淺析有色金屬材料在機(jī)械設(shè)計(jì)中的選擇與應(yīng)用

辛愛(ài)寬 于江宏

摘 要：基于對(duì)有色金屬材料在機(jī)械設(shè)計(jì)中選擇與應(yīng)用的研究，首先，闡述金屬材料分類(lèi)，其中包括黑色金屬材料、有色金屬材料、非金屬材料。然后，針對(duì)有色金屬材料在機(jī)械設(shè)計(jì)中的選擇與應(yīng)用，給出加強(qiáng)對(duì)使用性能的分析、加強(qiáng)對(duì)工藝性能的研究、考慮其經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題等措施。最后，需要意識(shí)到有色金屬材料對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)的重要作用，從而對(duì)其進(jìn)行合理利用。

關(guān)鍵詞：有色金屬材料;機(jī)械設(shè)計(jì);零件

在我國(guó)許多行業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，機(jī)械設(shè)備在其中發(fā)揮著重要作用。因此，為使得機(jī)械設(shè)備性能良好，保證自身的安全穩(wěn)定運(yùn)行，在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以將有色金屬材料應(yīng)用在其中。不同的有色金屬材料有著自身的優(yōu)勢(shì)與作用，怎樣保證有色金屬材料選擇與應(yīng)用的科學(xué)性與合理性，是人們目前面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。所以，本文將針對(duì)有色金屬材料在機(jī)械設(shè)計(jì)中的選擇與應(yīng)用相應(yīng)內(nèi)容進(jìn)行闡述。

1、金屬材料分類(lèi)

1.1黑色金屬材料

鐵與鐵合金被稱(chēng)為黑色金屬材料，也就是人們所熟知的鋼與鑄鐵材料。從目前我國(guó)的發(fā)展過(guò)程中可以看出，鋼與鑄鐵使用范圍較為廣泛，不僅產(chǎn)量較多，在各個(gè)行業(yè)中都能夠得到合理使用。鐵與碳兩種元素是鋼與鑄鐵的重要組成部分，所以，鐵與鑄鐵屬于鐵碳合金。

1.2有色金屬材料

有色金屬材料通俗來(lái)講就是除了鋼鐵以外的金屬材料，此類(lèi)金屬材料都被稱(chēng)為有色金屬。有色金屬材料被分為不同類(lèi)型，比如，銅合金、鋁合金、銅以及軸承合金等。雖然目前我國(guó)有色金屬材料在產(chǎn)量以及用量上，相較于鋼鐵材料而言較少[1]。但是，有色金屬材料有著自身的優(yōu)勢(shì)與性能，所以，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，使得有色金屬材料的應(yīng)用也逐漸增多。

1.3非金屬材料

非金屬材料材料種類(lèi)較多，在工程材料中，較為常用的非金屬材料有橡膠、陶瓷以及工程塑料等。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，許多新型的非金屬材料被研發(fā)出來(lái)，比如，粉末冶金、形狀記憶合金、納米材料等。其中納米材料以及粉末冶金，在工程建設(shè)工作中得到廣泛應(yīng)用。

2、有色金屬材料在機(jī)械設(shè)計(jì)中的選擇與應(yīng)用

金屬零件在設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，需要對(duì)金屬材料的適用條件、耐久度等各項(xiàng)問(wèn)題進(jìn)行充分考慮。這樣才能結(jié)合實(shí)際情況，保證有色金屬材料選擇與應(yīng)用的科學(xué)性與合理性。將其應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)中，使得機(jī)械性能得到保障。在各項(xiàng)工作的開(kāi)展過(guò)程中，能夠?qū)⒆陨淼淖饔门c價(jià)值充分發(fā)揮。因此，為使得機(jī)械設(shè)計(jì)工作能夠順利展開(kāi)，保證機(jī)械性能。在有色金屬材料的選擇與應(yīng)用過(guò)程中，要注意以下幾點(diǎn)問(wèn)題：

