機(jī)械制造中新型金屬材料的應(yīng)用研究

施政

摘 要： 我國社會經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展，而機(jī)械制造占據(jù)著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展極其重要的地位，意味著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展無法脫離機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的支持。由此可見，做好材料類型更新?lián)Q代工作，對于推動機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展具有不可比擬的積極作用。同時，機(jī)械制造產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)品材料間存在著密切聯(lián)系，換而言之選擇適宜的機(jī)械制造材料方可大幅度提升機(jī)械制造產(chǎn)品質(zhì)量，促使其始終貼合具體生產(chǎn)需求，進(jìn)一步推動機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展。鑒于此，本文對機(jī)械制造中新型金屬材料的應(yīng)用進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞： 機(jī)械制造;新型金屬材料;應(yīng)用要點(diǎn)

【中圖分類號】TH161 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-3733（2020）20-0196-01

引言：認(rèn)識到由于科學(xué)技術(shù)水平進(jìn)步，機(jī)械制造行業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，促使用于機(jī)械制造的金屬材料類型漸漸增多，發(fā)生翻天覆地的變化。為了保證機(jī)械制造行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展的目標(biāo)，相關(guān)技術(shù)人員挑選新型金屬材料期間，不得脫離具體使用需求，注意兼顧新型金屬材料的經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性及節(jié)能性，靈活運(yùn)用新型加工工藝及加工技術(shù)，進(jìn)一步推動機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展進(jìn)程。同時，使用新型金屬材料期間，綜合考慮影響其應(yīng)用效果的風(fēng)險因素，持續(xù)提升技術(shù)人員的專業(yè)素質(zhì)及技能水平。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)中金屬材料選擇的原則

1.1 荷載大小

荷載是一種力的表現(xiàn)形式，是指作用于物品之上，使物體的結(jié)構(gòu)和表面產(chǎn)生變形的一種外力。不同的材料，其都具有一定荷載，這展現(xiàn)出材料本身對外力的承受能力。如金屬材料選擇不當(dāng)，在其荷載小于外力的情況下，就會使金屬材料在使用的過程中產(chǎn)生變形，進(jìn)而影響到其使用性能[2]。因此，在機(jī)械設(shè)計(jì)之初的材料選擇過程中就需要考慮到材料荷載的大小，并加以計(jì)算，從而選擇最為適用的材料。

1.2 零件尺寸

尺寸大小是機(jī)械設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容，對于一些精密加工零件，其精準(zhǔn)度甚至是以納米進(jìn)行計(jì)算的。并且，機(jī)械設(shè)計(jì)是從理論角度對零件尺寸進(jìn)行計(jì)算，在實(shí)際的現(xiàn)場加工中往往會出現(xiàn)加工零件無法配套鑲嵌的情況。因此，在零件尺寸的設(shè)計(jì)過程中，要以現(xiàn)場的實(shí)際加工為主進(jìn)行合理的計(jì)算，不能停留在理論化的角度，而材料的選擇也需要在保證相同性能的情況下，選擇一些容易切割改變大小的材料。

1.3 零件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和加工性能

機(jī)械零件在機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)過程中，是至關(guān)重要的，機(jī)械零件主要是由原材料加工而成的，對機(jī)械零件的整體質(zhì)量都會產(chǎn)生影響，不同的材料包含的參數(shù)都不相同，若選擇的材料不能滿足后期加工的需要，則會影響零件的質(zhì)量。同一種類的金屬材料，生產(chǎn)不同的金屬零件，其加工難度也不相同，也會因此，在機(jī)械設(shè)計(jì)中，要考慮金屬零件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和加工性能。對于較復(fù)雜的零件，可以使用技術(shù)加工的方法，如焊接等。在金屬材料的加工性能方面，主要針對金屬材料本身的沖壓切削能力、鑄造焊接性能等進(jìn)行考驗(yàn)。

2 機(jī)械制造應(yīng)用新型金屬材料的作用分析

2.1 節(jié)能性

與其他類型行業(yè)相比，機(jī)械制造行業(yè)具有加工條件嚴(yán)格及耗費(fèi)大量加工材料等鮮明特點(diǎn)，造成機(jī)械制造加工產(chǎn)業(yè)能耗過大，無法大幅度提升加工材料的利用率，而此條件下，不可準(zhǔn)確預(yù)估機(jī)械制造所消耗的能源能量，甚至部分能源能量消耗毫無實(shí)際意義。由此可見，機(jī)械制造應(yīng)用新型金屬材料能充分發(fā)揮其材料節(jié)能性的作用，真正意義上做到保護(hù)材料資源及提高材料資源利用率，避免出現(xiàn)不必要浪費(fèi)的問題。

