淺談機(jī)械制造中金屬?gòu)?fù)合材料的應(yīng)用

王崢

摘要：作為國(guó)家的一項(xiàng)基礎(chǔ)行業(yè)，機(jī)械制造業(yè)在根本上決定了國(guó)家制造業(yè)整體水平的提升和發(fā)展，在近年來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，機(jī)械制造業(yè)一直在操作系統(tǒng)和零部件方面做著各種改進(jìn)和提升，但是由于機(jī)械制造業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)使用的都是傳統(tǒng)的鋼材，從本質(zhì)上來(lái)講還是有著一定的薄弱環(huán)節(jié)，在制造和使用的過(guò)程中逐漸暴露在人們的面前，在這樣的一種形勢(shì)下，為了克服傳統(tǒng)機(jī)械制造的種種弊端，近年來(lái)今年束縛和材料被廣泛的應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)中，現(xiàn)今主要使用的有功能型材料和結(jié)構(gòu)型材料，功能型復(fù)合材料耐高溫性能好，被廣泛的應(yīng)用于機(jī)械零部件的制造過(guò)程中，結(jié)構(gòu)型材料因?yàn)橘|(zhì)量小、強(qiáng)度大，因此被廣泛的應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備的制造中，大大提高了機(jī)械制造行業(yè)的工作效率和工程質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造 金屬?gòu)?fù)合材料 復(fù)合材料

一、機(jī)械制造業(yè)中的金屬?gòu)?fù)合材料

與傳統(tǒng)制造業(yè)中使用的鋼材相比，金屬?gòu)?fù)合材料應(yīng)用在機(jī)械制造業(yè)當(dāng)中具有明顯的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在：金屬?gòu)?fù)合材料質(zhì)量輕盈，便于操作和使用;質(zhì)地堅(jiān)硬不易變形，抗壓性也很出眾。因此金屬?gòu)?fù)合材料逐漸代替了傳統(tǒng)鋼材使用與機(jī)械制造業(yè)中，目前機(jī)械制造業(yè)中使用的金屬?gòu)?fù)合材料主要有不銹鋼復(fù)合鋼板、彌散強(qiáng)化復(fù)合結(jié)構(gòu)材料、金屬粒塑料復(fù)合結(jié)構(gòu)材料、碳纖維石墨纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)材料四種，接下來(lái)就來(lái)詳細(xì)的講解一下：

（一）不銹鋼復(fù)合鋼板

不銹鋼復(fù)合鋼板的基體主要是碳鋼，它是一種高效的金屬節(jié)能材料，主要有單面整體包裹0.1-2.0mm的不銹鋼和雙面整體連續(xù)包裹0.1-2.0mm的不銹鋼兩種，不銹鋼復(fù)合鋼板之所以能夠很好的應(yīng)用在機(jī)械制造業(yè)中，是因?yàn)樗浞謱⑻间摬牧虾筒讳P鋼材料的優(yōu)勢(shì)結(jié)合在了一起，首先從碳鋼材料的優(yōu)勢(shì)上來(lái)看，不銹鋼復(fù)合鋼板導(dǎo)熱性能好、可焊接性能佳，而且拉伸性能良好，應(yīng)用在制造業(yè)中成型效果理想，從不銹鋼的優(yōu)勢(shì)上來(lái)看，不銹鋼復(fù)合鋼板抗磁能力好、抗腐蝕能力強(qiáng)而且耐磨損，在外形上還具備一定的裝飾性，所以不銹鋼復(fù)合鋼板是一種集多種功能于一身的材料，與不銹鋼相比成本還低，因此被大量的使用在金屬制造業(yè)當(dāng)中。

（二）彌散強(qiáng)化復(fù)合結(jié)構(gòu)材料

彌散強(qiáng)化復(fù)合結(jié)構(gòu)材料是一種在材料中均勻的摻雜了各種硬質(zhì)顆粒的材料，具有一定的硬度和穩(wěn)定性，目前被廣泛的應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)當(dāng)中，而且在其金屬的基體當(dāng)中還分散著高度細(xì)小的第二相質(zhì)點(diǎn)，如此對(duì)材料基體的強(qiáng)化便能夠獲得彌散強(qiáng)化復(fù)合結(jié)構(gòu)材料，彌散強(qiáng)化復(fù)合結(jié)構(gòu)材料具有耐熱性強(qiáng)的特點(diǎn)，面對(duì)高溫侵蝕不再話下，對(duì)于火災(zāi)也能起到防患于未然的作用，因此被廣泛的應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)中。

（三）金屬粒塑料復(fù)合結(jié)構(gòu)材料

金屬粒塑料復(fù)合結(jié)構(gòu)材料主要由塑料和金屬粒組合而成，它能夠有效的提升傳統(tǒng)金屬材料的導(dǎo)熱和到點(diǎn)性能，和傳統(tǒng)的金屬材料相比較，金屬粒塑料復(fù)合結(jié)構(gòu)材料具有更佳的應(yīng)用價(jià)值，而且金屬粒塑料復(fù)合結(jié)構(gòu)材料還具有強(qiáng)度大、質(zhì)量小的優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)械制造的過(guò)程中便于運(yùn)輸和管理，長(zhǎng)期存放不易變形，也因此在機(jī)械制造業(yè)中廣受青睞。

