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摘要:最近幾年以來,盡管機械制造行業中機械零部件、操作系統等獲取了一定的進步,但依舊具有較多不足,譬如各大機械配件依舊選擇傳統鋼材,阻礙了該行業發展。就金屬復合材料而言,其具備協調性好、強度高等特性,具備傳統金屬材料無可比擬的優點,將其應用到機械制造中能獲取更好效果。基于此,此次研究對機械制造中金屬復合材料的應用進行了探索、討論。
關鍵詞:機械制造;金屬復合材料;應用
前言
當前,金屬復合材料具有兩大類型,即功能型、結構型材料。就功能型材料而言,其具備較強的耐磨、耐高溫性,在機械工程中的零部件制造中有著極為寬泛的運用,可延長機械零部件使用時間,確保工件質量;結構型材料具備質量小、強度大等特性,能夠有效縮減機械設備重量,改善機械制造業工作效率。
1機械制造業中的金屬復合材料
金屬復合材料屬于復合材料之一,是經由復合技術或者多元化學、力學性能不一的金屬材料于界面中冶金,產生金屬復合材料,較之一般金屬材料而言,其具備更好的磁性、耐磨損等性質。并且,金屬復合材料類型眾多,在較多領域均有被應用。就應用在機械制造中的金屬復合材料而言,如下:
1.1不銹鋼復合鋼板不銹鋼復合鋼板屬于金屬高效節能材料,碳鋼是其基體,且其對不銹鋼、碳鋼材料的優點進行了有效體現。就不銹鋼特性優勢而言,該材料不但具備較好的耐腐蝕、耐磨性,還存在較強的裝飾性;就碳鋼的特性優勢而言,該材料具備較強可焊性、導熱性,且具備一定的拉伸性,易成型。故而,不銹鋼復合鋼板可視為多功能材料,并且其還能縮減鎳鉻合金用量,節省成本,在機械制造中的應用優勢極為顯著。
1.2金屬粒塑料復合結構材料此類材料主要通過金屬粒和塑料組成,較之傳統金屬材料而言,其具備更好的應用價值,能夠有效提升傳統金屬材料的導電及導熱性,縮減線膨脹系數,且質量小、強度大,位于機械制造中具備極為寬泛的運用。
1.3碳纖維石墨纖維復合結構材料此類材料屬于新型金屬復合材料,是經由有機纖維熱處理產生,因碳纖維具備較好含碳量,熱處理期間和人造化學纖維互不相容,故通常選擇石墨化工藝等予以加工。此類材料具備較好勁度、強度與剛度,重量大,耐磨性、潤滑性較好,線膨脹系數小,兼具多項優勢于一身,位于高新機械制造技術中具備極為寬泛的運用。
1.4彌散強化復合結構材料此類材料位于機械制造業中有被大面積運用。具體而言,彌散強化即位于均勻材料中摻雜硬質顆粒材料的方式,屬于強化的最佳方式之一。金屬基體中具備高度分散且細小的第二相質點,經由此對材料基體強化便能獲取彌散強化復合結構材料,此類材料具備較好的耐熱性,能大幅提升機械設備的耐熱性和強度,位于機械制造業中具備顯著效用。
2機械制造中金屬復合材料的具體應用
就機械制造中金屬復合材料的應用而言,具體可從如下層面體現:
2.1沖壓模具制造層面選取沖壓模具材料期間,需依照工作條件的差異選取和其對應的材料,需將沖壓模具的要求為基礎。沖壓模具材料具體囊括沖裁模、冷擠壓模、拉伸膜材料三種,工作條件針對各大模具材料所提出的要求均不相同。模具制造期間,針對原材料所提要求極為嚴苛,模具材料需承受較強沖擊、拉升或者振動等,同時還需具備較強的耐高溫性。當前,沖壓模具的時候多選取鋼材為核心制作材料,因碳素工具鋼加工塑形較為便捷、性價比好,故選擇碳素工具鋼的機械制造廠極多,但其承載力不足,故沖壓模具零部件期間不宜使用。而金屬復合材料的出現能夠有效解決上述問題,特別是金屬粒塑料復合結構材料,其質量小、強度大,位于沖壓模具制造方面,能大幅提升機械設備的耐熱性、強度。當前,通過碳纖維石墨纖維復合結構材料組成的耐燒蝕材料,位于航天器機械等模具制造方面獲取了大面積運用。
2.2機械零部件制造層面金屬復合材料在機械零部件制造方面具備極為寬泛的運用,其應用優勢可從低膨脹系數、高疲勞極限這兩點上體現。機械零部件制造期間,具備極為嚴格的原材料選擇標準,不但需規避零部件工作期間突然失效,還需延長機械運用時間,縮減機械磨損。故而,切實選擇機械零部件原材料期間,需基于機械零部件工作環境、要求適當選擇。就以往的金屬材料而言,在機械零部件制造方面具備熱膨脹系數高、強度低等缺陷,故能應用金屬復合材料處理上述問題。就錘式破碎機而言,以往的錘頭所用材質為ZGMn13,耐磨性差,使用時間不長,且需要多次維修,而應用高鉻烙鐵、高錳鋼低合金制造雙金屬復合錘頭,借助兩者優勢,可大幅提升錘頭承受沖擊負荷的能力。雖然價格較之傳統高錳鋼錘要貴,但耐磨性更優,可獲取較好效益。并且,較之以往的金屬材料而言,金屬復合材料具有極強的綜合力學性能,且本身享有導電性、耐磨性好等優勢,且在外壓強不發生變化時溫度增加,體積不易變化,不存在過度膨脹的情況,此類特性均能防范機械零部件制造結束后零件失效,并增加機械設備的使用時長,縮減后續的檢修和維護,譬如經由碳纖維、玻璃纖維制作的金屬復合材料片彈簧,剛度、承載力較之一般彈簧要高出5倍,更具實用性。
3結束語
概括而言,金屬復合材料屬于先進的金屬材料之一,存在一般金屬材料無可比擬的性能及優勢,位于機械制造業中具備顯著效用,我們需高度關注對新材料的研發,制造出更高效、可靠的新型復合金屬材料從而改善當前具有的缺陷,提高機械制造水平,促進我國機械制造業更上一層樓。
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作者:田愛環 單位:山西職業技術學院