金屬復合材料在機械制造中的應(yīng)用

魯盈盈

（商洛學院，陜西 商洛 726000）

機械制造行業(yè)作為我國的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，對于我國經(jīng)濟的發(fā)展具有重要影響。機械制造在于改善內(nèi)部零件、系統(tǒng)操作的性能，從而為相關(guān)技術(shù)的進步發(fā)展提供材料和技術(shù)基礎(chǔ)。其中，在機械制造中材料的使用會直接影響最終產(chǎn)品的性能。當前金屬復合材料的使用，大大改善了機械制造產(chǎn)品的質(zhì)量，因此研究復合材料在機械制造中的應(yīng)用具有非常明顯的現(xiàn)實意義。

1 機械制造與金屬復合材料的關(guān)系

人們依據(jù)金屬復合材料性能與使用途徑，將其分成兩類，即：功能型材料與結(jié)構(gòu)型材料。功能型金屬復合材料耐磨性高、耐高溫且耐腐蝕，普遍應(yīng)用在工程設(shè)備制造領(lǐng)域，一定程度延長零部件使用壽命，提高機械設(shè)備部件質(zhì)量；結(jié)構(gòu)型材料金屬復合材料密度小、強度大，可以降低機械設(shè)備總重量，提高機械制設(shè)備運行效率。

尤其是工業(yè)發(fā)展及經(jīng)濟水平提升，人們對于機械設(shè)備需求量持續(xù)增加，機械領(lǐng)域中金屬復合結(jié)構(gòu)材料憑借自身優(yōu)勢得到廣泛使用，并呈現(xiàn)出逐步取代傳統(tǒng)金屬材料的趨勢，滿足現(xiàn)代機械制造的需求，推動行業(yè)技術(shù)快速發(fā)展。金屬復合材料與傳統(tǒng)金屬材料相比，有著明顯的優(yōu)勢，如質(zhì)量輕、抗壓能力強、延展性好等，相信機械制造行業(yè)中將大范圍普及金屬復合材料，因此復合材料已經(jīng)逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的單一金屬材料被更廣泛的應(yīng)用于機械制造中。

2 金屬復合材料常見種類的分析

2.1 金屬粒塑料復合材料

金屬粒塑料復合結(jié)構(gòu)擦料，可以提高金屬材料導電性能與導熱性能，直接降低金屬材料謬、膨脹系數(shù)，大幅度提高材料強度，改善金屬材料的性能，因此在機械設(shè)備的制造中也具有較大的應(yīng)用價值。

2.2 不銹鋼復合鋼板

對于復合金屬構(gòu)成的不銹鋼材料而言，組成物質(zhì)的不同導致各自材料的性能也存在差異。構(gòu)成復合金屬材料的元素通常會賦予合金材料較好的耐腐蝕性和電化學腐蝕性，確保不同材料的原子之間有效結(jié)合。不銹鋼材料的導熱性相對較好，在焦化相關(guān)設(shè)備中具有較為廣泛的應(yīng)用。

探討不銹鋼材料的特性，實際中表現(xiàn)出耐腐蝕、耐磨損、抗磁性等，同時材料外觀形式多樣，可以起到裝飾設(shè)備的作用。對碳鋼優(yōu)勢進行分析，不銹鋼復合鋼板可焊性強、導熱性好且良好拉伸性能，設(shè)備生產(chǎn)中容易成型。機械設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)利用不銹鋼復合材料，可以在保證設(shè)備性能的同時降低生產(chǎn)成本，促進企業(yè)生產(chǎn)效益提升。

2.3 碳纖維＋石墨纖維材料

碳纖維＋石墨纖維復合材料不同于一般金屬復合材料，可以將其看成一種新型的有機復合材料，通過熱處理工藝對有機纖維進行處理，最終獲得相關(guān)材料。碳纖維中含有較高濃度的碳，熱處理過程中不溶于人造化學轄內(nèi)，需要選擇合適的熱處理工藝。碳纖維＋石墨纖維材料優(yōu)勢顯著，具有強度大、重量小、耐磨性大等特點，更是憑借自身耐熱性與耐腐蝕性受到機械制造領(lǐng)域的青睞。

