金属材料的性能及在体育器材制造中的应用——评《金属材料及成形工艺》

作者:宋金虎

ISBN:9787512146143

出版社:清华大学出版社 北京交通大学出版社

出版时间:2021-12

金属材料在中国体育器材制造中的应用十分广泛,根据金属性能及中国体育器材制造标准,常见的体育器材金属材料有铝及其合金材料、镁及其合金材料,以及钛合金材料、铜合金材料等多种类型,这些金属材料的性能、铸造工艺相对较为稳定,非常适合用于体育器材的制造。

由宋金虎主编,清华大学出版社、北京交通大学出版社出版的《金属材料及成形工艺》一书,全面阐述金属材料的性能、结构及成形方法认知,为体育器材制造企业提供可靠的技术指导。该书分为九部分内容。第一部分介绍了金属材料力学性能的认知;第二部分阐述了金属材料组织结构的认知,包括晶体结构的认知与铁钛合金状态图的应用;第三部分阐述了钢的热处理技术,对钢的普通热处理、表面热处理及常见热处理缺陷预防进行了说明;第四部分介绍了金属材料的选择,如工业用钢选择、铸铁选择及粉末冶金选择;第五部分为铸造成形,主要介绍了铸造成形方法、工艺设计;第六部分为金属压力加工,包括锻造结构与板料冲压结构的工艺设计;第七部分介绍了焊接成形的可选择方法与材料,以及工艺设计;第八部分为切削加工;第九部分为机械零件的成形方法选择。被广泛应用于体育器材制造的金属材料主要有以下几种。

第一,铝及其合金材料。铝是一种有色轻金属,也是地壳中含量最丰富的金属元素。铝合金具有密度低、材质轻、抗腐性强、耐磨性好等优势,因此被广泛应用于航空、汽车及船舶等工业制造领域,其在体育器材中的应用也极为常见,如羽毛球拍、篮球架板、自行车、滑雪设备、登山器械等都可采用铝及其合金材料制成。对中国体育器材制造行业的材料用量进行统计可发现,铝材在体育器材制造中的用量居于第二,且其用量仍在不断增加。

第二,镁及其合金材料。镁是一种轻质碱土金属,在自然界含量较为丰富。镁金属密度较小,具有良好的延展性、导电导磁性,压铸工艺性能较强,便于加工,因此镁及其合金材料常被用于制造轻金属合金,在飞机、导弹及汽车等设备的生产制造。在体育器材制造中,镁及其合金主要用于制作自行车架、杠铃及橡胶球胆等器材,现今很多体育俱乐部所采用的器械便多为新型镁基复合材料制作而成,不仅力学性能优越,而且抗磨损性、抗腐蚀性较强,不会对人们的身体造成伤害。

第三,钛及其合金。钛是一种密度较轻、强度较高且耐腐蚀的金属,可有效抵抗雨水的侵蚀,减小器械损伤,应用范围十分广泛,包括轮船、飞机等器械的加工制造。现今很多体育器材制造厂商也将钛及其合金材料应用于体育器材制造,尤其是户外体育器材,应用钛金属及其合金材料能够有效抵挡风雨侵蚀,大大提高器材的使用寿命,故而钛合金材料已成为现今体育器材制造领域的热门。但目前中国钛合金材料的制备工艺仍较为复杂,因此此类体育器材造价相对较高,仍需要相关技术人员深入研究,开发更加优良的钛合金材料处理工艺。

第四,钢材料。钢材料是一种硬度较高、韧性较好且具有良好耐腐蚀、耐磨性的金属材料,其经过工艺处理后力学性能更为优异,可承受大力撞击,常被应用于户外篮球架、户外健身器材等设备,可保障体育器材的长久使用性,为人们的健身运动提供便利。

此外,铁、铜等金属材料也可被广泛应用于体育器材的制造。经过焊接、涂漆及电镀等处理工艺后,这些金属及其合金材料的物理性能与化学性能均得以提高,更加适应人们不同强度的运动。显然,利用金属材料制造的体育器材,其良好性能为人们的运动锻炼提供了有力支持,极大推动了全民体育事业的发展。