鋁(lv)合(he)金(jin)(jin)材(cai)(cai)料自問(wen)世以來，憑(ping)借其(qi)輕便、強度高、抗腐蝕等優勢，在工業(ye)制造領域(yu)廣(guang)泛應(ying)用。隨(sui)著科(ke)技的不斷進步，鋁(lv)合(he)金(jin)(jin)材(cai)(cai)料的制造工藝和(he)加(jia)(jia)(jia)工技術(shu)也在不斷改進和(he)創新，為(wei)其(qi)應(ying)用領域(yu)的拓展提供了(le)更加(jia)(jia)(jia)廣(guang)闊的空間。本文將介紹鋁(lv)合(he)金(jin)(jin)材(cai)(cai)料發明到現在尖端加(jia)(jia)(jia)工應(ying)用的歷史和(he)現狀，以及未來發展方向(xiang)。
一(yi)、鋁合金材料的發明歷史
鋁合金材料的(de)發明可追溯(su)到19世紀末。當時，由于(yu)工(gong)業(ye)化的(de)迅速發展，人們(men)對(dui)于(yu)一(yi)種既輕便、又強度高的(de)金屬材料的(de)需(xu)求越來越大。于(yu)是，科學家們(men)開始(shi)對(dui)鋁進行深入研究。1894年，奧地利的材料(liao)學(xue)家(jia)Wilm發現(xian)，將(jiang)少量的(de)其他金(jin)屬加入鋁中可以顯著改善鋁的(de)物理性能。隨后，鋁合金(jin)材料的(de)研究就(jiu)開始(shi)了。
20世紀初，美國人Andrew Wilmot首次成功(gong)制備了含銅的鋁合(he)金，被譽為“現代鋁(lv)合金的開(kai)創者”。此后，英國(guo)和美國(guo)等國(guo)家的(de)科學家紛(fen)紛(fen)投(tou)入到鋁合金材料的(de)研究中，并在(zai)不斷的(de)實踐(jian)中逐步掌握了(le)其制備工藝和改性技術。20世紀50年代后期，隨著(zhu)計算機輔助設計和加工(gong)技術(shu)的引入，鋁(lv)合(he)金材(cai)料的應(ying)用領域得到(dao)了(le)極大的拓展，成為當時工(gong)業(ye)制造中不可或缺的材(cai)料。
二、鋁合金材料的尖端加工應用
數控加工技(ji)術(shu)
隨著計算機技術和數控技術的飛速發展，數控加工技術成為鋁合金材料加工的主要手段。數控加工技術可以通過計算機程序控制工具刀具的移動，實現對鋁合金材料的高精度加工和復雜形狀加工。相比于傳統的機械加工技術，數控加工技術具有加工精度高、效率高、重復性好等優點。
激光加工(gong)技術
激光(guang)加工技術(shu)是一(yi)種高能量密度加工技術(shu)，可(ke)以(yi)實現對鋁合金(jin)材料的(de)高精度切割、焊接和鉆孔等(deng)加工過程。相比傳統機械加工方式，激光(guang)加工具(ju)有加工速度快、精度高、變(bian)形(xing)小等(deng)優(you)點。激光(guang)加工技術(shu)在(zai)鋁合金(jin)材料的(de)加工中得到廣泛應用，尤其是在(zai)航空航天和汽(qi)車制造等(deng)領域(yu)。
在(zai)激(ji)光加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)技(ji)術中(zhong)，激(ji)光束聚焦(jiao)在(zai)鋁合(he)金(jin)(jin)(jin)表面，通(tong)過(guo)瞬(shun)間的(de)高(gao)(gao)溫使材(cai)料(liao)(liao)(liao)蒸發、熔化和(he)(he)氧化，從而實現(xian)對材(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)。激(ji)光加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)可(ke)以實現(xian)對鋁合(he)金(jin)(jin)(jin)材(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)高(gao)(gao)精(jing)度切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)和(he)(he)孔加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)，且加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)效率高(gao)(gao)、加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)質量(liang)好。在(zai)鋁合(he)金(jin)(jin)(jin)制造領域，激(ji)光切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)技(ji)術被(bei)廣泛應用(yong)(yong)于鋁合(he)金(jin)(jin)(jin)薄板的(de)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)，特別是在(zai)汽車、電子、電氣和(he)(he)航空航天等領域。激(ji)光加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)還可(ke)以用(yong)(yong)于鋁合(he)金(jin)(jin)(jin)材(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)二次加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)，如在(zai)鈑金(jin)(jin)(jin)制造中(zhong)通(tong)過(guo)激(ji)光加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)技(ji)術對鋁合(he)金(jin)(jin)(jin)零(ling)(ling)件(jian)進行定(ding)位和(he)(he)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)，實現(xian)了對零(ling)(ling)件(jian)的(de)高(gao)(gao)精(jing)度加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)和(he)(he)裝(zhuang)配。
除了激光加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)技(ji)術，電(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)技(ji)術也(ye)是一種常用(yong)的(de)鋁(lv)合(he)金(jin)(jin)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)技(ji)術。電(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)技(ji)術是利用(yong)電(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)反應(ying)原理，將材料表面離子化(hua)(hua)來實現加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)。電(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)具有加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)精度高、表面質量(liang)好、加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)過程無(wu)熱變形等(deng)優點。在鋁(lv)合(he)金(jin)(jin)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)領(ling)域(yu)，電(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)技(ji)術被廣泛應(ying)用(yong)于鋁(lv)合(he)金(jin)(jin)表面的(de)電(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)和電(dian)(dian)(dian)解拋光等(deng)領(ling)域(yu)。
