机械工程材料应用及前景探索

机械工程材料应用及前景探索

李亚光

九冶建设有限公司 河南郑州 450001

摘要：改革开放后，中国产业发展迅速，社会发展迅速，经济水平不断提高，人民基本生活水平明显提高。在这种社会背景下，我国人民的生活需求也发生了很大变化，传统的工作方法无法满足现代生产和生活的需求。随着中国市场经济的发展，机械各界的要求越来越高。机械设计作为机械工程的基础和重要组成部分，对整个机械工程的发展起着重要作用和意义。

关键词：机械工程；材料应用；前景

引言

新型材料包括记忆合金材料、储氢合金材料、非晶态合金材料等。此类材料在机械制造业应用中产生了重要作用，一方面，提高了工业产品生产制造中的材料利用率，减少了能源消耗；另一方面，可以减少材料使用后的废弃物与污染物排放量。另外，在现代机械制造产业链条中，应用新型材料能够实现对材料成本的合理控制，并在总体的产品生产制造过程中达到成本管理目标，扩增可营利空间。所以，从节能、环保、经济以及社会效益的综合角度看，新型材料的应用必要性与价值均十分突出。

1机械设计中材料选择与应用重要性与意义

近年来，中国的社会科学技术水平有了很大提高，并保持了直线上升的趋势。机械设备广泛用于公众的生产和生活，极大地促进了社会各界的发展和进步。在社会工业和机械行业，对机械和设备材料的需求迅速增长，使得该行业的市场竞争越来越激烈。在此背景下，家居用机械、设备、材料和商品的质量得到了改善，也取得了显着成绩，促进了我国社会的发展。这也可以保证机械设备的状态，保证机械设备运行的稳定性和可靠性，并降低机械设备发生故障的可能性。此外，机械设计材料的合理应用，可以提高材料利用率，降低能源消耗，减少能源资源的盲目开发和浪费，提高社会生产和生活劳动的效率和水平。

2机械制造中材料选择与应用

2.1在零部件制造中的应用

机械设备由零部件组成，任何一个零部件发生问题，均会对整体设备造成直接影响，尤其是在制造业向“智造业”转型过程中，设备的封闭性、集成性越来越高，对于零部件的质量要求也逐渐提升。因此，应用新型金属材料后，能够满足转型后加工工艺升级形成的材料性能需求。具体而言，机械零部件在尺寸变化、性能变化、组装方式变化、加工工序变化的情况下，应用新型金属材料，有利于适应这种变化需求。比如，在零部件产品生产制造过程中，借助“互联网+生产制造”改革，已经优化了产业链条，建立了以定制化生产为准的“4+1”模式，形成了以“订单处理—材料运输—生产加工—售后服务”为基本环节的生产制造流程。在此条件下，订单的多样化，导致了生产加工的多样化。常规材料无法满足多样化需求。需要通过选择新型金属材料，提升零部件的多样化生产。由此，也为机械制造业中的零部件生产制造提供了较大的创新空间。

2.2新型有机高分子材料在机械领域中的应用

有机聚合物材料，也称为高聚合物材料，主要用于机械制造领域的机械零件制造和机械结构零件制造。根据聚合物的用途和性能，有机高分子材料可分为三类:塑料、纤维和橡胶。目前，相关产品的研发速度非常快，为特定的特性和功能而设计的新型高分子材料不断涌现。例如，聚甲醛(聚甲醛)是一种具有优异机械性能和耐磨性的热塑性结晶聚合物。金属的同比磨损小于尼龙。聚甲醛可以替代铜和铝等有色金属，用于生产机械部件，如齿轮、凸轮、轴承、导轨和各种泵体。除了上述之外，一些新的有机高分子材料在环境保护方面也具有突出的特性。在机械制造领域，目前世界各行业使用的塑料高分子材料年产量高达2亿吨，已成为金属如钢和无机材料如陶瓷水泥三种不可或缺的材料之一。但是，塑料、橡胶和复合材料等高分子材料的废料很难老化和降解，而且数百年来很难完全降解。然而，3D打印技术可以用于正在兴起的加性生产。这种技术中使用的材料通常具有利用率高、成型快、物理性能好的特点。

