极参与和配合。作为一名优秀的金属加工工艺科研人员，要求科研人员具有充分的职业道德感、高度责任感，以及是非分明的大局观念。利用自身的专业知识和能力，为金属加工工艺的研究提供一份力量，积极实现新技术的研发，以促进金属加工工艺的发展。

2金属机械制造工艺现状分析

2.1缺乏对大局的认识

加强对金属加工工艺的研究，加深对金属机械加工工艺的多方面认识，不仅能够帮助企业获取更多的经济效益，还能够为新技术和产品的研发提供一定的数据支持，进而促进金属加工工艺的进步。但实际上，部分企业由于缺乏对这一关键的认识，只关系眼前的利益，甚至为了企业的短期发展，忽视了对金属加工工艺的研究，使得企业的工艺水平难以得到提升。此外，部分企业仅仅站在自身的角度思考问题，忽略了消费者的感受，导致工艺产品难以得到消费者的认同，导致企业的经济利益降低。由于企业管理不够严格，在实际的生产中，还有可能出现材料的质量不合格、制造缺乏规范性等问题，这些都是导致加工工艺可靠性不高的因素。

2.2缺乏科学的评估指标

科学的评估指标是保证机械加工工艺质量的重要保障，也是保证行业竞争良性发展的关键。但是，大多企业都按照国家的相关行业标准，而没有适合本企业的特定标准。由于缺乏适应的评估指标，使得企业难以对生产中的金属加工工艺品进行科学的衡量和评定。这种管理方式使得企业难以对工艺水平和制造能力进行全面的管理，不利于企业对金属加工工艺的进一步管理[2]。

3金属机械加工制造工艺研究分析方法

3.1构建高效的研究制度，多方面考虑

加工技术、加工设备，以及加工人员是加工管理中的三个重要因素，对金属加工产品的质量和合格程度有着重要的直接影响。因此，高效的研究制度是必不可缺的一部分。而高效的研究体系中，应包含了对员工、技术以及设备的要求和管理。高效的研究制度的构建，需要提升员工的专业素质和工作能力、促进加工工艺技术的改进和创新，以及不断更新参与加工的设备等，实现全方位的强化，进而保证金属机械加工工艺的可靠性。此外，构建高效的研究制度，还包括有关监督制度的实施。加强对研究工作的监督，能够充分提高研究工作的效率和质量。

3.2强化工艺加工制造的可靠性

强化工艺加工制造的可靠性，是指强化金属加工制造过程中的质量掌控和技术管理。工艺的可靠性在整个加工过程中都有着重要的意义，也是促使金属机械加工制造技术提升和改进的关键之一。为了实现长远发展，加快金属机械加工工艺的更新速度，进而提高加工工作的效率，提高工艺的可靠性是有效的方式。根据实际发展情况，企业可采取适合自身发展的战略，在目前的能力范围内进行技术和设备的更新，并加强对生产加工过程的管理和监督，以有效提高加工工艺的效率，保证企业的金属机械产品，能够实现长时间的有序进行。

3.3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。另外，企业还可制定适合本公司发展的评定指标。评定指标的制定需要企业充分认识自己的实力和经营现状，依据当前的行业发展要求进行制定。并在国家规定的行业标准的基础上，进行适合本企业的评定指标的制定，以促进金属机械加工制造水平的不断提升[3]。

4结语

对金属机械加工制造工艺进行研究是促进加工工艺进步和发展的重要方法，也是促使企业实现综合实力增长的重要手段。通过构建高效的研究制度，强化工艺加工制造的可靠性，以及建立严格的管理制度等方式，从各个方面对加工工艺的研究工作进行了完善和提升，促进了我国金属机械加工工艺的发展。

参考文献：

[1]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（1）:6-8.

[2]傅思杰.金属机械加工制造工艺研究[J].世界有色金属,2016,8（1）:154-155.

第2篇：金属加工工艺范文

[关键词]机械加工；金属零件；加工精度

中图分类号：TH161.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）13-0231-01

在零件加工作业中，机械加工工艺是非常基础的工序，对零件加工精确度有着重要的影响，一些细小的误差都会导致零件报废，增加加工企业的加工成本。而精度不合格的零件应用在机械设备上，还将可能造成严重的安全事故，导致巨大的人身财产损失，这就要求加工企业对机械加工工艺进行严格的控制，以提高零件加工的精度。

一、机械加工工艺及其与零件加工精度的关系

机械加工工艺指的是通过相关技术把毛胚加工成机械工件与零件的流程，机械加工工艺可以使得毛胚、零件更加吻合。在机械加工中，零件加工、毛胚打磨的精度应当符合相关的要求。一般情况下，应当对零件进行粗加工，之后再进行精加工。粗加工指的是对零件、毛胚进行大致的打磨，打磨后的零件、毛胚应当接近加工的要求；精加工指的是通过精确的计算，使得零件、毛胚的吻合程度达到最大。

在机械加工完成之后，应当对其进行全面的检验校正，如果零件存在的误差不再允许的范围之内，应当将其淘汰。机械加工工艺流程的严谨程度与零件加工精确度是否满足加工的要求密切相关。因此，机械加工工艺的本质是将毛胚加工成合格的零件，并且对零件加工精度的要求非常高。在加工作业中，应当根据相关的要求严格执行加工的过程，尽量防止外界因素对零件加工精确度产生干扰。就当前的情况来看，机械加工工艺种类繁多，零件加工的精确度也在快速提升，这也反映了加工工艺的精密性在不断提高。因此，应当全面了解机械加工工艺影响零件加工精确度的主要原因，以便制定相应的措施来改进、完善机械加工工艺，减小其对零件加工精确度的影响，提高零件加工的精确度。

二、机械加工工艺对零件加工精度的影响

（一）影响零件加工精度的内在因素

机械加工工艺对零件加工精度产生影响的内在因素通常是机械安装时不规范、机械加工系统中存在的几何精度误差，这些内在因素对零件加工精确度有着非常显著的影响，并且内在因素很难消除。其中机床自身的几何精度误差是非常关键的原因，如果机床自己存在问题，经机床加工生产出零件的误差就会很大。机械加工工艺对零件加工仪器具有非常高的要求，仪器设备的质量与零件加工精度有着直接的关系。加工设备通常是比较大的组合型设备，这些大型设备可以较好地满足对零件加工精确度的要求。组合设备的安装质量直接关系着设备的工作质量，组合设备对组合构件的契合度具有较高的要求，倘若安装时的组装的不好，就会导致零件加工的精确度不准确。在平常的工作中，设备发生磨损也会使得各个构件间产生缝隙，进而影响到零件加工的精确度。

（二）影响零件精度的热变形因素

在零件加工的过程中，机械加工工艺影响零件精度的热变因素主要包括刀具热变、工件热变形、机床本身以及自身结构的热变形。在机械加工工艺过程中，刀具热变主要是指在使用相应的刀具对零件进行反复切割的过程中，由于摩擦会产生大量的热量，从而就有可能导致零件出现变形的情况，进而影响零件的精度；工件热变形主要发生在长度较长的零件加工当中，由于零件的长度较长，在加工的过程中会导致零件表面的温度升高，从而导致零件的内外温差增大，进而出现热变形；机床本身及其结构的热变形比较容易理解，主要是指机床在长期的运行中出现整体或部分的温度升高，在这种情况下，机床各个结构之间的契合度会出现不好的变化，从而对零件加工的精度和质量都产生十分不利的影响。

（三）影响零件加工精度的受力因素

机械加工工艺系统工作时，各个构件在承担着自身工作压力的同时，还承受着零件给予的相对力度，以及设备构件之间的摩擦力；加工系统中使用的各个小构件，比如夹具、刀具但等等，也承受着很高的工作压力，经过长期的运行，这些小构件很容易产生相对位移，或者在压力下产生不同程度的变形，降低系统抵抗外力的能力以及自身的刚度。这种外力作用并不在零件加工精度计算的范围之内，就会致零件加工出现误差。

三、提高机械加工工艺加工精度的对策

（一）建立完善的机械加工工艺系统设备

在整个的机械加工行业中，高规格、高质量的机械加工工艺系统设备是最基本的条件。但是我国对机械加工系统设备的研发、资金投入均显著不足，使得机械加工系统的相关设备难以达到最优的状态。如果想要建立健全的机械加工系统设备应当从以下几个方面进行：（1）加大机械加工设备研发的力度，重视自主型人才的培养，积极创新科技与设备，在本质上提高机械加工工艺的质量；（2）积极引进国外紧线的机械加工设备，促进机械加工工艺水平的提高。

