論機(jī)械行業(yè)中節(jié)約材料的方法

王金海

（江蘇富海閥門(mén)有限公司，江蘇 鹽城 224400）

進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)進(jìn)入了突飛猛進(jìn)的發(fā)展階段，作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展重要基石的機(jī)械工業(yè)也隨之取得了快速發(fā)展。然而，在取得成績(jī)的同時(shí)，我們還應(yīng)該看到，我們付出了高額的能源代價(jià)，能源短缺已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的致命瓶頸,我國(guó)的GDP躍居全世界第二,但能源消耗卻占到了10%。

1 機(jī)械工程中材料消耗的現(xiàn)狀

（1）在機(jī)械產(chǎn)品成本中，原材料費(fèi)用過(guò)高。根據(jù)有關(guān)部門(mén)對(duì)機(jī)械行業(yè)近萬(wàn)個(gè)企業(yè)進(jìn)行的調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明：每年消耗鋼材約1000萬(wàn)t，占全國(guó)的10%～15%。原材料費(fèi)用平均占機(jī)械產(chǎn)品成本的60%以上。

（2）鋼材利用率低。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)機(jī)械行業(yè)鋼材利用率權(quán)為55%左右，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，有8%～13%的差距。每提高一個(gè)百分點(diǎn)就意味著可節(jié)約15萬(wàn)t鋼材。我國(guó)機(jī)械行業(yè)的鑄件、鍛件廢品率偏高，造成原材料和能源的浪費(fèi)，有人調(diào)查過(guò)部分企業(yè)，鑄鐵件廢品率為10%～12%，鑄鋼件廢品率為8%～10%，有些廠甚至高達(dá)20%，而國(guó)外一般低于4.5%。

2 機(jī)械工程中節(jié)材的方法與途徑

機(jī)械行業(yè)節(jié)約材料的重點(diǎn)是鋼材等有色金屬，但其它原材料也要注意節(jié)約。從技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)兩種角度看，機(jī)械工業(yè)節(jié)材必須同時(shí)考慮以下四個(gè)方面：降低產(chǎn)品的材料消耗；制造過(guò)程中的材料消耗量；提高產(chǎn)品質(zhì)量；延長(zhǎng)產(chǎn)品使用年限。

（1）用先進(jìn)技術(shù)，提高整體技術(shù)水平，提高材料利用率。采用先進(jìn)的制造技術(shù)，提高鑄件精度，推廣精密鑄造技術(shù)，在金屬件生產(chǎn)中擴(kuò)大精鑄、鍛件比例，使模鍛、精鑄、精鍛件比例提高到70%以上；繼續(xù)推行集中下料、科學(xué)套料、改進(jìn)下料工藝和設(shè)備，推廣各種精密，自動(dòng)、數(shù)控編排的切割技術(shù)，采用帶鋸床、剪切等下料新設(shè)備；大力采用先進(jìn)數(shù)控控制焊接技術(shù)，減少焊條用量；采用先進(jìn)的熱處理方法，提高零部件使用壽命；采用材料表面處理技術(shù)，提高材料表面性能，減少特殊材質(zhì)的消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)材低耗；對(duì)于關(guān)鍵部件(軸承、齒輪、彈簧、液壓氣動(dòng)元件、模具等)，擴(kuò)大采用精煉鋼和脫氧鋼，以及高效的熱處理和表面熱處理新技術(shù)，延長(zhǎng)其使用壽命。

（2）采用先進(jìn)的防腐蝕技術(shù)，提高設(shè)備的使用壽命。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中不論哪個(gè)部門(mén)都普遍的存在著腐蝕問(wèn)題。腐蝕給人們?cè)斐傻奈：σ彩呛艽蟮模环矫嬖斐稍O(shè)備、零件等材料的直接損失，另一方面還造成影響正常生產(chǎn)，惡化操作環(huán)境，影響產(chǎn)品質(zhì)量，據(jù)有關(guān)資料介紹，估計(jì)全世界每年腐蝕損失100億英磅。全世界每年金屬的腐蝕損失約為全年總產(chǎn)量的16%，也就是說(shuō)全世界每年約有1億t金屬因腐蝕而損失掉。因此腐蝕是自然界最大浪費(fèi)之一。所以防腐蝕也是機(jī)械工程中節(jié)材的重大技術(shù)課題之一。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，新的防腐蝕材料和方法的也不斷涌現(xiàn)，防腐蝕技術(shù)也在不斷的提高。