（四）碳纖維石墨纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)材料

碳纖維石墨纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)材料主要通過(guò)有機(jī)纖維的熱處理所得來(lái)的，它是一種新型的金屬?gòu)?fù)合材料，因?yàn)樘祭w維含碳量很高的緣故，所以在熱處理的過(guò)程中不能夠和人造纖維相容，所以通常會(huì)采用熱穩(wěn)定氧化處理和石墨化工藝來(lái)進(jìn)行加工處理。由于碳纖維石墨纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度高、剛度高、重量比高、勁度高，潤(rùn)滑性能和耐磨損性能良好，線性的膨脹系數(shù)相對(duì)較小，在耐腐蝕性和耐高溫上也小有優(yōu)勢(shì)，這種種優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，機(jī)械制造過(guò)程中當(dāng)然會(huì)普遍的采用碳纖維石墨纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)材料作為原料了。

二、金屬?gòu)?fù)合材料的應(yīng)用

（一）在機(jī)械零部件制造上的應(yīng)用

金屬?gòu)?fù)合材料有著各種各樣的優(yōu)點(diǎn)，因此在機(jī)械制造業(yè)當(dāng)中應(yīng)用廣泛，尤其是在機(jī)械的零部件制造上，這主要是由于金屬?gòu)?fù)合材料具有低熱的膨脹系數(shù)和高疲勞的極限，在機(jī)械零部件制造的過(guò)程中，首先需要選擇優(yōu)良的原材料以此來(lái)防止零部件在工作的過(guò)程中產(chǎn)生突然失效的現(xiàn)象，其次要在使用過(guò)程中減少機(jī)械的磨損程度從而增加整個(gè)機(jī)械的使用壽命。在選擇機(jī)械零部件的原材料時(shí)，要根據(jù)工作要求和工作環(huán)境充分考量，選擇合適的原材料，傳統(tǒng)的金屬材料在制造零部件過(guò)程中強(qiáng)度較差、熱膨脹系數(shù)較高，因此近年來(lái)的表現(xiàn)總是差強(qiáng)人意，金屬?gòu)?fù)合型材料具有導(dǎo)熱性能好、耐磨損、到點(diǎn)性能強(qiáng)的特點(diǎn)，在壓強(qiáng)不變的情況下，即使溫度升高也不會(huì)過(guò)度的發(fā)生膨脹，因此對(duì)于延長(zhǎng)機(jī)械使用壽命、減少后期的維護(hù)費(fèi)用等都是很有效果的。

（二）在沖壓模具上的應(yīng)用

機(jī)械制造業(yè)選擇沖壓模具時(shí)，需要根據(jù)不同的工作要求來(lái)選擇不同的沖壓模具，現(xiàn)有的沖壓模具主要有三種，冷擠壓模材料、沖裁模材料和拉伸膜材料。在模具制造的過(guò)程中由于磨具要具有承受沖擊、摩擦和震動(dòng)的能力，所以對(duì)于原材料的要求比較高，而金屬?gòu)?fù)合材料具有輕度大、強(qiáng)度高的特點(diǎn)，可以充分解決傳統(tǒng)鋼材承載能力差、可塑性低的缺點(diǎn)，在沖壓模具的制造上可以提高設(shè)備的強(qiáng)度值和耐熱性，目前金屬?gòu)?fù)合材料制作的磨具已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在火箭、航空航天工程中。

結(jié)束語(yǔ)：金屬?gòu)?fù)合材料憑借其自身質(zhì)量小、強(qiáng)度大、抗化學(xué)腐蝕性強(qiáng)和彈性好的種種優(yōu)勢(shì)，目前已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在機(jī)械制造業(yè)當(dāng)中去，從長(zhǎng)度的角度看金屬?gòu)?fù)合材料的價(jià)值，它在機(jī)械制造業(yè)中的充分應(yīng)用不僅可以降低工業(yè)生產(chǎn)的成本、提高生產(chǎn)效率、獲得經(jīng)濟(jì)效益，還有助于我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展、增強(qiáng)我國(guó)的綜合國(guó)力，為世界工業(yè)GDP貢獻(xiàn)一份自己的力量。近年來(lái)我國(guó)已經(jīng)逐漸一直到金屬?gòu)?fù)合材料在機(jī)械制造業(yè)中的作用和價(jià)值，紛紛對(duì)新型金屬?gòu)?fù)合材料的性能和運(yùn)用作出研究并廣泛應(yīng)用于實(shí)際制造中，金屬?gòu)?fù)合材料在幾下制造業(yè)中的使用比例也在在日益增強(qiáng)，只有大部分工業(yè)都開始使用金屬?gòu)?fù)合材料，才能夠大面積的推動(dòng)金屬?gòu)?fù)合材料的發(fā)展應(yīng)用，進(jìn)而加快我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展步伐。