（二）严格控制机械加工工艺制造过程

为了减少机械设备存在的几何精度误差对零件加工精度造成的不利影响，零件加工企业在选择加工机械设备时就需要进行认真的考察，选择良好的生产厂家，并对自己购买的机械设备进行严格的检验，重点检验机械设备本身存在的误差问题，然后选择最佳的机械设备。另外，如果对于已经投入使用的机械设备进行改造，首先就需要对日常加工中出现的误差进行统计，并对统计的数据进行系统的分析，然后将分析出的误差结果输入到机械设备的操作系统当中，这时候机械设备就会自动的将误差消除，从而生产出高质量的零件。

（三）最大程度降低外力对零件加工的干扰

在零件加工作业中，零件会受到外力的干扰，比如挤压力、摩擦力等，在外力的干扰下，很难确保零件加工的精确度。要想降低外力对零件加工精确度的干扰，则应当减小摩擦力、挤压力等外力。主要的措施有：（1）在平时的零件加工作业中，相关工作人员应当全面、认真地检查机械加工设备，一旦发现设备构件结合的比较紧，应当对其进行及时的调整；（2）应当定期打磨机械加工设备的表面，尽量降低加工时设备表面与零件间产生的摩擦力，进而减小零件加工时产生的误差，促进零件质量的提高，降低零件的报废率，以便促进经济效益的提高。

（四）合理控制机械加工时的温度

机械加工时的温度对零件加工质量有着很大的影响，所以应当严格控制机械加工时的温度。温度会对机械设备的运行产生一定的影响，温度过高或者过低均会对机械加工设备的正常运行产生很大的影响。在零件加工作业中，一旦机械设备的运行速度过快，就会使得温度升高，此时便需要通过冷水降温等措施来降低温度的影响。比如在打磨零件的过程中，砂轮高速旋转时与零件间的摩擦将会生成大量的热量，导致温度的上升，而过高的温度会使得零件发生变形，防止零件发生变形的主要办法就会通过冷水来促进机械加工设备的降温。

四、结语

综上所述，在科学技术的发展推动下，机械加工业技术与工艺水平近年来提升迅速。为进一步提高零件加工的精确度，降低加工零件的报废率，在机械加工实践中，零件加工企业应当加大机械加工工艺的研发与资金投入力度，不嗟赝晟苹械加工工艺的系统设备，学习和引进先进的加工工艺方法，同时还需要对设备系统进行维护和管理，最大程度消除影响零件加工精确度的因素，从而提高金属零件加工精度，增强企业经济效益与市场竞争力。

第3篇：金属加工工艺范文

关键词：錾花；浇铸

錾花，始于春秋晚期一直延用至今，通常使用钢制的各种形状的錾子，用小锤敲击钢錾，将花纹錾在退过火的条形块状金属表面，使作品富有艺术感染力。

錾花錾子品种很多，常用有半圆錾子，抛线条用的抛錾。面斜有一定的角度，大小尺寸分档，大口有锋利和稍钝。肌地凿品种较多，一般有麻沙錾子，粗中细三种。錾子头部大小也有多种，来斯点錾子有凹凸，粗细大小分布档，夹线錾子有双线三种，多线，有花錾子品种非常多。要做出一件好的錾花饰品，要会制作錾花錾子。制作錾子时一定精确度要高，细小錾子可以在显微镜下放大15倍操作，制作完毕将錾子的錾口用机械布轮抛光达到镜面版，这样錾刻出来的线条平整度、光洁度很好。接下来饰品抛光就容易了，不然抛光时錾刻印记是较难处理的。

传统手工錾花的弱点在于：一是处理立体感较强图案时非常费工时。二是金属器物表面冲出凸起的花纹图案或人物，在处理时会出现冲压破裂通洞导致器物报废，造成前功尽弃。市场上一般很难找到图案立体感较强的金属器物，尽管有极少部分出现，但都是焊接上去的，使用的时间长了会出现焊接点，焊接点是由不同的贱金属合成会造成发黑变色甚至脱落，影响美观，失去观赏价值。若是焊接在贵金属器物上则影响纯度，而且在錾刻过程中贵金属损耗偏高。但是用金属铸造（金属铸造是将金属熔化后浇铸到各种模型的空胚里，金属液充满了空腔冷却后成型）则能够制作造型复杂的铸件，且制作准确，大大降低了金属的损耗。

真空加压铸造，首先做出胶模或合金模，其次注出蜡模，最后铸模成型。真空加压铸造只要做出蜡模就可压铸成型，大大提高工作效率并可大批量生产。大批量生产先起版，没有蜡版，后期的生产就成了无米之炊；蜡版质差，后期的生产则成了无用功。目前首饰生产起版工艺分起银版、手雕蜡版、电脑设计喷蜡（树脂）版三种。这三种起版方式各有优劣，其中手雕蜡版，凭借其经济低廉，造型生动，上手简单而成为各大首饰企业主要的起版技法之一。不过真空加压铸造也有其缺点，超大超薄的工件金属饰品可以进行錾花工艺，超过60×60cm就成功率很低，而且金属收缩性大，浇铸出来的饰品与原设计的尺寸有所出入。

錾花工艺与压铸工艺各有优缺点，若是把两种工艺取长补短，便能做出一件件精美绝伦的艺术品。本人制作的牡丹镂空浮雕手镯，宽2.6厘米、周长18厘米、厚2厘米（如图一），如果传统采用錾花工艺，在画面较小的板材上镂空较细小的线条而且浮雕，会出现断裂或花样变型，难度较大，花费工时较多，整个饰品就失去了原有的的风格和个性化。

如何解决这个问题？我使用的是雕蜡失蜡加压铸造成型再结合手工錾刻。由于铸造的饰品密度小，分子之间结构松，在经常佩戴时会出现断裂，在雕蜡模时我们只要结合上錾花工艺雕刻出花纹轮廓，然后真空加压铸造成型，等冷却后清洗饰品表面的石膏杂质，然后进行饰品表面錾刻。在錾刻过程中不断压紧金属分子之间的结构，增强密度，使得首饰结构更加牢固，使用时间更长、更耐磨、质感更强。

对稍大一点的金属饰品，也可以将两种工艺互相结合。本人制作的百鸟朝凤杯，采用錾花艺术与现代真空加压铸造有机结合，百鸟朝凤杯重322克，宽11.1厘米，高15.7厘米（如图二），内盖，杯身，杯把，脚四部分组成。百鸟朝凤杯传统工艺制作流程：首先需花很长时间将银片锤揲成型；其次锤揲成型后在往金属内注錾花胶；最后进行錾刻。杯把、脚、盖也是同样方法制作。

如果我们采用真空加褐造结合，先做蜡模，但不必把图案细雕，把图案轮廓雕出来就行，若手工錾刻较薄的地方做蜡模时多加一点蜡，厚的地方少一点蜡，这样就用失蜡法加压铸造成型，这样就已经完成了一件半成品工艺，同时也省去了锤揲的漫长工序。就可以往器物内注入錾花胶或锡铅进行錾刻（錾花胶，錾花胶的配方：松香1.4kg、石膏粉0.9kg、油脂0.9kg，它具有较强的粘度和弹性，使用方便，去除时也比较容易，是一种最理想的聚合物。它用以支撑錾花的金属板，硬度正好合适承受金属的敲击。同时，当錾子敲击特定部位时，它又能适当凹陷。以本人制作多年的经验錾花胶适合于厚度0.6毫米以下的金属器物；0.6毫米以上较厚的金属器物錾刻时注入锡、铅錾刻效果会更佳。但必须在金属里外涂一层石膏粉或红土，起到隔绝锡、铅与金属器物相粘。被粘处若处理不当后果极严重，导致金属胎体报废。等到内部注入的锡、铅或錾花胶冷却后就可以进行錾刻，錾刻中金属要多次退火，使金属变软，延展性更强，有利于内部冲刻，等錾刻完毕将金属器物内錾花胶加温熔化倒出可备下次反复使用。若用铅或锡加温不能过急或过高，达到锡、铅熔化温度就行。待融化后倒出，若器物腔内有极少铅锡粘在金属表面，用化学药水硝酸60%浓度浸泡，把金属表面附有残留的锡、铅腐蚀清理干净。虽然这样也有一定的损耗，但可以回收），这样可以一次錾刻完成。不仅大大缩短工时，提高了效率，而且錾刻出来的图案主体感强，生动逼真，金属厚薄均匀，精美绝伦。杯把，杯脚，蜡模精雕，一次性浇铸成型，然后组合各个部件，接下来打磨抛光，一件艺术品就这样诞生了。

第4篇：金属加工工艺范文

简要介绍了金属材料的应用及金属材料热处理新工艺与技术，并对金属材料热处理工艺与技术进行了展望。

关键词:

金属材料;热处理;工艺技术

1金属材料

金属材料在日常生活中应用广泛，在现代各行各业中发挥着重要作用。其具有强度高、塑性好及韧性强等特点，且较为耐热、耐寒，还有良好的导电性和导热性。近些年来，多孔金属材料和纳米金属材料得到了极大的发展，二者的应用领域正在不断的拓展，市场需求逐渐增大。

