浅谈机械工程中材料节约的途径

韩建斌

【摘 要】进入21世纪，中国经济进入了快速发展时期。作为经济发展的重要基石，机械工业也取得了快速发展。然而，尽管我们取得了成就，但我们也应该看到我们为能源付出了高昂的代价。能源短缺已经成为中国经济和社会发展的致命瓶颈。中国的GDP占世界能源消费的4 %，但占世界第二大能源消费国的10 %。为了保持经济和社会的可持续发展，我们必须节约资源消耗。因此，节约机械工程材料是社会可持续发展的必然要求。

【关键词】机械工程；材料节约；方法

伴随着我国综合机械经济的快速发展，机械材料能源的浪费程度加剧，这直接影响我国综合经济的快速发展。我国的经济GDP几乎可以占到全球GDP的一半，而能源的消耗更多，为了有效的维护我国综合经济的快速发展，提高经济的可持续稳定发展水平，我国需要加强机械工程材料的可持续稳定节约资源消耗管理，对机械工程的节能消耗发展水平进行持续性研究，提出适合机械工程材料的有效节能方案，更好的提高我国在机械制造工程上的节约性作用。

1机械工程材料浪费现状

1.1工程施工中材料浪费现象普遍

材料费占施工项目成本的比例较大，材料浪费现象的确是一个普通而且很难杜绝的问题，通常有以下两种情况：一是人为浪费，如：用错料、下错料、领错料、施工中跑冒滴漏等；二是正常浪费，如：边角余料、设计余量等。目前机械工程施工这一块大多采用劳务大包模式，这样的话，劳务只提供劳动力，而工程材料主要是由公司直接采购，然后由材料部下发给工人，由此，材料浪费现象十分普遍，通常情况下的现场检查，项目部其他管理人员兼职检查，效果不太明显。

1.2机械工程材料生产过程中废品率偏高

目前，我国的机械工业材料生产技术已经有了快速发展，但是与欧美发达国家相比较，还存在较大差距，因为我国钢材在机械工程材料生产过程中的利用率达不到80%，而发达国家已经达到了90%以上，根据不完全统计，每提高一个百分点就意味着可节约30万吨钢材。我国机械工业的铸、锻件综合废品率偏高，造成原材料和能源的浪费，铸铁件废品率为8%-10%，铸钢件废品率为7%-8%，有些厂甚至高达15%，而国外一般低于3%。此外，很多机械工程材料的基础配件使用寿命短，如模具仅为发达国家的1/3。与国家有关机械系统节约材料技术政策中的要求相差甚远。

2机械工业中节约材料的方法

2.1提高产品加工制造过程中的利用率

在机械产品的加工制造过程中，为了使铸件精度得到提高，我们通过一些先进的制造技术和精密性成形技术，扩大金属件制造中的精锻件比例，从而使模锻、精锻件的比例达到60%及以上；对于已经被采用的集中下料工艺、科学套材技术、改进下料工艺和装备，进行推广；针对一些零部件寿命短的缺点，可以采用先进的热处理技术，延长其寿命；很多企业的焊条用量很大，可以在员工入职培训时就采用比较先进的焊接技术，以节约用量；在机加工企业中采用带锯床、中溫剪切等下料新设备，同时使各种精密，自动、数控编排的切割技术得到应用；为实现低耗能高节材的目标，通过一些表面处理技术，提高并稳定材料的表面性能；对于一些容易氧化的金属，为了减少这方面的损失，要推广可控气氛，少、无氧化热处理工艺和锻造用保护气氛加热工艺和装备；利用已有的行之有效的热处理技术和表面处理技术，同时提高精炼钢和脱氧钢的适用范围，从而有效的延长制造过程中的关键基础体（轴承、齿轮、弹簧、液压气动元件、模具等）的使用寿命。

2.2积极开发新材料的应用范围

深入了解机械工业范围内新材料的性能，在现有基础上合理扩大新材料的利用范围。对于高强度的低合金钢、冷成型钢和冷拔钢等新兴钢材，可以合理使用以加强产品的强度和耐用性；使用一些节能新材料，如切削钢、新型模具钢、感应淬火钢等，改善现有的材料使用结构；对于高强度的低合金钢、冷成形钢、冷拔钢管等高效钢，要推广使用范围；在汽车、农业机械和家用电器设备范围，扩大合金材料的使用，加紧复合材料的使用开发。

2.3加强机械设备的设计优化

设计是产品制造和设备生产的灵魂。要实现节约材料，降低消耗的目标，就必须充分挖掘材料的潜力，这就必然要求技术人员提高产品设计水平，从分利用相关的计算机辅助技术，在设计产品的过程中，增加有限寿命设计、防腐设计，并运用价值工程的方法，最终使现有设计得以优化，新设计更有效，从而使产品性能可靠，结构紧凑，用材合理；同时，为了降低材料消耗，发挥材料的潜力，可以在设计中适当提高材料使用强度等级；而采用数控伺服机构后的新兴经济型数控车床，省去了刀架和溜板等，其零件数目相较原来减少了2/5。

2.4注重使用中设备的维护保养

设备的使用过程中，会因为维护不当、缺乏保养而导致损耗严重，从而缩短使用周期，造成了浪费。我们在日常使用中，应及早防范一些问题，这其中很重要的方面就是腐蚀损耗。腐蚀问题存在于国民经济的各个部门，给日常生产造成了很大的危害。一些设备和零件会因为腐蚀而直接报废，造成不必要的浪费。与此同时，腐蚀会造成操作环境恶化，影响产品的质量，严重的话还会影响正常生产，引发安全事故。据估计，全世界每年因为腐蚀而损失的金属量占金属全年总产量的20%左右。这个惊人的数字在提醒我们，必须将防腐技术纳入机械工业节能的课题研究中来，不能再对“腐蚀”这一自然界最大浪费视而不见。

2.5加大机械产品循环再利用的研究和实践

机械产品会因为不符合要求而停止使用，在这其中却有相当数量可以再次改造优化，重新发挥作用，而不是简单地搁置。这一过程，称之为“再制造工程”。在发达国家，再制造工程已经经历了十几年的发展，虽然还属于一个新兴研究领域和新兴产业，但是，国内许多单位都已经看到了它的功能和发展前景，很多已经开始了这个领域的研究。例如，通过热处理修复技术，对那些长期使用的发电设备上的重要零部件进行处理达到恢复使用的效果。而首钢也曾经运用再制造修复技术，修复了从国外进口的二手设备，之后又使用了数年。还有些我们日常使用的汽车、电冰箱、空调，摩托车等产品，通过对其中关键部件的再造，完全可以达到再次利用的效果。如此一来，不仅个人节约，也从宏观上符合国家可持续发展的方针政策。需要注意的是，在修复再造的过程中，我们不仅仅可以恢复原产品的技术性能，还可以运用新的技术提高产品的性能。

3结束语

随着现代工业的发展，资源、能源和环境保护问题日益突出。必须考虑材料的工程应用，考虑国内资源和市场供应，并尽可能选择生产过程中能耗低的材料。节约材料和能源的结果将不可避免地减少环境污染，有助于保护生态环境。从人类可持续发展的战略高度出发，节约原材料和替代稀缺材料应该是现代机械制造工程必须继续探索的重要内容之一。

参考文献：

[1]刘昌化.试论现代化的新型材料设备的运用和操作[J].现代机械设备，2011.

[2]文成，田玉琬，王贵.《工程材料及成形技术》课程教学改革问题的探讨[J].广东化工，2014（22）.