机械设计中金属材料的选择及应用

机械设计中金属材料的选择及应用

李磊

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摘要：在机械设计中，金属材料是一种常用的材料，因此金属材料的选择已成为机械设计中的一项重要内容。通过选择合适的金属材料，可以对产品的后续加工质量起到重要作用。并基于设计角度做好金属材料的选择，可以使金属材料在实际生产加工过程中发挥最大的作用，进一步提高金属材料的实用性、经济性和环保性，从而为机械制造业的健康发展奠定了坚实的基础。

关键词：机械设计；金属材料；选择；应用

1机械设计中金属材料的选择原则

1.1材料的成分和质量

首先，金属材料应成分安全，不污染和危害环境。环境保护是时代的主题。如果我们生活的环境被破坏了，使用材料又有什么意义呢？如果我们周围的安全受到威胁，使用材料的价值何在？在机械设计中，必须严格选择不含镍、铬等重金属元素的材料，因为这些材料容易在生物体内积累，对人体危害极大。在使用和加工过程中，它们还会污染环境，形成恶性循环。确保配料安全后，注意材料质量。这种机器本身就具有精巧的特点。在加工制造机械零件时，由于材料的质量问题，整机瘫痪的现象时有发生，给企业带来了严重的损失。因此，必须严格质量监管，确保安全。

1.2金属材料的经济性和时效性

成本控制是企业经营中的一个重大问题。在机械设计中选择金属材料时，必须考虑经济性原则，但前提是保证材料的力学性能。供应量大、加工工艺成本低、价格相对低廉的金属材料是首选。金属材料的使用寿命决定了机械设计的及时性。在使用机械零件的过程中，零件会随着时间的推移而损坏。金属材料的时效性可以通过实验来选择。

1.3材料的性质和结构

在选材时，要注意金属材料的性能。在不同的环境中，应选用不同性能的材料，并注意温度、湿度和pH值的影响，对于磨损频繁的零件，应选用硬度高、耐磨性好的材料。对于载荷较大的零件，应选择载荷较大的材料。由于零件的后期加工，必须充分考虑材料的结构，根据铸造性能、切削性能、焊接性能、冲压性能和热处理性能，选择加工性能好的金属材料。因为在机械设计中，经常需要将金属混入合金中，这就增加了金属回收的难度。机器一旦不能使用，就会造成金属材料的浪费，因此在选材时，应多选择单一合金材料，这样有利于金属材料的回收利用。

1.4性能优良

在机械制造过程中，加工工艺可以进行多次改进，其重要目的是保证机械零件的尺寸严格符合标准，性能非常好。在新材料的应用过程中，应有效地考虑这一特点。如果新材料的引入将极大地改变产品本身的性能，那么在随后的装配和加工中会出现许多新的衍生问题。虽然选用了质量优良的原材料，但如果加工装配不当，就不能成为优质产品，获得经济效益。因此，在选择新材料的过程中，要考虑原加工工序是否匹配，材料的尺寸和性能是否便于后续加工，从整个生产过程平稳运行的角度选择合适的材料，以保证最终产品的优良性能。

2金属材料在机械设计中的应用措施

2.1调质技术和有关设计中的应用

采用传统的加工方法加工金属材料时，零件的重量和截面不会发生变化，机械设备的体积和重量都比较大。通过热处理可以改变零件的重量和截面。采用调质技术可以进一步提高金属材料的抗拉强度、屈服强度和塑性，有利于提高零件的整体性能，减轻零件的重量，改变零件的截面。同时，金属零件的切削质量将影响产品的加工质量、生产效率和成本。通过采用淬火和回火技术来提高金属材料的质量，提高其硬度，从而提高切削性能。

2.2表面硬化技术和选材

机械设计材料需要在后期进行表面硬化处理，以提高零件的耐磨性和耐腐蚀性。在实际工作中，通常采用渗碳和渗氮两种表面硬化处理技术。这两种工艺的处理方法和特点不同，但都依赖于渗碳炉。将金属材料放入渗碳炉中，可提高金属材料中的碳含量，然后进行淬火处理，以提高金属材料的硬度。最后通过低温回火技术消除应力，提高稳定性。在设计中，材料的设计应严格按照材料设计的具体要求，在零件的尺寸和核心的强度方面，使资源得到有效的利用。另外，渗氮处理技术适用于任何一种钢材，这是目前比较常见的一种工艺，可以提高机械材料的设计质量和稳定性。渗氮时，通常采用45渗氮处理工艺，可以降低变形速率，但不会增加材料的硬度。

2.3零部件制造应用

在机械制造业中，有大量的机械设备和机械零件。每一件产品都是由机械设备生产出来的，最重要的是机械零件的质量。通过对机械零件、新型金属材料在加工过程中的运用，可以有效地发挥材料本身的优势和作用，并能有效地提高机械制造产品的质量。为保证机械制造产品的质量提供了有力的支持。随着社会的不断发展和进步，社会上新型金属材料的种类逐渐增多，科技人员对新型金属材料的研究范围也在不断扩大。在不久的将来，越来越多的新型金属材料将会出现。新型金属材料在机械制造中的应用，对提高机械制造的生产效率有很大的帮助。

结束语

总之，新型金属材料是材料与现代高科技的完美结合。在节能、环保、经济、实用等方面显示出良好的优势。今后应继续加大对新型金属材料研究的投入，以发现或研究更多更好的材料。现在制造业的发展将进一步推动金属新材料的发展，材料的研究充分体现科技创新的优势，生产出更多更新更好的产品，为产业发展服务。

参考文献

[1]闫俊杰.金属复合材料在机械制造中的应用研究[J].辽宁师专学报（自然科学版），2018，20，77（01）：79-81.

[2]孙川.材料成型与控制工程中的金属材料加工分析[J].科技创新与应用，2020（13）：98.