1．1多孔金属材料

多孔金属材料是一种具有良好渗透性，可以调节孔径，耐腐蚀、高温和高强度等诸多优点于一身的功能性材料。在诸多行业都得到了广泛的应用。多孔金属材料还可以用于能量吸收，从起落架到安全垫，都可以看到多孔金属材料的身影。由于多孔金属材料的多孔性，其表面积很大，因此，多孔金属材料也广泛应用于热交换器和散热器。另外，多孔金属的吸收电磁性能要比普通金属高的多，使得多孔金属材料广泛应用于移动电磁设备上。

1．2纳米金属材料

随着纳米技术的不断发展与进步，纳米金属材料也被广泛的研究和应用。众所周知，当物质的尺寸小到纳米程度时，物质的物理性质和化学性质都将发生翻天复地的变化。通过纳米技术，能够使金属材料的纳米组织和架构变得格外细小，从而使金属材料的物理性能和整体功能得到很大改善。目前，铝基纳米复合材料以其良好的强度和抗疲劳性能成为广泛应用的一种纳米－非晶体复合材料。另外，电沉积纳米晶体广泛应用于管道内覆和修复蒸汽发电机叶轮等方面。

2热处理新工艺与技术

2．1热处理新工艺与技术优点

近几年来，金属材料热处理工艺与技术不断的更新和发展，新发展的工艺与技术具有许多优点。新发展的工艺与技术不仅具有了更高的有效性和准确性，提升了金属材料加工的质量、整体性能和使用年限，还大大降低了企业能耗。在国家建设生态文明的大环境下，新工艺与技术比以前更加注重环境的保护和改善，致力于减少废气、废液和废渣的排放。

2．2热处理CAD技术

热处理CAD技术是利用电子计算机进行的一种智能模拟技术。当加工人员对金属材料进行加工时，结合金属的具体情况和加工要求，热处理CAD技术可以帮助加工人员来做还原，做出更科学、合理的热处理步骤和工序。加工人员以热处理CAD技术做出的具体分析为依据，挑选合适的加工材料，就可以实现理想的效果。热处理CAD技术大大提升了工作效率，缩减了工作时间，减少了工作失误和损失。

2．3化学热处理薄层渗透技术

化学热处理薄层渗透技术是在解决热处理技术的各种不足基础上诞生的。化学热处理薄层渗透技术不仅能够节约成本和能耗，还能够提高加工材料的整体性能。该技术不仅在改善金属表面性能上有很大进步，而且大大减少了加工过程中的环境污染。

2．4激光热处理技术

自20世纪60年代以来，激光技术获得了异乎寻常的飞快发展，激光热处理技术也应运而生。激光热处理技术就是使用激光对材料热处理。激光被称为“最快的刀”，具有穿透力强的特点，激光的热处理效果也比其他技术强。使用激光热处理技术加工的金属材料，表面硬度得到明显提升，整体性能得到明显增加。

2．5真空热处理技术

真空热处理技术，顾名思义，是通过真空来进行金属热处理的。真空热处理技术具有高效率，节约加工时间，而且还能够有效控制加工产生的有毒废气，具有良好的环境保护效果。

2．6超硬涂层技术

超硬涂层技术是目前应用最广泛的热处理工艺与技术之一。超硬涂层技术可以大幅增加金属材料的表面硬度，延长材料使用年限，提升材料整体性能。目前，采用电子计算机配合的超硬涂层技术，可以对材料加工进行实时监控，提高了超硬涂层技术的有效性，应用更加广泛。2．7振动时效处理技术振动时效处理技术具有有效防止金属材料的功能，这一点弥补了以往多数热处理工艺与技术的不足。振动时效处理技术还可以与电子计算机联用，实时监控金属加工过程，缩短了加工时间，提高了加工效率，降低了能耗和成本。

3热处理工艺与技术展望

金属材料热处理工艺与技术在不断的进步和发展，许多新工艺与新技术投入生产使用，其中之一就是可控气氛热处理工艺。可控气氛热处理工艺，是使用一种能够控制和保护金属材料的气氛介质。可控气氛热处理工艺使热处理过程更加的平稳和完备，是因为可控气氛可以保护金属材料的表面性能不消退。目前，可控气氛热处理工艺应用越来越普遍，但仍存在许多不足，在不断的应用中，可控气氛热处理工艺越来越得到完善和发展。因此，金属材料热处理工艺与技术要想获得更大的进步和发展，工艺与技术的广泛应用尤为重要。

4结语

随着科学技术不断的发展，金属材料热处理工艺与技术同样也在逐渐的进步和发展。金属材料热处理工艺与技术不仅要保障有效性和高准确性，还要降低企业能耗，注重环境保护，减少废气、废液和废渣的排放。目前，许多热处理技术依旧存在着不足，因此，在日后的工艺与技术发展中，进一步发展和完善非常重要。

参考文献:

［1］刘磊，白涛．浅谈金属材料热处理工艺及技术发展趋势［J］．科技视界，2016(5)．

［2］董文，姜秋月．金属材料热处理节能新技术及应用［J］．科学家，2015(9)．

第5篇：金属加工工艺范文

雕塑是以体量、空间为艺术诉求的造型艺术,其内在的艺术情感通过物质材料表现于外，也就是说材料是雕塑作品的物质前提。雕塑作品的创作过程是雕塑家与材料对话的过程，而雕塑作品制作完成之后，是审美者与材料交流、发现材质之美和发现内在意蕴的过程。雕塑的美感，是始于雕塑家对材料的感受,将自己的艺术情感通过对材料的加工塑造注入其间,最终彰显雕塑的体量、作者的情感和外在的材质之美。不同的材质有不同的美感，纵览原始社会至今的漫长雕塑发展史,从不可胜数的雕塑作品中,我们可以看到以不同材料实现的雕塑作品，反映出迥然不同的材质美感，无论是金属，木材，石材、陶瓷等，不同材料的质感焕发着不同的艺术美感。下面通过对几种雕塑常用材料的解析，领悟不同材质的艺术之美。

一、金属雕塑

金属雕塑是指以金属为物质材料的雕塑作品，金属材料的应用是人类文明发展进程中一个极为重要标志。在雕塑领域中，金属材料的使用，应该上溯到新石器时代后期，铁器、铜器、青铜器的出现，标志着人类熟练掌握了冶炼铸造技术。金属材料，因为易加工，可以长久保存等特点，广泛应用于器皿、武器等方面，其间不乏从体量到工艺都堪称雕塑作品的金属制品，既有实用价值，更有很强的审美价值。至现代，新的技工工艺和金属种类的出现，使金属材料在雕塑方面应用更加广泛，金属材料在雕塑领域使用率占绝对地位，常见的永久性雕塑、纪念性雕塑多以金属为材料。

金属种类繁多，各有不同的物理特性，可以切割、焊接、铸造、锻造，表面处理可以打磨、抛光、腐蚀上锈，以不同的加工工艺制作雕塑作品表现多种材质之美和意境。金属材料具有迷人的材质美感，雕塑家的艺术思维、创作情感，在金属材质美的辉映下得到彰显，既有稳定沉着的材质感，又蕴含深刻的内在意蕴，这也是雕塑家更多选用金属材质的一个重要原因。经过漫长发展历程，艺术家对金属材质的特性和艺术表现力积淀了深厚经验，创作了形式新颖、门类多样的现代表现型金属雕塑。

1、铸造金属雕塑

铸造金属雕塑，是现代雕塑使用最为广泛的一种金属材质形式，以高温熔融浇铸成型工艺制作雕塑作品。早在远古青铜时代，人类就已经娴熟利用铸造方式制作器皿和雕塑作品。中国拥有悠久的铸造金属雕塑历史，不管是铸青铜还是铸铁工艺，给我们留下大量技艺精湛的铸造金属雕塑。早期的铸造金属雕塑，材料以青铜、黄铜、铁为主，表面处理细腻，工艺流程复杂，能够显现出深邃而又阳刚的金属美，但是写实具象题材的雕塑作品，长期统领雕塑领域，在雕塑作品有鲜明的具象形象和叙事性情况下，人们重视雕塑所承担的具象概念和形象，而非材质的外在美感，材质之美成为一个次要的，处于从属地位的因素，材质不具备独立的审美意义。现代铸造雕塑，题材上走向意象、抽象，雕塑所承担的具象内容蜕化，在审美活动中不再处于核心地位。而材质语言和美感成为人们欣赏雕塑的重要环节，材质美成为铸造金属雕塑作品的必然属性.

