機械制造中新型金屬材料的應(yīng)用研究

摘 要：隨著新技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的新型金屬材料被研究出來，這些新型金屬材料不但在性能上非常優(yōu)越，而且在機械加工制造中有廣泛的應(yīng)用空間?，F(xiàn)從新型金屬材料與機械制造之間的關(guān)系入手，分析機械制造中新型材料應(yīng)用的有效原則，并簡單闡述了新型金屬材料在機械制造中的廣泛應(yīng)用，為新型機械制造材料的研究與加工提供有效參考。

關(guān)鍵詞：機械制造;新型金屬材料;應(yīng)用;加工

工業(yè)制造是經(jīng)濟發(fā)展的核心支柱。近年來，我國在機械制造行業(yè)的投入越來越大，取得的成果也非常顯著，機械制造行業(yè)的蓬勃發(fā)展為國家經(jīng)濟和科技的進一步發(fā)展提供了重要保障。而且機械制造而成的產(chǎn)品可以廣泛應(yīng)用于人們的生產(chǎn)和生活，對于拉動內(nèi)需，提升人們的生活品質(zhì)都具有重要意義。而如何更好地以新材料研究，推動機械制造行業(yè)蓬勃發(fā)展，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)科技共進，是當(dāng)前科研領(lǐng)域的一個重點，也是機械制造行業(yè)需要創(chuàng)新突破的難點。我們必須重視新材料的研究，同時在機械制造中廣泛借助新型金屬材料，推進產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。

一、機械制造與新型金屬材料運用的關(guān)系分析

隨著經(jīng)濟水平的不斷提升，近年來我國的工業(yè)生產(chǎn)取得了突破性發(fā)展，社會各行各業(yè)對于新型機械設(shè)備的需求量也不斷增加，同時對機械設(shè)備綜合性能的要求也越來越高。

（一）新材料很好地拓展了機械制造空間和范圍

目前，各大院校、科研單位及一些企事業(yè)單位對于新型金屬材料的研究都進行了多方面的探索，我國在新型金屬材料的發(fā)展道路上也取得了諸多成功。新型金屬材料往往在性能上卻有很多優(yōu)勢，如一些新型的合金材料不僅具有良好的延展性，耐腐蝕性也顯著增強，以鈦合金為例，它的表面光澤度非常好，生產(chǎn)出的產(chǎn)品顏色亮麗，而且有很強的化學(xué)穩(wěn)定性，用于裝飾或造型都有很好的很大的應(yīng)用空間。再比如有些材料的強度非常高，與此同時重量還比較低，這些材料生產(chǎn)出來之后可以用于制作多種產(chǎn)品，如汽車、摩托車、滑雪板、輪椅等，輕便耐用且外觀更好看。新型金屬材料，使得工業(yè)生產(chǎn)的范圍能夠大大拓寬，而且可以有效降低工業(yè)生產(chǎn)的成本，提升物品的使用壽命，從而更好地滿足人們的使用需求。

（二）機械制造的發(fā)展推動新材料研究不斷創(chuàng)新

與此同時，工業(yè)機械制造加工技術(shù)的發(fā)展，對于新材料的要求，新材料研制的要求也提出了更高的要求，現(xiàn)在很多企業(yè)都已經(jīng)開始定向向科研單位預(yù)定一些新型材料，從這個角度來分析，機械制造行業(yè)的發(fā)展也推進了新型金屬材料的進一步創(chuàng)新，實現(xiàn)了二者的和諧共進。機械制造產(chǎn)業(yè)作為支柱產(chǎn)業(yè)，必須要在產(chǎn)品加工方面下功夫，以更好地拓寬銷路，服務(wù)發(fā)展，以推進機械制造行業(yè)的創(chuàng)新性發(fā)展，因此，我們必須要重視新型金屬材料的應(yīng)用。

二、機械制造過程中金屬材料應(yīng)用的基本原則

（一）節(jié)能性

在機械加工的過程中，很多產(chǎn)品的構(gòu)造非常復(fù)雜，因此耗能巨大。新材料應(yīng)用的一個首要目的就是要彰顯金屬材料應(yīng)用的節(jié)能性。在機械加工過程中，選擇一些加工條件比較好，材料利用率比較高的新型金屬材料，可以很好地降低生產(chǎn)過程中的能量消耗。同時，新型金屬材料加工而成的產(chǎn)品也要彰顯節(jié)能的特色，既要能夠循環(huán)多次利用，同時還要進一步提高產(chǎn)品的性能，降低產(chǎn)品使用過程中的一些能源產(chǎn)品生產(chǎn)和使用過程中對電能、煤炭等資源的依賴。