（3）擴(kuò)大應(yīng)用新材料，改善用材結(jié)構(gòu)。擴(kuò)大應(yīng)用新材料，改善用材結(jié)構(gòu)，提高用材水平，積極推廣使用各種高強(qiáng)度低合金鋼、冷成形鋼、冷拔鋼管等高效鋼，使用切削鋼、新型模具鋼、感應(yīng)淬火鋼等節(jié)能節(jié)材新材料；擴(kuò)大硬質(zhì)合金材料的使用，新興材料如陶瓷、工程塑料等復(fù)合材料的應(yīng)用。

（4）提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，充分發(fā)揮材料性能。提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，充分發(fā)揮材料性能，降低材料消耗為目標(biāo)，大力推廣計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造，優(yōu)化設(shè)計(jì)，防腐蝕設(shè)計(jì)、有限壽命設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品既可靠安全又結(jié)構(gòu)緊湊，用材要合理、經(jīng)濟(jì)；充分發(fā)揮材料性能潛力，降低材料消耗。新設(shè)計(jì)的數(shù)控車(chē)床與普通車(chē)床相比，采用數(shù)控伺服機(jī)構(gòu)后，省去溜板等，結(jié)構(gòu)緊湊。不但節(jié)省材料,還提高了加工精度。

（5）大力推廣再制造工程的研究及應(yīng)用。再制造工程是一個(gè)正在發(fā)展中的一個(gè)新興研究領(lǐng)域和新興產(chǎn)業(yè)，國(guó)內(nèi)有許多單位正在進(jìn)行再制造領(lǐng)域的研究。20世紀(jì)90年代初以來(lái)，國(guó)內(nèi)的一些部門(mén)對(duì)修復(fù)熱處理已經(jīng)作了嘗試工作，如對(duì)長(zhǎng)期服役過(guò)的發(fā)電設(shè)備上的某些重要零件進(jìn)行修復(fù)熱處理。應(yīng)用等離子噴涂技術(shù)對(duì)重載坦克車(chē)輛零件進(jìn)行再制造修復(fù)和強(qiáng)化，實(shí)踐考核證明用再制造技術(shù)修復(fù)和強(qiáng)化的零部件比新品的相對(duì)耐磨性提高2～8倍，壽命提高2～3倍。目前一些單位已經(jīng)開(kāi)始汽車(chē)、計(jì)算機(jī)、空調(diào)、電冰箱、摩托車(chē)等產(chǎn)品零部件再制造的研究工作。再制造工程技術(shù)不僅能恢復(fù)原產(chǎn)品的技術(shù)性能，還能及時(shí)引進(jìn)新技術(shù)、新工藝和新材料，改進(jìn)提高產(chǎn)品的技術(shù)性能和可靠性，從而延長(zhǎng)了產(chǎn)品的使用壽命。再制造產(chǎn)品的費(fèi)用僅為新品價(jià)格40%～60%，達(dá)到了廢物利用，變廢為寶的目的，為降低材料消耗，節(jié)約原材料開(kāi)辟了一條新的途徑。

3 對(duì)節(jié)材途徑的展望

（1）面臨進(jìn)入WTO新技術(shù)發(fā)展的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，發(fā)展再制造業(yè)是應(yīng)付這種挑戰(zhàn)的一種有效手段，使用再制造產(chǎn)品將降低成本，節(jié)約資源，減少污染。

（2）節(jié)約原材料貫穿于原材料生產(chǎn)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造及使用的全過(guò)程，其中制造過(guò)程中節(jié)材潛力最大，是最見(jiàn)成效的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。因此要大力開(kāi)發(fā)和使用先進(jìn)技術(shù)、工藝和裝備。

（3）基于以上論述，筆者建議在上世紀(jì)90年代出臺(tái)的有關(guān)節(jié)約材料技術(shù)政策的基礎(chǔ)上，力爭(zhēng)在行業(yè)平均鋼材利用率達(dá)80%以上，鑄造綜合體廢品率下降5%以下，重點(diǎn)骨干企業(yè)下降到3%以下，并將關(guān)鍵基礎(chǔ)件的平均使用壽命延長(zhǎng)30%以上。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，資源、能源及環(huán)境保護(hù)的問(wèn)題日益突出，尤其是環(huán)保問(wèn)題。因此，材料的工程應(yīng)用必須對(duì)之有所考慮，特別是對(duì)于大批量生產(chǎn)的零部件，所用材料應(yīng)該來(lái)源豐富，要顧及國(guó)內(nèi)的資源及市場(chǎng)供給情況，并應(yīng)盡可能選用生產(chǎn)過(guò)程中耗能低的材料。節(jié)材與節(jié)能的結(jié)果必然減少了環(huán)境的污染，有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境。從人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度出發(fā)，節(jié)約原材料，代用稀缺物資應(yīng)是現(xiàn)代機(jī)械制造工程必須繼續(xù)探討的重要內(nèi)容之一。