2、直接焊接金属雕塑

直接金属焊接雕塑，是雕塑家以现成的废旧金属材料，按自己的艺术构思，以剪裁、切割、打磨、焊接为手段，创作出注重材质外在效果的雕塑作品。20世纪初，涌现了反对传统艺术美学观念的艺术流派和思潮，其中现成品艺术应运而生，相应的观念反映在金属雕塑领域，一些雕塑家的创作方向走向了抽象化、形式化，金属材料的质感和艺术家亲手焊接操作过程是直接焊接金属雕塑的关键要素。雕塑家彻底打破了雕塑的体量概念，以抽象形为主体构成新的雕塑结构，形成了既有金属质感，又凸显现代抽象观念的雕塑作品。其间金属材料不仅是雕塑家创作的原材料，还成为直接反映雕塑家艺术理念的载体。

3、不锈钢雕塑

不锈钢材料自20世纪40年明以来，以其坚硬、耐腐蚀、高反射度的材质特点，在日用品和艺术品中得到广泛利用。不锈钢材料的雕塑作品，富有现代感和亮丽动感，空间跨度大的城市雕塑多选用不锈钢材料，镜面板材锻造的雕塑作品在阳光照射下犹如镜面，光亮闪闪。不锈钢雕塑的加工，有锻造和型材焊接等工艺，锻造工艺是一个反复敲击逐渐成型的过程，运用点焊、敲打、錾刻、抛光等手法，以获得最佳工艺效果。因此，不锈钢雕塑作品不适合高度写实的题材，适合应用于抽象雕塑作品，纯粹的抽象形抛弃了具象主题内容的限制，可以充分的表达雕塑的内蕴，在艺术接受过程中，作品的话语权完全交给了材质本身，达到最大程度展现材质魅力的艺术效果。

二、石材雕塑

石材产量丰富，有超强的耐久性，以天然石材制作雕塑作品，历史悠久。留传至今的石窟、造像，经历千百年风雨洗礼，仍能体会到神圣威严的审美感受。近代之前的石雕作品，如米开朗基罗的作品《大卫》《哀悼基督》，布郎库西的《波嘉尼小姐》等。他们对石材的处理注重细致、几近完美的表面效果。而摩崖石雕和洞窟造像则注重顺应石材的颜色和纹理，因材设施。至现代，随着加工技术进步，石材雕塑进入了工艺更加纯熟，侧重点更加宽泛的时代。机器大工业的发展为雕塑材料应用开拓了新领域，雕塑家对于材料的认知和效果把握更加深入，大量石雕作品摒弃了传统的打磨抛光效果而讲求肌理的运用。石材的机器加工痕迹和手工雕凿肌理是雕塑家在创作过程中自我意志的实现，也是艺术情感、艺术构思的物质性再现，观赏者可以深切地感受到作品的内在精神意蕴。

三、木材雕塑

木雕是中国古老的雕塑门类之一，分布广泛，此衰彼兴，自古木雕艺人已经掌握了纯熟的加工技艺，形成众多流派风格。木材质地松软、细密，以其制作雕塑作品，对木材表面的天然结疤、年轮纹理进行处理，产生的材质效果质朴、温润，给观者发自于心的回归自然般的审美情感。现代雕塑作品选用木材为原料，注重了解木材自身特性、质地、纹理和色彩等因素，因材施技，既充分发挥材料本身的特性，又强化其自然原始的艺术魅力。木雕表现手法丰富，有刀砍斧劈般的粗犷有力，有线条流畅细密的精雕细刻，有的抽象概括简洁明了，有顺应木材本身纹理，凸显木质的古拙自然美，这些手法都会增添木雕的审美趣味和材质美感。

第6篇：金属加工工艺范文

关键词：地方普通本科；金属工艺学；课程教学；研究

地方普通本科院校在培养学生的目标上，既要重视学生对基础理论知识的掌握，又要在一定程度上培养学生的动手能力，兼顾理论和应用[1]。模具设计与制造专业开设的《金属工艺学》课程是研究常用金属材料及金属零件加工工艺方法的综合性技术基础课，是机类、近机类学生的必修课之一，它在培养学生的工程意识、创新思维、运用规范的工程语言和技术信息解决工程实际问题的能力方面，具有重要作用。以往的课程教学主要以理论知识讲授为主，多媒体课件多为书本上的知识点总结，缺少体现培养学生实践能力的内容，为适应地方普通本科院校人才培养的要求，《金属工艺学》课程不能沿用传统的教学方法和内容，应当对教学大纲、教学内容、教学方法、考核方法等方面进行研究改革。

一教学大纲的订制

教学大纲中要明确教学的基本要求，通过对《金属工艺学》课程的学习，要使学生达到以下要求：（1）熟悉机械制造中常用的各种主要加工方法及其实质、基本原理、特点及应用；（2）了解常用金属材料的工艺性能；（3）理解和掌握毛坯和零件的加工工艺过程及零件结构设计的工艺性要求。（4）了解与本课程有关的新材料、新工艺、新技术及其发展概况。在教学环节安排上要适当加强实践教学环节，改变传统教学中只注重理论讲授而忽视实践教学的情况。在学时分配上要适当增加实验课的教学时间。在整体教学学时不改变的前提下，可以适当减少理论课时的安排，对于典型的金属工艺如铸造、锻压、焊接、切削加工可以重点讲授，其他材料学的内容可以减少或不讲。在教学重点和难点上，除了强调金属工艺的基本概念外，还要注重与实际相关的内容，如“铸造”这一章节中，除了把铸造的基础知识作为教学的重点外，还应该把典型的铸造加工工艺分析作为重点。更多的介绍一些新型的铸造方法，如消失模铸造、壳型铸造等。

二课程教学内容的优化

要做好兼顾应用性的课程教学，在教学内容上应体现针对性、合理性、创新性[2]。在课程教学中要为学生构建有针对性的知识体系、能力和素质培养架构。在教学内容的安排上要合理，做到理论适度，突出基础理论，强调实践应用，并适当介绍新技术。《金属工艺学》课程包含了大部分的传统金属加工工艺，在不断的发展中又出现了许多的新技术和新工艺。为了体现课程教学的创新性，必须对传统工艺未涉及到的新工艺进行适当安排讲解。对于传统教学内容中金属加工工艺的基本原理和典型工艺方法，要保留。这些内容是《金属工艺学》课程的基础，也是实际工程中最常用的内容，如铸造中的砂型铸造，目前大型的结构件和小批量的铸件都是用到这些原理和方法；如焊接中的电焊条的组成，是各种焊接加工的基础，这些内容需要详细阐述。对于一些陈旧的加工工艺和方法需要删除，增加新技术、新工艺，扩展和深化教学内容。如金属切削加工，对于普通的加工机床已经很少在工厂中使用，取而代之的是数控机床和加工中心以及柔性制造系统和高水平集成制造系统，因此在金属切削加工教学中应简化普通加工机床的知识，增加数控加工机床及加工中心等工艺的介绍。在课堂教学中除了基础理论的讲解外，应多选择与生产实际相关的案例，培养学生分析、解决问题的能力，如在讲解拉拔工艺时，例举常见的钢丝和铜棒的制备工艺，让学生了解生活中常见金属材料是如何制作完成的。