（二）環(huán)保性

機械加工生產(chǎn)行業(yè)除了對能源的依賴度比較高之外，往往還會對周圍環(huán)境產(chǎn)生一些影響。如排出廢氣，產(chǎn)生廢液，產(chǎn)生一些余料，對土壤、水源等產(chǎn)生一些間接傷害。在傳統(tǒng)材料加工的過程中，對于環(huán)境保護意識比較低，機械加工剩余的很多機械廢料都對周圍環(huán)境造成了不同程度的影響。新型金屬材料應(yīng)用和加工的過程中要注意環(huán)保這一重要因素，因而需要機械制造行業(yè)及時進行技術(shù)工藝方面的革新，通過新型金屬材料的利用，最大限度降低對空氣、水源、土地及動植物的傷害。在機械加工制造過程中，還可以通過優(yōu)化工序，科技創(chuàng)新等途徑，更好地實現(xiàn)資源的高效利用，盡可能減少金屬廢渣的出現(xiàn)，這樣也能更好地推動機械行業(yè)自身的綠色高效發(fā)展。

（三）經(jīng)濟性

機械制造行業(yè)本身占用的經(jīng)濟成本比較高，而提升經(jīng)濟效益則是推動企業(yè)進一步發(fā)展的一個重要目標(biāo)，因此，新型金屬材料在機械制造中的應(yīng)用要有效兼顧經(jīng)濟性這一特色，在盡量降低成本的過的前提下，以獲得較高的經(jīng)濟效益。因此，在新型技術(shù)材料選擇過程中，除了追求性能優(yōu)越之外，還要兼顧經(jīng)濟指標(biāo)。新型金屬材料的使用要選擇一些性價比相對比較高的材料，結(jié)合金屬材料自身的延展性、耐熱性、抗腐蝕性、強度等，選擇合適的加工方法，實現(xiàn)機械制造成本的高效控制。生產(chǎn)出性價比比較高的產(chǎn)品，以更好地贏得市場，獲取較高的經(jīng)濟效益。

（四）性能優(yōu)良

在機械制造加工生產(chǎn)的過程中，對于加工工序可以多次改良，其重要的目的就是保證機械零件的尺寸嚴(yán)格達標(biāo)，使用性能非常優(yōu)良。新材料應(yīng)用的過程中也要有效兼顧這一特色，如果新材料的引入會極大地改變產(chǎn)品自身的性能，這樣在后續(xù)組裝加工時就會產(chǎn)生許多新的衍生問題。雖然選擇了質(zhì)量優(yōu)異的原材料，但是如果加工組裝不當(dāng)，也不能變成優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，獲取經(jīng)濟效益。因此，新型材料選擇的過程中要考慮于原有的加工工序是否匹配，材料的尺寸，性能是否方便后續(xù)加工，要從整個生產(chǎn)流程順利運轉(zhuǎn)的角度選擇合適的材料，以保證最后的成品性能優(yōu)良。

三、新型金屬材料在機械制造領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用

（一）新型金屬材料在機械零件加工中的應(yīng)用

機械制造的過程是由一個一個的小零件組合而成，因此從零件加工環(huán)節(jié)開始，對于新型金屬材料的使用需求就非常高。為了更好地提供提升零件的綜合性能，目前在機械生產(chǎn)制造中對于新材料的應(yīng)用非常廣泛，每年都有大量的新型金屬材料面試，為機械零件加工提供了諸多創(chuàng)新空間。以計算機的基礎(chǔ)耗材傳感器為例，近年來人們對計算機的性能需求越來越高，因而在計算機生產(chǎn)制造過程中，對于一些新型傳感器的需求也越來越大。現(xiàn)在微型計算機中的很多零部件都是采用的新型材料，以加工成一些縮微型精密零部件，使得整個計算機使用更流暢，外觀也更加輕巧?？萍嫉娘w速發(fā)展還使得很多機械零部件本身的物理性能也顯著增強，如現(xiàn)在很多金屬材料本身抗壓、耐熱性能優(yōu)良，材料本身的疲勞極限有效增強，因此加工出的很多零部件適用于多種產(chǎn)品。再比如現(xiàn)在醫(yī)療技術(shù)逐步發(fā)達，很多高難度的手術(shù)都需要以一些精巧的機械加工零件來輔助，傳統(tǒng)的金屬材料在這些領(lǐng)域一直不能有效發(fā)揮作用，而一些新型的金屬材料則可以大展優(yōu)勢，不僅降低了醫(yī)生的操作難度，實現(xiàn)了細致化操作，還有很多需要放置在病人體內(nèi)的部件，也更加輕巧精致，能夠更好地降低病患痛感，提升患者的生存質(zhì)量。

