探究金屬材料在生產(chǎn)設(shè)備中的應(yīng)用

劉彥博 李冰 黃海強(qiáng)

【摘 要】近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，現(xiàn)代化工業(yè)制造對(duì)金屬材料的需求越來越多，金屬材料已成為很多領(lǐng)域中的重要工程材料。金屬材料種類繁多，如何選擇適合生產(chǎn)加工的金屬材料，如何利用金屬材料的性能優(yōu)勢(shì)，是金屬材料工程研究的一個(gè)重要方向。論文闡述了金屬材料在生產(chǎn)設(shè)備中的應(yīng)用及關(guān)鍵點(diǎn)，以及金屬材料在生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)用方面具有的重要意義。

【Abstract】In recent years， with the continuous development and progress of science and technology， more and more metal materials are needed in modern industrial manufacturing， and metal materials have become important engineering materials in many fields. There are many kinds of metal materials. How to choose the metal materials suitable for production and how to take advantage of the performance advantages of metal materials is an important direction in the research of metal materials engineering. In this paper， the application and key points of metal materials in production equipment are expounded， which is of great significance to the application of metal material in production equipment.

【關(guān)鍵詞】金屬材料;生產(chǎn)設(shè)備;分析;應(yīng)用

【Keywords】 metal material; production equipment; analysis; application

【中圖分類號(hào)】TB472? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2019）04-0183-02

1 引言

能源、材料和信息，這三者被統(tǒng)稱為人類社會(huì)進(jìn)步以及發(fā)展的三大支柱產(chǎn)業(yè)，其中研究應(yīng)用最廣，時(shí)間最長(zhǎng)的就是金屬材料。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，金屬材料在現(xiàn)代化工業(yè)中得到了全面推廣與應(yīng)用，在金屬材料的使用過程中，既要熟悉了解金屬材料的機(jī)械性能及其他功能，也要考慮實(shí)際生產(chǎn)加工的可行性等問題。本公司通過研究金屬材料的性能優(yōu)勢(shì)，利用科學(xué)技術(shù)將金屬材料應(yīng)用于產(chǎn)品之中，并盡可能地發(fā)揮其性能，以達(dá)到客戶的產(chǎn)品視覺要求。

2 金屬材料在工程生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1 金屬材料的性能

金屬材料指具有光澤、延展性、容易導(dǎo)電、傳熱等性質(zhì)的材料，一般分為黑色金屬和有色金屬兩種。黑色金屬包括鐵、鉻、錳等，其中鋼鐵是基本的結(jié)構(gòu)材料，稱為“工業(yè)的骨骼”。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，各種新型化學(xué)材料和新型非金屬材料的廣泛應(yīng)用，使鋼鐵的代用品不斷增多，對(duì)鋼鐵的需求量相對(duì)下降。但迄今為止，鋼鐵在工業(yè)原材料構(gòu)成中的主導(dǎo)地位還是難以取代的。? 一般來說，在金屬材料的加工過程中，其結(jié)構(gòu)組織會(huì)受到一定的影響而發(fā)生改變。因此，研究分析金屬材料的特性，對(duì)利用金屬材料進(jìn)行加工具有至關(guān)重要的作用。

金屬材料的性能決定著材料的適用范圍及應(yīng)用的合理性。金屬材料的性能主要分為四個(gè)方面，即：機(jī)械性能、化學(xué)性能、物理性能、工藝性能。

①機(jī)械性能。金屬在一定溫度條件下承受外力（載荷）作用時(shí)，抵抗變形和斷裂的能力稱為金屬材料的機(jī)械性能（也稱為力學(xué)性能）。②化學(xué)性能。金屬與其他物質(zhì)引起化學(xué)反應(yīng)的特性稱為金屬的化學(xué)性能。在金屬的化學(xué)性能中，特別是抗蝕性對(duì)金屬的腐蝕疲勞損傷有著重要作用。③物理性能。金屬的物理性能主要包括密度（比重）、熔點(diǎn)、熱膨脹性系數(shù)、磁性能等。④工藝性能。金屬對(duì)各種加工工藝方法所表現(xiàn)出來的適應(yīng)性稱為工藝性能，主要有以下四個(gè)方面：切削加工性能;可鍛性;可鑄性;可焊性。

2.2 金屬材料生產(chǎn)設(shè)備中的應(yīng)用

2.2.1 噴砂機(jī)金屬殼體的金屬材料應(yīng)用

根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品的雕刻工序和工藝需求，配備噴砂機(jī)以提高生產(chǎn)效率，噴砂機(jī)金屬殼體的選擇尤為重要。根據(jù)殼體的金屬材料硬度要求，殼體應(yīng)具有一定的剛性及耐磨性，只有具備此性能，才能保障噴砂機(jī)在運(yùn)行過程中，除了能夠支撐各種傳動(dòng)裝置，還能夠?qū)Ω咚賴娚涞纳傲暇哂心蜎_擊性。

