机械制造中新型金属材料的应用研究

耿卫国 1 郑丽琢 2

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　　摘要：近年来，我国的各行各业建设的发展迅速，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。新型金属材料普遍以原有金属材料为制作基础再进行性能改进，赋予其更多的使用功能，例如：新型复合型金属材料具有延展度大及硬度高等鲜明特点。 
　　关键词：机械制造;新型金属材料;应用研究 
　　引言 
　　与钢材料相比，新型材料最大的特点就是自动轻，可以有效降低整个机械制造的自重，优化机械制造内部结构，实现小型化、轻量化的发展目标。对机械运动而言，传动轴是至关重要的轴体，但传动轴自身如果自重较大就会影响内部结构的分配，同时也会对整个机械的荷载控制造成影响。除此之外，新型材料还具有耐腐蚀、耐磨损、耐高温的性能，在高速运转的转动轴环境内，高温和摩擦是造成传动轴机械制造使用寿命缩短的一个重要影响，通过对新型材料这一优势的发挥，可以极大地延长新型材料制成的传动轴的使用寿命和保持工作稳定状态。让此类材料所制作的传动轴在运行过程中能更加安静稳定，避免了大量噪声或扰动情况的出现。 
　　1新型金属材料概述 
　　①記忆合金材料。该金属材料最大特点在于具有记忆能力，即该合金材料制作成为的金属丝，在受到外力作用后发生形变，具有恢复原本形状的功效。一般而言，记忆合金材料在应用中，要恢复原来形状，需要在升温处理下才可以实现这一功能。另外，记忆合金材料因具有记忆能力优势，在生产生活中有着较为广泛的应用，如电气工程、航空航天等。但是要强调的是记忆合金材料的使用，要想保证其功能正常发挥，关键在于对记忆合金材料进行合理的升温处理，意味着记忆合金材料在使用过程中，具有不稳定性的特点，易受到温度的影响。因此，记忆合金材料在具体的使用过程中要严控温度，避免其因温度变化而变得不稳定。②储氢合金材料。该新型金属材料是当前合金材料发展过程中的重要研发项目之一，原因在于氢能源本身是一种无污染，且储量丰富的新型能源，使得储氢合金材料的推广使用与我国当前提出的可持续发展战略要求相符。基于本质角度而言，储氢合金是通过金属或者合金与氢能源发生化学反应，从而产生一定的氢化物，并将氢能源储存在合金材料当中，广泛应用在动力能源方面，极大地缓解了我国常规化石能源的市场压力，且可以为氢能源的推广使用和可持续发展奠定良好的基础。③高温合金材料。该金属材料可以在较高温度环境下保持功能正常发挥，广泛应用在航空航天设备、飞机涡轮发动机等制作中，原因在于上述设备在运行过程中，会产生超高的热量，从而使得一些零部件受热而出现大面积的损坏，进而引发飞机安全事故或者航空航天设备故障。但是高温合金材料的使用，即可降低设备运行中热量产生的负面影响。 
　　2机械制造中金属复合材料的具体应用 
　　2.1冲击模具制造层面 
　　目前，我国冲击模具制造大多选用的材料是碳素工具钢，这种材料虽然投入的成本较少，但也具有一定的不足之处，承载力不足就是它最大的问题，因此它不适合充当冲击模具零部件的制作材料。金属复合材料不仅具备碳素工具钢材料的相关优点，同时还具有碳素工具钢所没有的一些优点，能更大程度地满足冲击模具制造需求。例如碳纤维石墨纤维复合结构材料就具有耐烧蚀特性，常被用作航天器的模具制造。 
　　2.2机械零部件制造层面 
　　金属复合材料在机械零部件制造方面所表现出来的优势是低膨胀系数和高疲劳界限。拿锤式破碎机来说，锤头制作通常选用ZGMn13这种材料，但其具有一定的缺陷，也就是耐磨度较低，在使用较短时间后就会明显磨损，导致无法再次使用，且在使用过程中需要时常维修，不仅消耗成本，还会降低工作效率。选用高铬烙铁和高锰钢低合金这两种材料混合制造而成的锤头，不仅会解决耐磨度低的问题，还能减少维修成本、提高工作效率。但是与前一种材料相比，后者需要较高的购买成本。由此可见，金属复合材料在机械零部件的制造方面具有相当大的优势——耐磨度高、不易受环境影响、不容易变形和膨胀等，这些都突出了其在机械零部件制造方面的实用性。 
　　2.3环保应用 
　　由于新型金属材料能明显减轻加工期间空气污染程度，满足机械制造设备的生产要求，真正意义上做到最大化利用各种资源。同时，机械制造期间注意引进新型金属材料的加工工艺及加工技术，不止能有效控制环境污染程度，例如：加工期间应用冷轧或热轧等加工工艺，能保证机械零部件的加工质量，最大程度上减轻环境污染程度。同时，机械加工期间深受新型金属材质类型差异性的影响，往往需要持续细化新型金属材料的类型及种类，尽量同时加工两种性质相似或成分相似的材料，避免出现材料不同引发加工实践差异性的问题，进一步有效控制机械制造期间所产生有毒有害物质的排放量，促使新型金属材料加工工艺得到大幅度进步。此外，保证新型金属材料的质量是扩大其应用范围的有力手段及关键途径。 

　　结语 
　　新型材料能克服许多传统材料由于自身的物理性质和化学性质而产生的束缚，在材料使用领域有着广泛的推广空间。目前，从业人员仍需要将新型材料结合使用性能和使用条件进行调整和优化。挖掘材料潜能，探索在不同使用环境使用条件下的材料应用极限。 
　　参考文献 
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