三教学方法的革新

多媒体教学方法是现代教育最常用的手段。课件所展示的内容多以文本和图片的形式出现，学生学习的兴趣不高。在《金属工艺学》多媒体课件的制作上不能沿用传统的文字和图片的结构安排，应当适当增加视频内容[3]，控制好视频、动画、文字、图片的比例。如果动画和视频过多，学生听讲易应接不暇，分散注意力，如果文字和图片过多，教学会特别枯燥，并且金属加工过程也很难清晰的用文字和图片表达，因此要控制好课件内容比例，加工过程要以图片、视频等重点表达，而基础概念要以文字和图片来讲解。比如在讲解铸造工艺时，可以在砂型铸造的讲解过程中加入铜铃和发动机的生产制备工艺视频，让学生在看视频的过程中真实的感受到砂型铸造的实用性，对砂型铸造的基本工艺流程有更深刻的认识，同时要引导学生们带着问题去观看视频，了解加工过程中各个工序的目的。在教学过程中，教师除了认真讲解书本上的主要内容外，在课堂中可适当提出工厂生产过程中经常出现的问题让学生进行思考和讨论，以启发式的教学方法克服学生只听和记的被动式教学模式[4]，调动学生的学习积极性，打破传统教学中沉闷的学习气氛。在开始讲解导论的时候可以从美国“挑战者”号航天飞机失事为例进行讲解，让同学知道导致航天飞机解体的直接原因并不是舱体等主要部件的失效，而是火箭助推器的密封圈失效引起。从这一大事件的介绍中让同学对材料效用加深印象，在材料使用过程中看似很小的缺陷可能会带来致命的破坏，从而对材料的加工过程产生敬畏之心，提高学生探索金属加工工艺特点的兴趣。对于识记内容较多的章节，可以采取只讲重点和难点，其它内容由学生课后自学，可以布置课外作业让学生自行完成，以培养学生的独立思考能力和学习的自觉性。除了向学生讲授教材上的知识点外，也可以向学生推荐一些课外资料或者较好的专业网站，让学生课后进行学习。通过自学来锻炼学生查找、搜集、归纳资料的能力，同时又能够提高学生的知识面。在这种方式的学习中，学生的主意力被无形中吸引了过来，从单纯的被动式的学习，变成主动式的学习。培养学生举一反三的能力。例如，在讲解铸造工艺中影响流动性因素，其中合金的成分和结晶特征对流动性的影响最为显著，首先提到共晶成分的合金，是逐层凝固，已凝固层的内表面光滑，对液态合金的流动阻力小，流动性最好；接下来就不急于讲解非共晶成分的合金对流动性的影响，而是让学生自己进行分析，非共晶的合金与共晶合金的区别在哪。引导学生从材料相变图中考虑，让学生明白非共晶合金在其已凝固层和纯液态区之间存在一个液固两相共存的区域，使得已凝固层的内表面粗糙；由此让学生总结出非共晶成分的合金流动性变差，且随合金成分偏离共晶点愈远，其结晶温度范围愈宽，流动性愈差。虽然在教学时间上可能这样做花的时间较长，但是学生对这部分的印象会更加深刻，在后续讲解压力铸造的影响因素时学生能够更快的理解接受，教学的时间可以缩短，这无形中提高了教学效率。从教育心理学的角度看，兴趣是掌握科学知识的重要条件。工科专业的大学生对科学技术的兴趣是有限的，但是对于特定的一门课程，而且是学生从未接触过的内容，要求学生在短时间内产生浓厚的兴趣并积极主动的去学习，需要多方培养。在学习《金属工艺学》课程前，大学二年级的学生很少有机会接触工业生产，对金属加工工艺的了解甚少，有些学生几乎没听说过金属加工工艺。在培养学生兴趣的时候要从实例开始，最好是从杂志、新闻中最具影响力的事件讲解，结合课程与生产实际，逐步提高学生的认识和理解。如果只限于课本上的知识点，学生很难提高学习兴趣，要寓教于乐提高教学效果。比方说，大部分同学都骑过自行车，就从自行车的加工过程谈起，逐步讲解每个部件的选材及加工工艺，学生对于自己熟悉的事物能够产生共鸣，学习的兴趣被逐渐提高。

四考核方式

《金属工艺学》是一门实践性较强的课程，单纯的从试卷上考察理论知识的掌握，以期末考试成绩决定学习的好坏已经不能适应新型教学方式的革新，应该采用多样化的考核方式和评价标准，改变只由纸质试卷决定成绩的做法。可以将课程成绩分为三个部分：期末考试成绩占60%，平时成绩占20%，实践成绩占20%。期末考试内容要更多考核学生对加工过程的了解，需死记硬背的理论知识不宜过多，要提出与模具设计与制造专业方向密切相关的问题，这样才能更好的总结本门课程内容，提高学生分析问题解决问题的能力。实践主要是根据课程所学知识自主设计实验并完成，考察学生对基础理论的掌握以及动手能力和分析、解决问题能力的综合。对于实践成绩的评定不能确定唯一答案，只要学生能够态度认真、操作规范地根据设计的实验计划完成并符合工程实际，都可以得分。五结束语课程是人才培养的基础，只有做好每一门课程的教学过程，才能实现专业人才的培养目标，对于地方普通本科院校，兼顾理论与实践是课程教学的中心，《金属工艺学》课程作为模具设计与制造专业的一门专业基础课，只有在课程教学中不断对教学内容、教学方法等进行不断探索、创新，才能达到培养合格大学生的要求。

作者:富伟 陈清宇 王芳 宋杰光 单位:九江学院

参考文献

[1]李培根，许晓东，陈国松.我国本科工程教育实践教学问题与原因探析[J].高等工程教育研究，2012(3):13-13.

[2]倪兆荣.《金属工艺学》课程教学内容改革的研究[J].武汉船舶职业技术学院学报，2002(2):44-45.

第7篇：金属加工工艺范文

关键词：金属工艺 教学 教师素养 实习

中图分类号：G710 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（a）-0110-01

金属工艺课程是部分高职院校专研机械行业的必修课程，是这些工科类专业的基础课。该课程主要是从机械零部件的选取、零部件加工和毛坯制作等方面进行了详细的介绍。经过对这门课程深入地学习，使得学生在机械零部件加工和分析方面的能力得到了提高，也同时培养了学生们的工程的综合性素质。金属工艺学涉猎范围广，知识全面，并且具有很强的综合性和实践性。随着学生知识需求的不断变化，该课程的教学方法也被迫要求应运而变。本文就是对高职院校的金属工艺课程在结合多年教学经验的前提下，从教师素养、教学内容、教学过程、考查方式和最后的实验实习这几个方面进行探讨，对教学中存在的问题以及解决措施做出分析。

1 金属工艺学课程教学中存在的问题

1.1 教学中的教师素养问题

在金属工艺课程的教学中要注重“教学做一体化”。这就要求老师具有良好的知识储备，进而可以主导这门课程的进程，引导和启发学生的思维，并且组织学生对该科的疑问进行讨论，凭借授课老师的丰富的工程实践经验向学生传授知识，解答疑虑。然而，在为学生传授理论的同时，又可以进行现场实践教学的老师少之又少，这无疑是金属工艺学教学当下急待解决的问题之一。

1.2 教学课本的选择问题

现今的金属工艺学教程的内容上还是有很大的滞后性，不能及时有效地把最新的、最先进的机械部件的加工技术、粉末的锻造技术和纳米的加工等内容写进教程。这样就使得学生很难全面地对金属工艺学进行了解及掌握。对于不同的专业，该课程的课程标准也是不尽相同，这些因素都使得金属工艺课程在教材选择时面临问题。

1.3 教学过程问题

在该课程的教学过程中，老师们往往是教学的主角，而忽视了学生的学习自主能力，也没有培养学生的学习积极性。简明扼要的幻灯片教学，时间短，信息量大，学生很难在短时间内对金属工艺的一些原理性问题深入了解，这样的教学在效果上会大打折扣。

1.4 考查方式的问题

依据金属工艺学这门课的特点，对学生该科的掌握程度进行考查，而考查的方式仅仅是一张试卷，这样的方式是片面的。更有一些是将一次大的机械金属工艺的考核分解为很多小的考核，这样的效果也很不好，并且还加重了学生和老师双方面的压力。

1.5 实验、实习中存在的问题

金属工艺学的实验还是相对比较简单的，实验的时间安排方面往往不太合理，很多高职院校都把实验放在理论课的前面，在学生都还不了解金属工艺的原理的前提下进行该课程的实验，往往会使学生对实习内容似懂非懂，使实习的效果大打折扣。

2 对教学中存在问题的规避措施

2.1 选择机械经验丰富的老师

在金属工艺学教学的任课老师选择时，应该首先考虑那些机械经验较为丰富的老师，这样，就可以在课堂教授理论的同时，为学生提供更多的实践经验，使学生能更好地掌握金属工艺学这门课程。老师要跟随科学变换的步伐，不断更新自己的知识库，更好地教学生新的内容。

2.2 选取内容全面的课本

在选取专业课本的时候，一定要选择内容涵盖知识面较广、理论分析层次较高的书籍。但是由于每个学期课时是有限的，老师就要从这些课本中选择较为优秀和重要的章节进行讲解，而对其他内容则选择性略讲即可。金属工艺课程也要考虑到不同高职专业的特点，对不同的课程标准，制定适宜的教学内容并选取合适的教材。

2.3 学生变成学习的主体

学生能从简单的PPT上掌握80%左右的内容，并且能够引起100%继续学习的兴趣是最好的。对于金属工艺学这门课的知识面是非常广泛的，但是其理论的深度又不够。老师能够将多媒体教学和板书教学结合起来，不仅能培养学生自主思考的能力，还能培养学生课堂做笔记的习惯。课堂教学结束后，要让学生带着疑问去重新思考。将金属工艺学凝练成这样一句话――怎样生产毛坯，然后加工为零部件。在教学的第一课，老师就要将学生最感兴趣的轮船、汽车等的零部件分离开，然后让学生了解这门课程的目标，总体上为学生学习该课程指明方向，也激发学生求知的欲望。

2.4 考查方式要合理

老师在对学生进行考核时，要对不同的章节内容进行不同的考查，例如通过报告、笔试、答辩等的方式进行，而对于新工艺的了解和学习，就可以采用调研的方式收集信息，这样就大大地提高了考查的效率。当然，笔试考查的内容也是不能轻视的，一些理论性知识掌握的情况还是可以通过笔试反应出来。老师对每一部分考查的严格要求，就可以在一定程度上避免学生对理论方面知识的忽视。

