机械制造中新型金属材料的应用研究

施政

摘 要： 我国社会经济蓬勃发展，促进机械制造行业长远发展，而机械制造占据着社会经济发展极其重要的地位，意味着社会经济发展无法脱离机械制造产业的支持。由此可见，做好材料类型更新换代工作，对于推动机械制造产业可持续性发展具有不可比拟的积极作用。同时，机械制造产品质量与产品材料间存在着密切联系，换而言之选择适宜的机械制造材料方可大幅度提升机械制造产品质量，促使其始终贴合具体生产需求，进一步推动机械制造产业长远发展。鉴于此，本文对机械制造中新型金属材料的应用进行分析，以供参考。

关键词： 机械制造;新型金属材料;应用要点

【中图分类号】TH161 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）20-0196-01

引言：认识到由于科学技术水平进步，机械制造行业规模持续扩大，促使用于机械制造的金属材料类型渐渐增多，发生翻天覆地的变化。为了保证机械制造行业实现可持续性发展的目标，相关技术人员挑选新型金属材料期间，不得脱离具体使用需求，注意兼顾新型金属材料的经济性、环保性及节能性，灵活运用新型加工工艺及加工技术，进一步推动机械制造行业发展进程。同时，使用新型金属材料期间，综合考虑影响其应用效果的风险因素，持续提升技术人员的专业素质及技能水平。

1 机械设计中金属材料选择的原则

1.1 荷载大小

荷载是一种力的表现形式，是指作用于物品之上，使物体的结构和表面产生变形的一种外力。不同的材料，其都具有一定荷载，这展现出材料本身对外力的承受能力。如金属材料选择不当，在其荷载小于外力的情况下，就会使金属材料在使用的过程中产生变形，进而影响到其使用性能[2]。因此，在机械设计之初的材料选择过程中就需要考虑到材料荷载的大小，并加以计算，从而选择最为适用的材料。

1.2 零件尺寸

尺寸大小是机械设计的基本内容，对于一些精密加工零件，其精准度甚至是以纳米进行计算的。并且，机械设计是从理论角度对零件尺寸进行计算，在实际的现场加工中往往会出现加工零件无法配套镶嵌的情况。因此，在零件尺寸的设计过程中，要以现场的实际加工为主进行合理的计算，不能停留在理论化的角度，而材料的选择也需要在保证相同性能的情况下，选择一些容易切割改变大小的材料。

1.3 零件结构的复杂性和加工性能

机械零件在机械设备生产过程中，是至关重要的，机械零件主要是由原材料加工而成的，对机械零件的整体质量都会产生影响，不同的材料包含的参数都不相同，若选择的材料不能满足后期加工的需要，则会影响零件的质量。同一种类的金属材料，生产不同的金属零件，其加工难度也不相同，也会因此，在机械设计中，要考虑金属零件结构的复杂性和加工性能。对于较复杂的零件，可以使用技术加工的方法，如焊接等。在金属材料的加工性能方面，主要针对金属材料本身的冲压切削能力、铸造焊接性能等进行考验。

2 机械制造应用新型金属材料的作用分析

2.1 节能性

与其他类型行业相比，机械制造行业具有加工条件严格及耗费大量加工材料等鲜明特点，造成机械制造加工产业能耗过大，无法大幅度提升加工材料的利用率，而此条件下，不可準确预估机械制造所消耗的能源能量，甚至部分能源能量消耗毫无实际意义。由此可见，机械制造应用新型金属材料能充分发挥其材料节能性的作用，真正意义上做到保护材料资源及提高材料资源利用率，避免出现不必要浪费的问题。

2.2 经济性

无论任何制造行业均需要综合考虑生产材料的经济性，即总体成本投入，换而言之生产材料经济性与制造企业切身经济利益间存在着密切联系。由此可见，贯彻落实成本最小化利益最大化的工作原则能大幅度提升企业总体经济效益及经济收益，而机械制造企业也不无例外，挑选新型金属材料时不得忽略其经济性原则，立足于企业具体情况，尽量选择性价比较高的新型金属材料。

3 机械制造应用新型金属材料的要点分析

3.1 多使用节能型金属材料

金属材料的选择与应用应该重视其对自然环境的影响，以实现可持续发展的机械生产。当代社会在使用金属材料时，可以选择其所耗能源较低的、较为绿色金属材料[3]。这类材料可以有效地控制机械生产所带来的污染与废弃物，使人们生活质量不受影响。为实现机械绿色生产，相关工作人员可以选择处理环节较为简单的金属材料。部分金属材料只需要进行冷、热轧的施工工艺就可以完成处理环节的工作。这种处理环节较为简单的生产技术，在一定程度上可以实现机械绿色生产，使其生产过程更加节能、环保。

3.2 氮化处理

氮化处理也是一种化学热处理方式，是通过在工件表面加入氮原子来提高工件耐磨性、耐腐蚀性和耐疲劳性的一个过程。氮化处理常采用的氮化钢有45、38CrMoAl、40Cr等，这是一个在氮化炉中处理的过程，对工件的形态影响较小，即在工件进行氮化处理之后就可投入使用，无需再次测算工件因氮化处理而改变的尺寸。在机械设计过程中，氮化处理往往要结合工件进行一次性处理，要精密计算出需要进行氮化处理的面积部分。比如，一些无需氮化处理的部分，在处理前就需要做好保护工作，避免处理过后再次加工，反而增加了氮化处理的成本费用和复杂性。

3.3 冲压模具制造应用

机械制造期间冲压模具往往需要结合产品性能要求及工作条件等方面影响因素，方可选择出适宜的冲压模具制造材料。通常情况下，机械制造中冲压模具材料普遍为拉伸模材料、冷挤压模材料及冲裁模材料。受新型金属材料自身性能优越性的影响，远远比其他材料更加适用于冲压模具制造领域。同时，机械制造中冲压模具材料必须兼顾足够的拉伸性及抗压性，例如：以性能为例，包括耐高温及强度高等，说明其材料选择条件相对苛刻，而现阶段我国机械制造行业中冲压模具制造时倾向于选择钢材进行加工制作。

结束语：机械设计是机械制造的前提，材料选择在机械制造过程中至关重要。随着科学技术的快速发展，增加了对机械的需求量，对机械设备的质量有较高的要求，导致材料出现短缺的情况，因此，要科学选择金属材料，促进机械制造业不断发展。

参考文献

[1] 郜鲜辉，林守钢，赵建全，吴金金，李明辉.金属基复合材料EBSD样品制备方法研究[J].电子显微学报，2019，38（01）：54-59.

[2] 许大林.机械设计中材料的选择和应用[J].时代农机，2019，46（01）：125-126.

[3] 高鹏，韩伟.金属材料在机械设计中的选择与应用分析[J].世界有色金属，2019（21）：29-30.