如果因不了解金屬材料的性能，選擇不能滿足生產(chǎn)工藝特點(diǎn)的殼體材質(zhì)，可能會(huì)出現(xiàn)不同部位的鋼板因受到砂料不一致的沖擊力，造成鋼板厚薄不一，殼體穿孔漏砂，各裝置結(jié)構(gòu)間出現(xiàn)位移等問題，最終導(dǎo)致設(shè)備異響、磨損嚴(yán)重，增加設(shè)備的報(bào)廢率。因此，選擇的金屬材料殼體是性能優(yōu)秀的T10A碳鋼。T10A碳鋼是一種通用的低淬透性模具鋼、高級(jí)工具鋼，其優(yōu)點(diǎn)是可塑性強(qiáng)、可加工性能優(yōu)良，性價(jià)比較高，市場(chǎng)上貨源供給充足，質(zhì)量穩(wěn)定。但是T10A碳鋼中含有碳的含量為0.1%，因而合金元素較少，所以回火抗力低，因而其承載能力較低。同時(shí)，它也因此具有淬火變形大、淬透性較差的缺點(diǎn)，如進(jìn)行低碳低溫淬火，可使其獲得較高的耐磨性和強(qiáng)韌性，可預(yù)防和減少變形和開裂等現(xiàn)象。

2.2.2 噴砂機(jī)噴槍的金屬材料應(yīng)用

噴砂槍主要分為加壓式砂槍和負(fù)壓式噴砂槍，依生產(chǎn)工序故采用用的是負(fù)壓式噴砂槍。負(fù)壓式噴砂槍主要由噴砂槍腔體、槍嘴、進(jìn)氣管和進(jìn)砂管組成。其原理是高速流動(dòng)的氣體經(jīng)過腔體，形成負(fù)壓，從進(jìn)砂管吸入砂料后在腔體內(nèi)混合，形成穩(wěn)定的氣砂混合體，再經(jīng)槍嘴噴出。根據(jù)噴砂槍的特殊性要求，噴砂槍的腔體應(yīng)具備耐磨性，槍嘴應(yīng)具備耐用性。故生產(chǎn)所需噴砂槍的腔體及進(jìn)氣、進(jìn)砂接口均采用優(yōu)質(zhì)的耐磨碳鋼。

由于進(jìn)氣的壓力處于0.05～0.7MP之間調(diào)節(jié)，因此砂料的流動(dòng)摩擦極易造成噴槍嘴的損壞，最常見的問題是由于砂料的頻繁流動(dòng)摩擦，導(dǎo)致噴砂嘴的口徑變大，從而降低了噴砂的效率。為此，經(jīng)過對(duì)諸多金屬材料性能的不斷分析研究，以及反復(fù)大量的實(shí)踐，從碳化硼、合金鋼、碳化鎢、鐵等金屬材料中，優(yōu)選出碳化硼，作為最耐用的噴砂嘴。

2.2.3 金屬噴砂槍的金屬材料應(yīng)用

常用的噴砂槍由噴槍腔體與噴嘴組成，常規(guī)的噴砂嘴主要是用鑄鐵件、陶瓷件或合金件制成，其中以合金制件較為普遍。當(dāng)采用由噴管與噴嘴組合的噴射方法時(shí)（如圖1 所示），因壓縮空氣的進(jìn)入導(dǎo)致腔體的壓力突然變大，氣體會(huì)產(chǎn)生渦流從而導(dǎo)致噴砂效果的不理想，且對(duì)噴砂嘴的沖擊損耗較大。為了優(yōu)化氣體及砂體混合后的噴射方式，因而采用由噴槍腔體與噴嘴組合的噴射方法，效果較之前的相比，結(jié)構(gòu)更為合理，可以達(dá)到延長(zhǎng)噴嘴使用壽命的目的。

經(jīng)過改良后的噴槍工作原理（如圖2），在砂流恒定的條件下，噴槍內(nèi)的氣體壓力逐漸增大，噴嘴采用由硬質(zhì)合金制成的金屬材料，噴槍和槍內(nèi)膠襯無需經(jīng)常更換，使用壽命也大為延長(zhǎng)。

圖 2 中 l 與 d1 和d2有關(guān)。d1為16～51mm，d2為6～16mm時(shí)，l一般控制在 100～200mm，噴嘴長(zhǎng)度應(yīng)控制在10～35mm 為宜。噴管用噴砂耐壓膠管，工作壓力 P≥1MPa，夾布層數(shù)為 ≥3 層。膠襯亦采用噴砂耐壓膠，工作壓力因與夾布層數(shù)和噴管相同，不同之處應(yīng)根據(jù)噴槍內(nèi)錐孔定制。因噴槍和噴管的配合為插入方式，膠襯外徑原則上應(yīng)稍小一些。外殼與噴管的配合尺寸以套緊為原則，外殼插入噴管部分的0≤d1≤0.05mm。當(dāng)卸扣夾緊后，才能保證工作時(shí)噴槍出砂穩(wěn)定且噴槍不會(huì)從噴管中脫出。

金屬材料是材料工業(yè)發(fā)展的前提和先行者，它的發(fā)展在很大程度上決定著新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程，即使對(duì)于傳統(tǒng)的制造業(yè)，其技術(shù)的改進(jìn)也需要結(jié)合金屬材料來完成。

3 結(jié)語

在生產(chǎn)加工過程中，分析并把握金屬材料特殊性質(zhì)，選擇適合企業(yè)生產(chǎn)需要的特性材料，充分利用和發(fā)揮金屬材料效能，促使其性能得到最大發(fā)揮，進(jìn)而提高加工工藝，提升生產(chǎn)效率，對(duì)公司科技創(chuàng)新具有非常重要的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，設(shè)備的不斷提升，以及工藝手段的不斷提高和完善，金屬材料在產(chǎn)品生產(chǎn)制造中的應(yīng)用將會(huì)有更多的領(lǐng)域和發(fā)展空間，因此，探究金屬材料在生產(chǎn)設(shè)備中的應(yīng)用也更具有深遠(yuǎn)意義。

【參考文獻(xiàn)】

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