2.5 注重实习和实验教学

大多高职院校是将金属工艺的理论教学和实习分开的，这样知识的分散学习导致学生对理论和实践很难结合起来。条件允许的话，一些高职院校可以实习和理论同步进行，甚至可以在实习的车间里讲授相应的理论知识，这种教学模式更加贴合这门课程的特点。当然，实习教学和理论教学一定要做到高效高质。然而很多院校很难达到这种条件，所以就要求学生遵从在实践中学习的原则，根据金属工艺学的特点，把实习分为两大部分进行，例如，将4周的实习期分为前1周和后3周，第1周只是进行实地观察，然后就开设理论课的学习，最后进行3周的实习。这样有了第1周的深入观察，后期理论课程的学习就变得有趣多了，也更好地为最后的实习奠定了基础。

3 结语

金属工艺学的教学面临着很多的问题，急待被关注和解决。这门课对实践能力要求较高，但是理论知识的学习也是十分必要的，所以有经验的老师就是学生学好金属工艺学的敲门砖，但学生也必须有很强的自主学习能力，这样才能很好地学习这门课。

参考文献

[1] 邓文英，郭晓鹏.金属工艺学[M].北京：高等教育出版社，2008.

[2] 郭新军.浅议《机械制造基础》课程教学改革[J].考试周刊，2011（37）：l6.

第8篇：金属加工工艺范文

关键词：金属焊接雕塑 发展历史 关键技术 发展趋势

引言

2012年9月，在新疆克拉玛依市白碱滩区举行了一场别开生面的展览：《白沙滩金属焊接雕塑公园――第一回废旧金属焊接雕塑实验展》{1}。国内外10余名雕塑家创作的41件大型雕塑在白沙滩国家3A景区对外开放，吸引了大量游客的目光。早在2002年，内蒙古黄河三盛公水利风景区就开始开发利用水利工程建设过程中废弃的工程材料和机电设备，其后若干年陆续创作了大型环保雕塑“同心锁”、“天下第一筝”和“机器人”等人文和艺术气息浓厚的作品，并成为国内第一个废旧金属雕塑公园{2}。这些金属雕塑主体公园的落成无疑将大众的目光聚焦到了“金属雕塑”这一科学与艺术交叉融合、激动人心的领域。

金属雕塑通常是利用焊接、切割等技术，通过金属在焊接、切割等过程中发生变化而最终形成独特的艺术作品，故常被称为“金属焊接雕塑”{3}，也有人归之为“直接金属雕塑”{4}或者“动态雕塑”{5}，在本文中统一称为金属焊接雕塑。与传统的铸铜、石刻、木雕等仰仗雕塑家“手艺”的门类不同，金属焊接雕塑考验的是雕塑家的眼力和心塑能力，完全无需事先打底稿，而是利用机器直接加工金属材料和废弃的机器零件等，通过金属材料的变形和组合完成最终的架构和造型。

金属焊接雕塑的历史可以追溯到远古时代，现代焊接雕塑在西方也已有百年历史。在中国，直到上世纪80年代末才有美术学院陆续开设金属焊接雕塑课程。目前国内不少艺术高校雕塑系基本都有这门课程，然而其学术价值和市场价值仍然有待发掘。本文试图在时间尺度上厘清金属焊接雕塑的历史发展脉络，在空间尺度上详细剖析其涉及的关键科学技术问题，从而归纳分析其未来发展趋势。冀望未来有识之士能借助中国工业化进程的大好形势，把金属焊接雕塑更好地应用到城市空间和乡村土地上。

一、发展历史

金属材料自人类文明诞生以来，对社会生产的发展一直都起着举足轻重的作用，特别是工业革命以后，已经成为工业生产中最为基本的组成部分。现代金属焊接雕塑可追溯到电弧焊的出现。1881年，法国Cabot实验室的Auguste De Meritens利用电弧热焊接了蓄电池用铅板。随后其俄国学生Nikolai N. Benardos先后申请了英国、美国专利，但这些发明仅限于碳弧焊。1890年，底特律的C.L.Coffin获得了关于金属极电弧焊的美国专利。随后100余年，焊接技术不断发展，例如，1903发明了铝热剂焊；1930年发明埋弧自动焊；1953年发明了CO2气体保护焊；1951年和1957年先后发明了激光焊和等离子弧焊{6}。正是焊接技术日新月异的发展，为金属焊接雕塑艺术的出现奠定了坚实的科学技术基础。

金属焊接雕塑的发展大致可以分为三个阶段：孕育期、成长期和成熟期。金属焊接雕塑这一领域起始于欧洲，孕育于20世纪初。1900年，西班牙的冈萨雷兹（Julio Gonzalez）率先利用焊接技术，使金属直接焊接成型，制作了以《仙人掌1号》为代表作的金属雕塑作品{7}。《堂?吉诃德》（1929）和《梳发女子》（1931―1933）也是其典型代表作；1929年他与立体主义运动的创始人毕加索（Pablo Picasso）合作，一起创作雕塑和铁线结构，例如《金属线结构》和《花园中的妇女》（1929―1930）{8}。1912～1914年间，毕加索与另一位立体主义运动的创始人勃拉克（Georges Braque）合作创作了第一件贴有金属片的集合艺术品《吉它》，现存放于纽约现代美术馆{9}。1930年毕加索利用自行车车把和车座巧妙组合也制作了金属焊接雕塑作品《公牛头》（图1）{10}。冈萨雷兹的作品也受过罗马尼亚的布朗库西（Constantin Brancusi）的影响，后者从19世纪20年代就开始创作自己的金属雕塑，他将形体的单纯、简约看成雕塑语言的核心并赋予传统的材料和工艺手段以新的理性内涵{11}。通过以上叙述不难看出，20世纪初到20世纪30年代是金属焊接雕塑的孕育期，而且这一领域由于在萌芽时期就受到现代绘画和雕塑艺术的熏陶，因此一出现就站在了很高的起点上。

金属焊接雕塑的成长期是20世纪40年代到20世纪60年代，这一时期典型的代表人物是戴维?史密斯（David Smith）{12}。戴维?史密斯1906年出生于美国印第安纳州，从小对机械十分感兴趣。在美国完成金属加工制造和绘画技术的学习后，于20世纪30年代接触到冈萨雷兹的焊接金属作品。钢铁厚重、有力、冷酷的材质之美与当时结构、力量、强悍的时代气息的一致性使他决心终其一生献身于钢铁的雕塑创作。在此期间他游历了欧洲诸国，并于1938年在纽约成功举办了第一次个人金属雕塑的展览。1940年，他创办“终点站铁工厂”工作室，潜心艺术创造。1942―1944年，他通过焊接工人雇员的经历，受机车巨大尺寸的启发，慢慢将直接金属雕塑向纪念性方向发展。1950年代，戴维?史密斯进入艺术创作的多产期。其50年代典型的代表作有《字母》（1950）、《埃及风光》（1951）、《哈德逊河风景》（1951）等。戴维?史密斯的作品从未脱离立体主义和构成主义的基本原则――明晰的结构，但也有自己独特的风格。例如在立体主义设法把两度空间扩大到四维时，他却把一些雕塑的三度空间消减到两维，因此其作品风格多变，对后人影响很大。1961年起史密斯开始创作《立方》系列（图2），这些作品大量运用各种尺寸的立方体组建如建筑般的宏伟结构。这种艺术成为美国抽象雕塑的先导，并直接影响了上世纪60年代以后兴起的极少主义艺术。同样是在60年代，他还为意大利政府创作了另一种艺术风格迥异的系列雕塑《沃特里》。《沃特里》所用材料并非新制造的，而是利用了一家工厂的现成品。这种新的雕塑技术常被称之为“集合主义”――一种将立体主义和超现实主义结合在一起的手法。总而言之，戴维?史密斯的雕塑作品是美国机器时代典型产物，他在吸收欧洲现代雕塑的创作理念并发展壮大的过程中起到了关键性的作用。

  史密斯的作品对英国的安东尼?卡罗（Anthony Carro）和飞利浦?金（Philip King）产生了很大影响。卡罗在1959接触史密斯后，开始通过焊接或螺栓组装金属构件来创作抽象雕塑，形成拼装钢板和网格形式后再涂上大胆的平面色彩{13}。在史密斯作品的基础上，卡罗又前进了一步，他把雕塑从底座上拿下来，直接放置到地面上，使雕塑不再是高高在上仅仅供人欣赏的物品，而是与周围环境相呼应，拉近了雕塑和观众的距离。他早期的作品《正午》（1960）和《夏天之后》（1968）是这方面典型的代表作{14}。另一位受史密斯的金属雕塑大师是菲利浦?金，金也是卡罗在英国圣马丁艺术学校（St.Martin School of Art）的同事。金在雕塑上的创新，是由对不同材料的探索驱动的，在上世纪60年代后期，钢开始取代玻璃纤维和塑料成为他的主要材料。他特意在伦敦之外成立大型工作室以加工大尺寸的钢板。1969年的作品《卷盘3》是软钢用锌喷射加热而成。他早期雕塑作品的表面总是涂满颜色，厚重的颜色是金当时作品的一个核心元素{15}。

