劉杰

摘 要：金屬材料在生產(chǎn)制造中發(fā)揮著重要的作用，傳統(tǒng)的單一金屬材料性能特點(diǎn)不夠全面，已經(jīng)難以滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要。而由于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，金屬?gòu)?fù)合材料的出現(xiàn)，可以結(jié)合多種金屬的優(yōu)點(diǎn)，在勁度、強(qiáng)度、質(zhì)量、抗震性能以及抗疲勞性能等方面表現(xiàn)出一定的綜合優(yōu)勢(shì)，在機(jī)械制造中的應(yīng)用價(jià)值也越來(lái)越明顯。

關(guān)鍵詞：金屬?gòu)?fù)合材料;機(jī)械制造;應(yīng)用

1 前言

金屬?gòu)?fù)合材料在我國(guó)機(jī)械制造過(guò)程中的應(yīng)用已經(jīng)變得較為普遍，從其種類(lèi)上來(lái)看，主要分為兩大類(lèi)型，即功能性材料和結(jié)構(gòu)性材料。兩種材料的種類(lèi)不同，在具體的應(yīng)用過(guò)程中所展現(xiàn)出來(lái)的優(yōu)勢(shì)也就不同。同時(shí)，由于我國(guó)工業(yè)建造工程體系的逐漸發(fā)展和完善，整體行業(yè)對(duì)各種原材料的采購(gòu)也進(jìn)行了一定的規(guī)范，也對(duì)金屬?gòu)?fù)合材料自身的工藝水平提出了更高的要求。

2 機(jī)械制造業(yè)中的金屬?gòu)?fù)合材料

2.1 不銹鋼復(fù)合鋼板

不銹鋼復(fù)合鋼板屬于金屬高效節(jié)能材料，從其名稱(chēng)上就能看出這種材料的韌性很強(qiáng)，既綜合了不銹鋼材料的優(yōu)點(diǎn)，又將金屬材料和不銹鋼材料進(jìn)行了緊密的結(jié)合。針對(duì)不銹鋼復(fù)合鋼板而言，碳鋼是其基體，整體材料功能的展現(xiàn)以及具體的應(yīng)用都必須在碳鋼材料的基礎(chǔ)上進(jìn)行。從其應(yīng)用的特性?xún)?yōu)勢(shì)來(lái)看，這種材料不但具備較好的耐腐蝕、耐磨性，而且它還具有較強(qiáng)的裝飾性，能夠在最大程度上滿(mǎn)足客戶(hù)對(duì)建造對(duì)象美觀(guān)性的要求。不銹鋼復(fù)合鋼板可作為在工藝制造領(lǐng)域的多功能材料進(jìn)行使用，它自身具備的強(qiáng)可焊性、導(dǎo)熱性和一定的拉伸性將作為不銹鋼復(fù)合鋼板在機(jī)械制造領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用的重大原因。

2.2 金屬粒塑料復(fù)合結(jié)構(gòu)材料

從其名稱(chēng)上就能夠看出，此類(lèi)材料主要是由金屬粒和塑料兩種材料組成。相較于傳統(tǒng)的金屬?gòu)?fù)合材料而言，金屬粒和塑料的結(jié)合更符合現(xiàn)階段我國(guó)工藝建造對(duì)復(fù)合材料的要求。因?yàn)檫@種復(fù)合材料既結(jié)合了金屬的優(yōu)點(diǎn)，又結(jié)合了塑料的優(yōu)點(diǎn)，因此它具備了良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，同時(shí)還兼有質(zhì)量小、強(qiáng)度大的明顯優(yōu)勢(shì)。金屬粒塑料復(fù)合結(jié)構(gòu)材料作為一種新興的金屬材料，由于它擺脫了傳統(tǒng)金屬材料的明顯缺陷，由此已經(jīng)成為了當(dāng)代機(jī)械制造行業(yè)選擇原材料時(shí)的首選材料之一。隨著時(shí)代的快速發(fā)展和進(jìn)步，在進(jìn)行機(jī)械制造的過(guò)程中對(duì)原材料的選擇一定會(huì)更加的規(guī)范化和完善化，只有將各種復(fù)合材料進(jìn)行緊密結(jié)合，從其根本上來(lái)提高復(fù)合材料自身的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用特點(diǎn)，這樣才能夠幫助原材料市場(chǎng)和機(jī)械制造市場(chǎng)更好的有機(jī)融合。

2.3 碳纖維

石墨纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)材料碳纖維和石墨纖維作為在日常生活中常見(jiàn)的兩種纖維建造材料，相信大家都不陌生。但將它們兩者結(jié)合起來(lái)，作為一種復(fù)合結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用在機(jī)械制造過(guò)程中，目前還不是很常見(jiàn)的事情。碳纖維石墨纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)材料屬于新型的金屬?gòu)?fù)合材料，它的加工工藝是將這些有機(jī)纖維在進(jìn)行熱處理的過(guò)程中，利用碳纖維良好的含碳量和人造化學(xué)纖維互不相容的特性來(lái)進(jìn)行加工的。這種材料在應(yīng)用過(guò)程中的優(yōu)點(diǎn)也比較明顯，它的膨脹系數(shù)小、潤(rùn)滑性較好，同時(shí)還集合了建設(shè)單位對(duì)強(qiáng)度和剛度的兩者需求，可以說(shuō)是兼具多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)于一身，現(xiàn)階段在高新機(jī)械制造技術(shù)中得到了廣泛的應(yīng)用，有望于將其應(yīng)用在其他的機(jī)械制造領(lǐng)域。