盡(jin)管鋁合(he)金(jin)材料(liao)在(zai)制造業中得(de)到廣泛應用，但是(shi)鋁合(he)金(jin)材料(liao)加(jia)(jia)工仍然(ran)存在(zai)著一些挑戰。鋁合(he)金(jin)材料(liao)的硬度高(gao)，加(jia)(jia)工難度大。其次，鋁合(he)金(jin)材料(liao)在(zai)加(jia)(jia)工過(guo)程(cheng)中容易出現表面裂紋和(he)(he)熱變形等問(wen)題，對加(jia)(jia)工精度和(he)(he)加(jia)(jia)工質量產生不利影響。針對這些問(wen)題，科學家和(he)(he)工程(cheng)師們正在(zai)不斷(duan)探索(suo)和(he)(he)研究新(xin)的鋁合(he)金(jin)加(jia)(jia)工技術和(he)(he)方法。
在未來(lai)，隨(sui)著制造業的不(bu)斷發展和(he)(he)技(ji)(ji)術(shu)的不(bu)斷進步，鋁合(he)金(jin)材(cai)料的應用領(ling)域將會(hui)更加(jia)廣(guang)泛(fan)，對(dui)鋁合(he)金(jin)材(cai)料加(jia)工(gong)(gong)的需求也會(hui)不(bu)斷增加(jia)。而(er)隨(sui)著加(jia)工(gong)(gong)技(ji)(ji)術(shu)的不(bu)斷發展，鋁合(he)金(jin)材(cai)料的加(jia)工(gong)(gong)也會(hui)越來(lai)越高(gao)效、精準和(he)(he)可(ke)靠。
除了激光(guang)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)技(ji)(ji)術(shu)(shu)，還有其他的(de)鋁合金材(cai)料(liao)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)技(ji)(ji)術(shu)(shu)正在不斷發展和應用。例如(ru)，數控加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)技(ji)(ji)術(shu)(shu)可(ke)以實現對(dui)鋁合金材(cai)料(liao)的(de)高(gao)精度加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)和多軸復合加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)。電火花(hua)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)技(ji)(ji)術(shu)(shu)可(ke)以在鋁合金材(cai)料(liao)表(biao)面形(xing)成微小的(de)孔洞(dong)，從(cong)而(er)(er)提高(gao)材(cai)料(liao)表(biao)面的(de)耐(nai)磨(mo)性和抗腐(fu)蝕性。而(er)(er)化(hua)學加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)技(ji)(ji)術(shu)(shu)則(ze)可(ke)以通過化(hua)學蝕刻的(de)方式(shi)對(dui)鋁合金材(cai)料(liao)進行精細加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)，從(cong)而(er)(er)實現復雜(za)形(xing)狀的(de)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)。
隨著這些加工(gong)技術的(de)不斷(duan)發展和應用，鋁合(he)金(jin)材料(liao)的(de)應用領域也(ye)在不斷(duan)擴大(da)。例如，在航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)領域，鋁合(he)金(jin)材料(liao)已經成為了最(zui)常用的(de)材料(liao)之(zhi)一(yi)，用于(yu)制造(zao)飛機(ji)機(ji)身(shen)、發動(dong)機(ji)部件等(deng)。在汽(qi)車(che)制造(zao)領域，鋁合(he)金(jin)材料(liao)也(ye)已經成為了輕(qing)量(liang)化的(de)首選材料(liao)，用于(yu)制造(zao)車(che)身(shen)、發動(dong)機(ji)部件等(deng)。此(ci)外，鋁合(he)金(jin)材料(liao)還廣(guang)泛應用于(yu)建筑(zhu)、電(dian)子、家電(dian)、醫療等(deng)領域。
綜上所(suo)述(shu)，鋁合(he)(he)金(jin)材(cai)料的(de)(de)發明至今已經有近一(yi)百年的(de)(de)歷史(shi)，經過多年的(de)(de)發展和(he)(he)應用，其優良的(de)(de)性能已經得到了廣泛的(de)(de)認可(ke)和(he)(he)應用。隨著制造業的(de)(de)不(bu)斷(duan)發展和(he)(he)技術的(de)(de)不(bu)斷(duan)進步，鋁合(he)(he)金(jin)材(cai)料的(de)(de)應用領域將會更加(jia)(jia)廣泛，對(dui)鋁合(he)(he)金(jin)材(cai)料加(jia)(jia)工(gong)的(de)(de)需(xu)求也會不(bu)斷(duan)增加(jia)(jia)。而隨著加(jia)(jia)工(gong)技術的(de)(de)不(bu)斷(duan)發展和(he)(he)應用，鋁合(he)(he)金(jin)材(cai)料的(de)(de)加(jia)(jia)工(gong)也將會越(yue)來(lai)越(yue)高效、精準和(he)(he)可(ke)靠。相信在(zai)未來(lai)，鋁合(he)(he)金(jin)材(cai)料將會成為制造業中(zhong)不(bu)可(ke)或缺的(de)(de)重要材(cai)料。
電火花(hua)加工技術在鋁合(he)金材料上(shang)的(de)表面改(gai)性研究的(de)論(lun)文：
電火花加工技(ji)術(shu)可以在鋁合金材(cai)料(liao)表面形成微小的(de)孔洞(dong)，從而(er)提(ti)高(gao)材(cai)料(liao)表面的(de)耐磨性(xing)(xing)和抗腐蝕性(xing)(xing)
Wang, Y., Yang, Y., Liu, J., Liu, X., & Wu, X. (2020). Surface modification of aluminum alloy by EDM process. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 107(5-6), 1955-1962.