金属焊接雕塑的成熟期是20世纪70年代到20世纪80年代。标志就是在此期间卡罗和金等人一道，在英国的圣马丁艺术学校建立了现代雕塑教学体系，培养了一大批在英国乃至世界的著名雕塑家，如白瑞?弗兰那根（Barry Flanagan）、托尼?柯瑞格（Tony Cragg）、理查德?迪肯（Rrchard Deacon）和比尔?伍卓（Bill Woodrow）等。目前全世界所采用的金属雕塑教程和教学方法基本上是延续了从冈萨雷斯到史密斯再到卡罗的雕塑传统，把雕塑家看作工匠和手工艺者，将材料和工艺过程看作艺术创造的重要组成部分，把雕塑语言的探索融入对钢铁的切割、锻造、焊接的工艺过程之中。

通过金属焊接雕塑的发展历程可知，作为20世纪发展起来的新的艺术形式，科技的发展使金属材料广泛应用到社会生产生活的各个领域，时代思想的推动使金属焊接雕塑成为可能。如今，金属现成品作为现代工业文明重要观念载体，已经成为雕塑艺术中重要的艺术表现形式。

尽管金属焊接雕塑在国外的发展如火如荼，但在国内却发展缓慢。计划经济体制时期，为适应广泛的社会需要，中央美术学院成立了雕塑工作队，之后组建了中国雕塑工厂，并更名为中央美术学院雕塑艺术创作研究所，成为中国雕塑发展的中坚力量。早在1958年，中国美院的李秀勤就开始做金属焊接雕塑{16}，但直接金属雕塑作为国内艺术院校的课程却是始于20世纪90年代了{17}。1997年，我国香港著名金属雕塑家文楼先生向中央美术学院雕塑系捐建了“文楼金属工作室”的基本设备，大大促进了金属雕塑的教学。此后，伴随着经济的迅速发展和社会需要的增大，各类美术院校纷纷建立雕塑专业，招生数量年年创新高，雕塑设计如雨后春笋般发展壮大。金属雕塑教学作为美术院校一个重要的雕塑学科基础，中国美院、鲁迅美术学院、清华美院和广州美院等院校都建立了各具特色的金属教学体系。中国雕塑学会也于2008年9月在北京798创意广场举办了“金属之声”雕塑展，力图推动创作和学术研究。但不得不指出，就中国当代雕塑的整体状况来看，有关金属雕塑与抽象雕塑的创作与研究，还不够深入与全面。如何从学术基础的层面提升中国金属雕塑的艺术水准，除了需要艺术家组织更多的学术展览外，也需要精通金属加工技术的专业人士介入来共同推动中国金属雕塑的现代转型。

中国的金属焊接雕塑在计划经济体制下产生，并在市场经济条件下发展壮大。在市场经济的背景下，随着国民素质的不断提高、艺术创作的前卫性及焊接雕塑与经济发展相适应的理性思考日趋增强，必将推进中国的焊接雕塑的市场化进程。

二、关键技术

金属焊接雕塑需要那些金属加工方面的关键技术呢？显然焊接技术是最为关键的；其次，切割技术在不少金属雕塑作品中往往也是必不可少的；最后，为了使最终作品更加美观，往往辅助一些热处理、酸处理、着色、抛光和涂刷等工艺措施。本文这一部分将重点介绍焊接和切割方面的专业知识。

根据国际焊接协会的定义，焊接是指通过加热或者加压或两者并用，使被焊材料达到原子间的结合，从而形成永久性连接的工艺{18}。焊接需要外加能量，如火焰、电弧、电阻、超声波、摩擦、等离子弧、电子束、激光和微波等都可以为其所用{19}。常规的焊接方法主要是焊条电弧焊、气体保护焊和埋弧焊。目前来看在金属焊接雕塑创作中得到应用的主要是手工电弧焊、氩弧焊和CO2气体保护焊。但随着该领域的进一步发展，不排除一些先进的高能束焊接方法如电子束焊、等离子弧焊和激光焊等得到开发和应用。切割往往是金属焊接中必不可少的步骤。金属切割的方法也很多，比如火焰切割、等离子切割、激光切割等，主要根据所要求的切割质量和经济性方面来选择。考虑到一些大型的金属焊接雕塑往往是露天摆放，因此不可避免会面临风化、生锈等问题，所在选材时要考虑金属材质的物理和化学稳定性问题，必要时在作品完成后进行一些辅助的工艺措施处理。此外，金属材质不同，其焊接性往往差别很大，对从事雕塑创作的人员也有必要了解一下这方面的知识。

1.手工电弧焊。手工电弧焊是一种最常见的焊接方法。虽然焊接技术日新月异，各种新的焊接方法层出不穷。但手工电弧焊一直在工业生产中占有非常重要的地位。由于其操作简单、入门容易、设备便于携带、对外部条件也没有特殊的要求，所以手工电弧焊在金属雕塑创作中也可以大显身手。手工电弧焊焊接的质量固然与操作者的技术有关，但焊接参数的有效把握才是关键。主要的焊接技术参数有焊条的种类和直径、焊接电流和电压、焊接速度和焊接层数等。选择焊条时一般考虑“等强原则”，即要求焊缝金属与母材等强度。对形状复杂或厚大的构件应选用抗拉性好的低氢焊条；对坡口不便于清理的构件应选用对水锈不敏感的酸性焊条。焊条的直径是根据焊件厚度、焊接位置、接头形式和焊接层数等进行选择的。根据工件厚度选择时可参照表1{20}。焊接电流是手工电弧焊的主要焊接参数，也是在操作过程中需要调节的参数，而焊接速度和电弧电压都是由焊工控制的。焊接电流的选择要充分考虑焊条直径、焊接位置和焊道层次等因素，表2是常用的各种直径焊条适合的焊接电流参考值{20}。

  2.氩弧焊。氩弧焊是用氩气作为气体保护的一种电弧焊，即用氩气把空气与焊接区域分隔，防止焊区的氧化{21}。氩弧焊可分为钨极氩弧焊（TIG）和熔化极氩弧焊两种。TIG焊的优点是由于熔池受氩气保护，可以得到高质量的焊接接头，几乎所有金属和合金都可使用这种焊接方法；电弧稳定，可以焊接从半个毫米到100毫米不同厚度的板材；焊接位置不受限制；焊接去几乎无烟尘和飞溅，便于观察焊接施工情况。正是由于这些优点，在金属焊接雕塑创作中TIG焊是除手工电弧焊外另一种被广泛采用的焊接方法。图3是笔者带领的大学生创新团队利用手工氩弧焊将4mm×50mm厚1mm的不锈钢长竿与15mm厚0.8mm的不锈钢球焊接起来的实例。需要指出的是TIG焊要求操作者经过较长时间的培训并具有灵巧的操作技艺。另外，根据使用的电源种类，TIG焊分为交流、直流及脉冲TIG焊三种。直流TIG焊又可分为直流正接和直流反接两种，前者指工件接电源正极，钨极接电源负极，后者则相反。大多数金属（除铝、镁），一般选择直流正接为好；铝、镁及其合金则以选用交流铝、镁为好，若是薄件，也可选用直流反接法。熔化极氩弧焊是熔化极惰性气体保护焊（MIG）的一种，可适应大型构件和所有金属，也可进行全位置焊接。与TIG焊不同，MIG焊采用焊丝作为电极，电流可以很大。但缺点是MIG焊所用氩气比TIG焊多，氩气的价格也相对较贵。在金属焊接雕塑创作时，可以根据实际情况选择合适的焊接方法。在对焊缝成形控制不是很严格的情况下，用CO2气体取代氩气的CO2气体保护弧焊不失为一种选择。后者也是MIG焊的一种，具有焊接速度快、焊接变形小、抗锈能力强、焊接成本低的特点，可广泛应用于低碳钢、低合金钢等黑色金属的焊接。