2.4 彌散強(qiáng)化復(fù)合結(jié)構(gòu)材料

彌散強(qiáng)化復(fù)合結(jié)構(gòu)材料，就是向已經(jīng)分配均勻的材料中摻雜硬質(zhì)顆粒材料的方式，屬于強(qiáng)化的最佳方式之一。相較于前幾種復(fù)合材料而言，這種材料能夠大幅度提升機(jī)械設(shè)備的耐熱性和強(qiáng)度，通過(guò)對(duì)自身原材料強(qiáng)化方式的選擇，能夠在最大程度上提高復(fù)合結(jié)構(gòu)材料自身的耐熱性，從而能夠讓它在機(jī)械制造業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。除此之外，各種金屬?gòu)?fù)合材料的挖掘和開(kāi)發(fā)都屬于一項(xiàng)系統(tǒng)工程，隨著我國(guó)工業(yè)建造用品需求量的逐漸增多，原材料市場(chǎng)也應(yīng)當(dāng)努力提升自己的工藝建造質(zhì)量水平，打鐵還需自身硬，通過(guò)自身材料工藝水平的提升來(lái)逐漸提高自己的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

3 機(jī)械制造領(lǐng)域中金屬?gòu)?fù)合材料應(yīng)用及注意事項(xiàng)

3.1 沖壓模具

制造過(guò)程中的應(yīng)用沖壓模具制造時(shí)機(jī)械制造領(lǐng)域中的重要內(nèi)容，其質(zhì)量會(huì)直接體現(xiàn)我國(guó)的機(jī)械制造水平。由于生產(chǎn)條件以及功能性差異，在制造沖壓模具時(shí)對(duì)材料的性能參數(shù)也有著不同的要求。通常情況下，可以將模具材料分為沖裁模材料、冷擠壓模材料、拉深模材料三種。對(duì)于生產(chǎn)材料的要求，最重要的在于材料的沖擊力、振動(dòng)、拉伸以及摩擦拉伸等方面，同時(shí)還應(yīng)該確保材料的耐熱性良好，當(dāng)前鋼材是沖壓模具的主要原材料，另一種復(fù)合材料碳素工具鋼由于性?xún)r(jià)比高、容易加工的優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)械制造中展現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)也越來(lái)越明顯。但這種復(fù)合材料也存在自身的缺點(diǎn)，就是承載能力較差、對(duì)于硬度大、可塑性低的情況不太使用?，F(xiàn)在由于金屬?gòu)?fù)合材料的進(jìn)一步研究，沖壓模具的生產(chǎn)材料也在不斷發(fā)生變革，可以有效降低生產(chǎn)過(guò)程中的摩擦和沖擊，從而改善生產(chǎn)效果，提高生產(chǎn)效益。

3.2 金屬?gòu)?fù)合材料

在機(jī)械制造中的應(yīng)用金屬?gòu)?fù)合材料通過(guò)按照比例混合不同的金屬材料，形成多種優(yōu)良特征，克服單一金屬材料的缺點(diǎn)和劣勢(shì)，具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)，但金屬?gòu)?fù)合材料本身在應(yīng)用過(guò)程匯中依然存在一定的限制因素，最為明顯的就是復(fù)合材料的低熱膨脹系數(shù)和高疲勞極限參數(shù)。對(duì)于金屬?gòu)?fù)合材料在機(jī)械制造中的應(yīng)用，在確定原材料之前，需要對(duì)材料的生產(chǎn)環(huán)境以及應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行分析，既要保證材料有效，同時(shí)還應(yīng)該降低在生產(chǎn)中對(duì)機(jī)械設(shè)備的損耗。金屬?gòu)?fù)合材料可塑性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)功能良好、抗疲勞斷裂性能好等優(yōu)點(diǎn)，使其在機(jī)械制造中發(fā)揮的價(jià)值明顯高于傳統(tǒng)材料，相信隨著我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，金屬?gòu)?fù)合材料將會(huì)成為我國(guó)機(jī)械制造的重要原材料，助力于制造業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。通過(guò)將金屬?gòu)?fù)合材料應(yīng)用與現(xiàn)代化的機(jī)械設(shè)備，對(duì)于有效整合資源，提高資源的性能參數(shù)和利用率，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，同時(shí)這也是積極響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排政策方針的有效做法。金屬?gòu)?fù)合材料容易成型、質(zhì)量輕等優(yōu)勢(shì)使其更容易被市場(chǎng)接受，因此在推廣過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)也更加明顯。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，作為一種先進(jìn)的金屬材料，金屬?gòu)?fù)合材料可以將多種單一金屬材料的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行匯總，從而在機(jī)械制造領(lǐng)域發(fā)揮出重要的作用。對(duì)于金屬?gòu)?fù)合材料的應(yīng)用，我們依然需要重視對(duì)生產(chǎn)條件和市場(chǎng)的分析，在合金技術(shù)上不斷改進(jìn)，不斷研發(fā)出新型材料彌補(bǔ)現(xiàn)代金屬材料的不足，從而改善我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)水平，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供更多的助力。

參考文獻(xiàn)

[1]閆俊杰.金屬?gòu)?fù)合材料在機(jī)械制造中的應(yīng)用研究[J].遼寧師專(zhuān)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2018，20（1）：74-76.

[2]西安交通大學(xué).金屬波紋金屬橡膠復(fù)合材料及其制備方法：中國(guó)，CN201710017487.8[P].2017-06-09.