2.1加強(qiáng)對(duì)使用性能的分析

在將有色金屬材料應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中過(guò)，需要加強(qiáng)對(duì)金屬材料的使用性能的分析與了解。對(duì)于金屬材料的適用性問(wèn)題，需要通過(guò)材料塑性、材料強(qiáng)度、材料剛度以及材料的耐熱性進(jìn)行衡量。為使得材料的基本需求能夠得到滿(mǎn)足，一般情況下會(huì)加強(qiáng)對(duì)金屬零件工作條件以及失效形式進(jìn)行分析與研究[2]。比如，針對(duì)其中的機(jī)械金屬零件工作條件，在對(duì)工作條件的明確過(guò)程中，需要通過(guò)對(duì)正常工作情況下的工作溫度以及受力情況進(jìn)行分析，從而明確金屬零件的實(shí)際工作條件，進(jìn)而為其創(chuàng)造良好的工作環(huán)境。失效形式主要是指，機(jī)械金屬零件在使用過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的過(guò)量變形問(wèn)題、斷裂問(wèn)題以及尺寸變化問(wèn)題，此類(lèi)都被稱(chēng)為失效形式。對(duì)于金屬零件的失效形式，需要對(duì)材料的力學(xué)性能展開(kāi)相應(yīng)分析工作，針對(duì)失效形式給出相應(yīng)改進(jìn)措施與改進(jìn)方案。

2.2加強(qiáng)對(duì)工藝性能的研究

有著良好的工藝性能主要是指，所選擇使用的材料，可以通過(guò)最為簡(jiǎn)單的方式，制作出相應(yīng)零件。所以，在許多情況下，工藝性能良好會(huì)成為材料選擇的重點(diǎn)。比如，鑄鐵不可以鍛打、塑性較小的材料不能被沖壓、外形較為復(fù)雜的零件，通常情況下只能采取鑄造的方式。高分子復(fù)合金屬材料在實(shí)際的制作過(guò)程中，制作工藝較為簡(jiǎn)單，不僅切削加工較為簡(jiǎn)單，同時(shí)能夠具備良好性能。但是該工藝也存在一定的取點(diǎn)，那就是在實(shí)際工作過(guò)程中，導(dǎo)熱性能相對(duì)較差。在切削加工期間，熱量不易被散發(fā)出去，致使工件溫度的不斷增加，從而出現(xiàn)嚴(yán)重的變軟問(wèn)題或者變焦問(wèn)題[3]。尤其是陶瓷材料，陶瓷材料在成形之后，幾乎無(wú)法進(jìn)行再次加工，但是可以使用碳化硅工藝技術(shù)或者金剛石砂輪磨削技術(shù)。

2.3考慮其經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題

在機(jī)械設(shè)計(jì)工作中，對(duì)于有色金屬材料的選擇，還需要對(duì)其經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題進(jìn)行充分考慮。一般情況下，經(jīng)濟(jì)性較好的材料主要是指，所選用的材料能夠花費(fèi)更少的成本，制造出相應(yīng)的機(jī)器，同時(shí)使得機(jī)器的質(zhì)量得到保障。如果從化學(xué)成分角度對(duì)經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題進(jìn)行分析，那么因?yàn)殄冭F成本相較于合金成本要低，所以，應(yīng)該優(yōu)先選擇金屬元素含量相對(duì)較少的鋼材料。如果從加工工藝角度對(duì)經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題進(jìn)行分析，那么可以用鑄造代替鍛造、用鐵代替鋼，不僅可以使得生產(chǎn)工藝得到簡(jiǎn)化，同時(shí)可以在很大程度上降低生產(chǎn)成本。對(duì)于安全使用要求較高，并且需要考慮經(jīng)常維修的零部件，可以選擇使用質(zhì)量較高的材料，通過(guò)該種方式，不斷降低維修成本。與此同時(shí)，在這一過(guò)程中，還要不斷創(chuàng)新新型材料，使得整個(gè)設(shè)計(jì)成本能夠得到降低。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，有色金屬材料對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)工作的展開(kāi)具有重要作用。因此，在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，要加強(qiáng)對(duì)有色金屬材料的合理利用，制定不同的材料選用方案。這樣才能在最大程度上保證設(shè)計(jì)工作的順利展開(kāi)，同時(shí)保證機(jī)械性能。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉琴.有色金屬行業(yè)安全生產(chǎn)存在的主要問(wèn)題及改進(jìn)對(duì)策[J].中國(guó)金屬通報(bào)，2019（07）：235+237.

[2]韓寧，許明慧，管詩(shī)嘉，趙海浪.紡織品及附件中重金屬檢測(cè)前處理方法的研究[J].紡織檢測(cè)與標(biāo)準(zhǔn)，2019，5（03）：1-4.

[3]黃俊.有色冶金企業(yè)機(jī)械設(shè)備管理模式創(chuàng)新探討[J].冶金管理，2019（07）：123-124.