（二）新型金屬材料在沖壓模具加工中的應(yīng)用

在機械制造的過程中對沖壓模具的應(yīng)用也非常廣泛，因沖壓模具本身必須要能夠滿足特定條件下機械加工需求，對模具制造出的產(chǎn)品綜合性能也有很高的要求。現(xiàn)有的很多沖壓模具，其材料本身對抗壓能力、耐熱性、耐溫度變化等方面也有非常高的要求，這些都需要以材料的良好性能做支撐。目前機械制造過程中常用的主要的沖壓模具材料，有沖裁模材料、冷壓模材料、拉伸模材料等幾個大類。相對于傳統(tǒng)的金屬材料而言，新型金屬材料在中央模具的制造方面具有顯著的優(yōu)勢，尤其是現(xiàn)在很多曲面的沖壓模具本身在抗壓性、抗沖擊性、耐高溫等方面要求非常嚴(yán)格，這類沖壓模具材料的制作一般選擇一些鍛造鋼類合金材料，這類材料的性價比非常高，比純鋼材料本身承載能力更強，而且新型金屬材料在耐受力和扛強拉身形變等方面呈現(xiàn)出了顯著優(yōu)勢，因而新型金屬材料在沖壓模具零部件生產(chǎn)制造中有非常廣泛的應(yīng)用空間。尤其是在數(shù)字化加工的過程中，新型金屬材料表現(xiàn)出極大的加工優(yōu)勢，很多沖壓模具都可以一次成型，極大地提升了生產(chǎn)效益。

（三）新型金屬材料在極嚴(yán)苛條件下的應(yīng)用

隨著工業(yè)自動化的穩(wěn)步推進，目前在機械加工制造過程中對工人的依賴度有效降低，很多工作都可以借助機器人來完成，一些制作過程中就需要在極其嚴(yán)苛條件下完成。如高溫條件、高壓條件、超低溫條件、高強度環(huán)境和速變環(huán)境等嚴(yán)苛生產(chǎn)條件下，傳統(tǒng)的生產(chǎn)材料很難滿足機械加工的要求，而一些新型金屬材料因為性能非常優(yōu)越，所以可以很好地滿足在不同生產(chǎn)條件下的加工和使用。如現(xiàn)在很多新型金屬材料在不同的加工條件下會呈現(xiàn)出不同的色彩。這些金屬材料將本身的固有色彩與嚴(yán)苛條件下呈現(xiàn)出的特殊色彩，有機融合在一起，使得加工而成的產(chǎn)品色澤鮮艷，將金屬的堅硬與顏色的溫暖融合在一起，能夠很好地滿足人們的審美需求。同時，一般強度的摩擦、碰撞等都不會改變金屬材料本身的外觀，使得金屬材料呈現(xiàn)出的固有色彩非常絢麗，并呈現(xiàn)出很高的藝術(shù)美感。其加工而成的產(chǎn)品價值大大提升，市場空間也被極大的拓展，給予人們一種較強的現(xiàn)代精致感，實現(xiàn)了機械加工的高產(chǎn)值和高銷售，進而廣受企業(yè)和公眾的歡迎。

總之，新型金屬材料是一是材料與現(xiàn)代高科技的完美融合，他們本身在節(jié)能性、環(huán)保性、經(jīng)濟性、實用性等方面展現(xiàn)出很好的優(yōu)勢，未來我們在新型金屬材料的研究方面要持續(xù)增加投入，以發(fā)現(xiàn)或研究出更多更好的材料，而現(xiàn)在制造業(yè)的發(fā)展也將進一步推動新型金屬材料的研究，充分體現(xiàn)出科技創(chuàng)新的優(yōu)勢，生產(chǎn)出更多更新、更好的產(chǎn)品，服務(wù)工業(yè)發(fā)展。

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作者簡介：張玉鋒（1987— ），男，漢族，河南信陽人，本科，助教，研究方向：材料成型及控制工程。