2.2 經(jīng)濟(jì)性

無論任何制造行業(yè)均需要綜合考慮生產(chǎn)材料的經(jīng)濟(jì)性，即總體成本投入，換而言之生產(chǎn)材料經(jīng)濟(jì)性與制造企業(yè)切身經(jīng)濟(jì)利益間存在著密切聯(lián)系。由此可見，貫徹落實(shí)成本最小化利益最大化的工作原則能大幅度提升企業(yè)總體經(jīng)濟(jì)效益及經(jīng)濟(jì)收益，而機(jī)械制造企業(yè)也不無例外，挑選新型金屬材料時不得忽略其經(jīng)濟(jì)性原則，立足于企業(yè)具體情況，盡量選擇性價比較高的新型金屬材料。

3 機(jī)械制造應(yīng)用新型金屬材料的要點(diǎn)分析

3.1 多使用節(jié)能型金屬材料

金屬材料的選擇與應(yīng)用應(yīng)該重視其對自然環(huán)境的影響，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的機(jī)械生產(chǎn)。當(dāng)代社會在使用金屬材料時，可以選擇其所耗能源較低的、較為綠色金屬材料[3]。這類材料可以有效地控制機(jī)械生產(chǎn)所帶來的污染與廢棄物，使人們生活質(zhì)量不受影響。為實(shí)現(xiàn)機(jī)械綠色生產(chǎn)，相關(guān)工作人員可以選擇處理環(huán)節(jié)較為簡單的金屬材料。部分金屬材料只需要進(jìn)行冷、熱軋的施工工藝就可以完成處理環(huán)節(jié)的工作。這種處理環(huán)節(jié)較為簡單的生產(chǎn)技術(shù)，在一定程度上可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械綠色生產(chǎn)，使其生產(chǎn)過程更加節(jié)能、環(huán)保。

3.2 氮化處理

氮化處理也是一種化學(xué)熱處理方式，是通過在工件表面加入氮原子來提高工件耐磨性、耐腐蝕性和耐疲勞性的一個過程。氮化處理常采用的氮化鋼有45、38CrMoAl、40Cr等，這是一個在氮化爐中處理的過程，對工件的形態(tài)影響較小，即在工件進(jìn)行氮化處理之后就可投入使用，無需再次測算工件因氮化處理而改變的尺寸。在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，氮化處理往往要結(jié)合工件進(jìn)行一次性處理，要精密計(jì)算出需要進(jìn)行氮化處理的面積部分。比如，一些無需氮化處理的部分，在處理前就需要做好保護(hù)工作，避免處理過后再次加工，反而增加了氮化處理的成本費(fèi)用和復(fù)雜性。

3.3 沖壓模具制造應(yīng)用

機(jī)械制造期間沖壓模具往往需要結(jié)合產(chǎn)品性能要求及工作條件等方面影響因素，方可選擇出適宜的沖壓模具制造材料。通常情況下，機(jī)械制造中沖壓模具材料普遍為拉伸模材料、冷擠壓模材料及沖裁模材料。受新型金屬材料自身性能優(yōu)越性的影響，遠(yuǎn)遠(yuǎn)比其他材料更加適用于沖壓模具制造領(lǐng)域。同時，機(jī)械制造中沖壓模具材料必須兼顧足夠的拉伸性及抗壓性，例如：以性能為例，包括耐高溫及強(qiáng)度高等，說明其材料選擇條件相對苛刻，而現(xiàn)階段我國機(jī)械制造行業(yè)中沖壓模具制造時傾向于選擇鋼材進(jìn)行加工制作。

結(jié)束語：機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械制造的前提，材料選擇在機(jī)械制造過程中至關(guān)重要。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，增加了對機(jī)械的需求量，對機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量有較高的要求，導(dǎo)致材料出現(xiàn)短缺的情況，因此，要科學(xué)選擇金屬材料，促進(jìn)機(jī)械制造業(yè)不斷發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 郜鮮輝，林守鋼，趙建全，吳金金，李明輝.金屬基復(fù)合材料EBSD樣品制備方法研究[J].電子顯微學(xué)報，2019，38（01）：54-59.

[2] 許大林.機(jī)械設(shè)計(jì)中材料的選擇和應(yīng)用[J].時代農(nóng)機(jī)，2019，46（01）：125-126.

[3] 高鵬，韓偉.金屬材料在機(jī)械設(shè)計(jì)中的選擇與應(yīng)用分析[J].世界有色金屬，2019（21）：29-30.