3.高能束焊接方法。高能束流（Hign Energy Density Beam）加工技术包含了以激光束、电子束和等离子弧为热源对材料或构件进行特种加工的各类工艺方法{19}。高能束焊接的功率密度可达105W/cm2以上，具有可精密控制的微焦点和高速扫描技术的特性，可实现位材料的深穿透、高速加热和高速冷却的全方位加工。其中电子束焊（Electron Beam Welding）是利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空或者非真空中的焊接所产生的热能进行焊接的方法，既可以焊接结构庞大的构件，也可以焊接微小精密的构件。变截面电子束焊技术的出现，可以实现复杂构件的一次焊接成形。激光焊（Laser Beam Welding）是以聚焦的激光束作为能源轰击焊接所产生的热量进行焊接的方法。激光焊可以与MIG焊复合，焊缝成形美观。等离子弧焊（Plasma Arc Welding）是借助水冷喷嘴对电弧的拘束作用，获得较高能量密度的等离子体弧进行焊接的方法。需要说明的是，目前先进的高能束焊接方法在金属焊接雕塑创作中应用的例子还很鲜见，但由于高能束焊独特的优势和一些新工艺的不断涌现和普及，进入金属雕塑领域是迟早的事。

4.切割技术。金属焊接雕塑固然可以充分利用现有的金属材质，但有时为了更能体现雕塑家的思想可能需要对金属材质进行机械加工。其中进行切割就是一种最重要的手段。金属切割的方法有火焰切割、等离子切割和激光切割三种，主要是根据金属的类型、厚度和数量来选择。火焰切割是应用最早的，20世纪初已经出现{22}。其原理是通过燃料气体（如乙炔）和氧气和钢铁产生化学反应来加热金属。优点是设备成本低廉、缺点是仅适合切割碳钢等，对不锈钢和铝则不适用。另外，割炬需要预热并且队操作者的使用技巧要求很高。等离子切割是20世纪50年明的一种通过精确控制电弧来切割金属的方法{23}。其优点是可以适用于很多不同种类的金属，例如：低碳钢、不锈钢、铝和铜等有色金属。缺点是设备复杂，成本较高。激光束切割和激光焊接一样，出现于20世纪50年代{24}。主要有气体和固态两类。其优缺点和等离子切割比较类似，但与后者相比，激光可用于精密切割，可以切割非常薄的钢材。图4（a）和（b）是北京工业大学激光工程研究院利用激光二维和三维精细切割的自行车艺术品和航空发动机叶形孔，其中不锈钢板材的厚度都是1mm。

第9篇：金属加工工艺范文

【关键词】热处理；新工艺；激光；真空；形变

随着现代工业的飞速发展，我们对机械零件、模具等提出了越来越高的要求。金属热处理作为制造业中非常重要的工艺之一，往往是金属加工过程中不可或缺的工艺环节。由于热处理一般不改变工件的形状和整体的化学组成，只是通过改变工件内部的显微组织结构等来改善工件的内在质量，因此它具有其他工艺无法比拟的优势。据不完全统计，在汽车、拖拉机、机床等制造中，需要热处理的金属零件多达70%～80%，而在模具和滚动轴承中，金属热处理基本上达到了100%。因此它越发受到了人们的关注，在石油化工、航空航天、汽车制造业等发挥着重要的作用。

传统的热处理方式主要有退火、正火、淬火、回火，俗称“四把火”，它在人类发展的历史长河中烙下了深深的印记，到目前为止，它仍然是我们主要的热处理方式。随着我们对能源、环境的重视，对工件性能要求的提高，人们一直在探索新型的金属热处理工艺。由于先进设备的发明和测试技术的发展，新型热处理工艺不断涌现。金属热处理工艺从传统的热处理工艺发展到现在新型的表面热处理、真空热处理、气氛热处理、形变热处理、时效处理等。随着近代等离子场在热处理工艺上的应用，离子渗氮、离子渗碳为热处理提供了新的思路。特别是激光、电子束技术的应用，大大的丰富了热处理的工艺手段。

1.激光热处理

激光自从问世以来，以其相干性和单色性好，能量大等特点被广泛应用，其一系列潜在绝大价值已经引起了各个部门的重视，特别是在航空军工等领域，激光更是被视为新一代制导武器。随着激光理论、空间技术的迅速发展和日臻完善，激光热处理已经显现出了其独特的优点和效果，已经广泛应用于材料的切割、焊接、热处理等领域，是一种有望在工业中得到广泛应用的新型热处理工艺手段。

1.1激光热处理工艺的热学分析

激光照射金属工件表面可以快速加热工件，其输出功率P可以用功率密度和光斑面积S来表示：P=·S（S=d2/4）其中功率密度可以达到109W/cm2，远远大于普通的热源（约107W/cm2），且激光光斑面积可以小至10-5cm2，为普通太阳光最小光斑面积的1/100。因此激光的输出功率可以达到普通热源的104倍。

一般来讲激光辐射在材料内部产生的热处理过程不仅与辐射功率密度有关，而且与作用时间有密切关系。在实际的应用中我们可以控制辐射功率密度和辐射时间来控制能量的输入，从而进行相变强化、非晶态化、重熔合金化等处理。

1.2激光热处理工艺概述

激光热处理工艺主要有激光切割、激光淬灭、激光涂覆等几种工艺方法。

激光切割：该技术是采用激光束照射到金属工件表面的高能量使工件表面局部熔化并蒸发，从而达到局部切割的效果。一般来讲激光切割技术使用的较多的是二氧化碳激光切割技术，它具有切割质量好，精度高，切缝不需要再加工，切割速度快等工艺优点；另外它还是一种安全清洁、无污染的切割技术。

激光猝灭：以高密度能量激光作为能源，迅速加热工件使热量急剧向内层传递和向环境散热，从而产生内部相变的工艺过程。它已经被广泛的应用于冶金、机械、石油化工等领域，特别是在提高轧辊、剪刃等易损件的使用寿命方面效果显著近来在模具、齿轮等工件的强化方面也得到了越来越广泛的应用。

激光涂覆：利用激光束照射金属工件表面使之熔融，然后在其表面进行涂覆处理。在激光涂覆处理过程中，我们需要控制好照射时间和辐射功率密度的条件，从而使覆层具有良好的结合力，保证涂层的涂覆质量。该法具有覆层材料消耗量小，工艺过程容易控制等优点。

2.真空热处理

真空热处理是指在低于一个大气压的环境中进行的热处理工艺，它是真空技术与热处理技术相结合的一种新型的热处理技术。它可以实现其他常规热处理工艺过程所涉及到的过程，但是其热效果的质量得到大幅度的提高，被视为一种具有潜在巨大应用价值的金属热处理工艺。

真空热处理的应用。

真空热处理可以实现无氧化、无脱碳、无渗碳等效果，另外还可以去掉金属工件表面的磷屑，能够达到表面光亮净化的效果，因此近年来其应用范围也越来越广，从真空退火的应用延伸到真空渗碳等应用方面。

2.1真空退火

对于金属工件来讲，退火可以改变晶体结构、组织结构，消除组织应力等作用，利用真空退火还可以防止脱碳、除气脱脂、蒸发氧化物从而提高金属工件的表面光亮度和力学性能。实践表明，真空退火时，金属工件的光亮度与体系的真空度、退火温度等有关。对于结构钢来讲，在700～850℃，真空度为133.3×10-2Pa时，平均光亮度为60～70%；然而当真空度提高的话光亮度可以提高到70～80%。因此在生产中可以根据实际情况来加以选择。对于各种不锈钢来讲，只有在高于133.3×10-3Pa真空度条件下退火才能使光亮度达到70%以上。

2.2真空化学热处理（真空渗碳）

随着热处理工艺的不断发展，真空化学热处理的应用也越来越受到重视，真空化学热处理方法能有效的提高金属工件的各项综合性能。在真空化学热处理方法中以真空渗碳工艺较为经典，它是在真空淬火和高温渗碳的基础上发展起来的一种新的热处理工艺。它具有渗碳时间短、作业条件好等优点，有着极为广泛的应用前景。

3.形变热处理

形变热处理工艺，作为一种新型的热处理工艺方式，是在形变强化和热处理强化基础上发展起来的。人们在生产研究过程中发现，当金属工件在同时受到形变和相变时，奥氏体晶粒发生细化，位错密度提高，晶界发生畸变，能够达到单一形变或者单一相变所不能达到的综合强韧化的效果。形变热处理的方法很多，一般来讲，根据形变与相变过程的相互顺序可以将其分为相变前形变、相变中形变、相变后形变等。近年来，在形变热处理工艺的基础上又发展起来了一些复合形变热处理方法。它是将形变热处理与化学热处理、表面淬火工艺等结合起来而派生出来的。从这些快速发展的复合形变热处理工艺我们可以看出热处理工艺作为一种新型的热处理工艺所体现出来的独特优势和生命力。

4.结语

金属材料作为国家经济发展和基础建设的重要支柱行业，在机械制造中具有非常重要的作用，因此正确运用热处理，了解其作用和特点是非常重要的。热处理的新工艺会随着社会的不断发展而不断涌现，给制备高端、精密仪器带来了希望。

【参考文献】