3 機械制造領(lǐng)域中金屬復合材料應(yīng)用及注意事項

3.1 沖壓模具制造過程中的應(yīng)用

沖壓模具制造時機械制造領(lǐng)域中的重要內(nèi)容，其質(zhì)量會直接體現(xiàn)我國的機械制造水平。由于生產(chǎn)條件以及功能性差異，在制造沖壓模具時對材料的性能參數(shù)也有著不同的要求。通常情況下，可以將模具材料分為沖裁模材料、冷擠壓模材料、拉深模材料三種。

對于生產(chǎn)材料的要求，最重要的在于材料的沖擊力、振動、拉伸以及摩擦拉伸等方面，同時還應(yīng)該確保材料的耐熱性良好，當前鋼材是沖壓模具的主要原材料，另一種復合材料碳素工具鋼由于性價比高、容易加工的優(yōu)點，在機械制造中展現(xiàn)出的優(yōu)勢也越來越明顯。但這種復合材料也存在自身的缺點，就是承載能力較差、對于硬度大、可塑性低的情況不太使用。現(xiàn)在由于金屬復合材料的進一步研究，沖壓模具的生產(chǎn)材料也在不斷發(fā)生變革，可以有效降低生產(chǎn)過程中的摩擦和沖擊，從而改善生產(chǎn)效果，提高生產(chǎn)效益。

3.2 金屬復合材料在機械制造中的應(yīng)用

金屬復合材料通過按照比例混合不同的金屬材料，形成多種優(yōu)良特征，克服單一金屬材料的缺點和劣勢，具有較為明顯的優(yōu)勢，但金屬復合材料本身在應(yīng)用過程匯中依然存在一定的限制因素，最為明顯的就是復合材料的低熱膨脹系數(shù)和高疲勞極限參數(shù)。

對于金屬復合材料在機械制造中的應(yīng)用，在確定原材料之前，需要對材料的生產(chǎn)環(huán)境以及應(yīng)用環(huán)境進行分析，既要保證材料有效，同時還應(yīng)該降低在生產(chǎn)中對機械設(shè)備的損耗。金屬復合材料可塑性強、結(jié)構(gòu)功能良好、抗疲勞斷裂性能好等優(yōu)點，使其在機械制造中發(fā)揮的價值明顯高于傳統(tǒng)材料，相信隨著我國機械制造行業(yè)的進一步發(fā)展，金屬復合材料將會成為我國機械制造的重要原材料，助力于制造業(yè)的進一步發(fā)展。

通過將金屬復合材料應(yīng)用與現(xiàn)代化的機械設(shè)備，對于有效整合資源，提高資源的性能參數(shù)和利用率，促進經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，同時這也是積極響應(yīng)國家節(jié)能減排政策方針的有效做法。金屬復合材料容易成型、質(zhì)量輕等優(yōu)勢使其更容易被市場接受，因此在推廣過程中的優(yōu)勢也更加明顯。

這種材料在性能參數(shù)上存在的優(yōu)勢使其可以更好地適應(yīng)機械制造中的各種惡劣環(huán)境。其中金屬復合材料的抗腐蝕性特征也成為其應(yīng)用的重要價值之一。最后，金屬復合材料的造價較低，在機械制造的生產(chǎn)流程中可以有效降低設(shè)備的磨損率和報廢率，對于節(jié)約資源，帶動新興工業(yè)的發(fā)展，具有重要的推動作用。

4 結(jié)語

綜上所述，作為一種先進的金屬材料，金屬復合材料可以將多種單一金屬材料的優(yōu)點進行匯總，從而在機械制造領(lǐng)域發(fā)揮出重要的作用。對于金屬復合材料的應(yīng)用，我們依然需要重視對生產(chǎn)條件和市場的分析，在合金技術(shù)上不斷改進，不斷研發(fā)出新型材料彌補現(xiàn)代金屬材料的不足，從而改善我國的機械制造業(yè)水平，為我國經(jīng)濟的發(fā)展提供更多的助力。