2.3在氮化处理中的应用

化学热处理在机械制造中属于常见工艺，其中以氮化处理最为常用。从操作方面看，所谓的氮化处理，主要是“将氮原子加入到机械设备表面”，旨在提升处理后的机械设备性能。比如，钢材料容易受到环境影响而受到腐蚀与磨损，应用氮化处理工艺后，即可以提高其耐腐蚀性与抗磨损性。然而，氮化炉内的氮化处理，也会对机械设备（主要是工件）的形态产生一定的影响，导致处理后的变形、精度受损等问题。为了化解此类问题，可以选择新型金属材料，提高其耐高温能力、抗压能力，使其适应氮化炉内的氮化处理环境，减少工件受损与形变问题。尤其是现阶段的工件尺寸与质量要求相对较高、零部件的工作环境相对复杂，若采用新型金属材料，也能够使其在氮化处理后，以相对精准的形态、尺寸、精度，应用于实际的使用环境之中。

2.4全新型复合材料在工程机械冲压模具制造上的运用

为了使新型复合材料更好地用于工程机械制造领域，必须改进和完善材料的应用性能。对各种新型复合材料进行不同形状的加工，并根据不同形状的制造阶段进行不同的熔化科学设计，以达到最佳的材料性能和形状匹配。为了提高新型复合材料在建筑工程中的应用，可以实施以下具体策略。先根据设计图纸做好蒸镀，然后储备原材料，从而为模具制造奠定基础。例如，在制造用于机械工程的高质量电缆通道模具时，我们必须首先根据电缆通道模具的使用强度和频率来规划对新复合材料的材料需求。

2.5在环保方面的应用

机械产品的生产制造过程中，因处理工艺的增多，增加了诸多污染。比如，化学处理工艺的应用，既会造成残留物污染、反应污染、排放物污染，也会使处理后的产品具有一定的污染性。比如，在冷轧加工、热轧加工实践中，应用新型金属材料可以规避加工中的差异化问题，减少化学处理工艺中产生的有害物。尤其是新型金属材料中的合金材料中，有专门针对环保问题而生产的无污染材料，通过在材料方面的环保控制，也有助于清洁生产与绿色化制造。需要注意的是，新型金属材料在环保方面的应用，一方面，应该注重材料本身的节能性、环保性、经济性；另一方面，需要配套的设置与其材料处理相关联的工艺。尤其是当前产品生产制造中的数据化管理越来越多，应用数据库技术与数据分析技术，有利于对相关化学处理工艺、物理处理工艺、生物处理工艺等进行一些精密计算，从而达到对新型金属材料应用工艺的同步优化目标等。

3可再生材料选择与应用

目前，中国科学技术飞速发展，科技水平迅速提高，各行各业对机械设备的需求日益增加，机械设备标准也越来越高。然而，目前，大多数机械设备生产材料主要使用和选用不可再生材料，导致机械设计和生产中的污染问题增加，也造成了严重的生态环境污染和破坏问题。因此，可再生材料已成为机械设计材料选择的重要选择。作为环保材料，可再生材料不仅可以满足机械设计和生产的需要，还可以减少机械设计和生产中的环境污染，从而促进机械工业的持续健康发展。

结束语

综上所述，在机械设计中，材料的选择和应用涉及到诸多方面因素，需要进行综合考虑。文章对机械设计材料的选择与应用进行多方面分析，对其意义、要点、选择因素以及影响等角度进行阐述，并论述了材料选择的要点问题与其在应用中的注意事项，希望能够帮助我国机械工业发展进步，进一步带动我国经济发展进步。

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