王金海

（江蘇富海閥門有限公司，江蘇 鹽城 224400）

進入21世紀，我國經(jīng)濟進入了突飛猛進的發(fā)展階段，作為經(jīng)濟發(fā)展重要基石的機械工業(yè)也隨之取得了快速發(fā)展。然而，在取得成績的同時，我們還應該看到，我們付出了高額的能源代價，能源短缺已成為我國經(jīng)濟發(fā)展的致命瓶頸,我國的GDP躍居全世界第二,但能源消耗卻占到了10%。

1 機械工程中材料消耗的現(xiàn)狀

（1）在機械產(chǎn)品成本中，原材料費用過高。根據(jù)有關部門對機械行業(yè)近萬個企業(yè)進行的調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果表明：每年消耗鋼材約1000萬t，占全國的10%～15%。原材料費用平均占機械產(chǎn)品成本的60%以上。

（2）鋼材利用率低。據(jù)統(tǒng)計，我國機械行業(yè)鋼材利用率權為55%左右，與發(fā)達國家相比，有8%～13%的差距。每提高一個百分點就意味著可節(jié)約15萬t鋼材。我國機械行業(yè)的鑄件、鍛件廢品率偏高，造成原材料和能源的浪費，有人調(diào)查過部分企業(yè)，鑄鐵件廢品率為10%～12%，鑄鋼件廢品率為8%～10%，有些廠甚至高達20%，而國外一般低于4.5%。

2 機械工程中節(jié)材的方法與途徑

機械行業(yè)節(jié)約材料的重點是鋼材等有色金屬，但其它原材料也要注意節(jié)約。從技術上和經(jīng)濟兩種角度看，機械工業(yè)節(jié)材必須同時考慮以下四個方面：降低產(chǎn)品的材料消耗；制造過程中的材料消耗量；提高產(chǎn)品質(zhì)量；延長產(chǎn)品使用年限。

（1）用先進技術，提高整體技術水平，提高材料利用率。采用先進的制造技術，提高鑄件精度，推廣精密鑄造技術，在金屬件生產(chǎn)中擴大精鑄、鍛件比例，使模鍛、精鑄、精鍛件比例提高到70%以上；繼續(xù)推行集中下料、科學套料、改進下料工藝和設備，推廣各種精密，自動、數(shù)控編排的切割技術，采用帶鋸床、剪切等下料新設備；大力采用先進數(shù)控控制焊接技術，減少焊條用量；采用先進的熱處理方法，提高零部件使用壽命；采用材料表面處理技術，提高材料表面性能，減少特殊材質(zhì)的消耗，實現(xiàn)節(jié)材低耗；對于關鍵部件(軸承、齒輪、彈簧、液壓氣動元件、模具等)，擴大采用精煉鋼和脫氧鋼，以及高效的熱處理和表面熱處理新技術，延長其使用壽命。

（2）采用先進的防腐蝕技術，提高設備的使用壽命。在國民經(jīng)濟中不論哪個部門都普遍的存在著腐蝕問題。腐蝕給人們造成的危害也是很大的，它一方面造成設備、零件等材料的直接損失，另一方面還造成影響正常生產(chǎn)，惡化操作環(huán)境，影響產(chǎn)品質(zhì)量，據(jù)有關資料介紹，估計全世界每年腐蝕損失100億英磅。全世界每年金屬的腐蝕損失約為全年總產(chǎn)量的16%，也就是說全世界每年約有1億t金屬因腐蝕而損失掉。因此腐蝕是自然界最大浪費之一。所以防腐蝕也是機械工程中節(jié)材的重大技術課題之一。隨著科學技術的飛速發(fā)展，新的防腐蝕材料和方法的也不斷涌現(xiàn)，防腐蝕技術也在不斷的提高。

（3）擴大應用新材料，改善用材結(jié)構。擴大應用新材料，改善用材結(jié)構，提高用材水平，積極推廣使用各種高強度低合金鋼、冷成形鋼、冷拔鋼管等高效鋼，使用切削鋼、新型模具鋼、感應淬火鋼等節(jié)能節(jié)材新材料；擴大硬質(zhì)合金材料的使用，新興材料如陶瓷、工程塑料等復合材料的應用。

（4）提高產(chǎn)品設計標準，充分發(fā)揮材料性能。提高產(chǎn)品設計標準，充分發(fā)揮材料性能，降低材料消耗為目標，大力推廣計算機輔助設計與制造，優(yōu)化設計，防腐蝕設計、有限壽命設計，使產(chǎn)品既可靠安全又結(jié)構緊湊，用材要合理、經(jīng)濟；充分發(fā)揮材料性能潛力，降低材料消耗。新設計的數(shù)控車床與普通車床相比，采用數(shù)控伺服機構后，省去溜板等，結(jié)構緊湊。不但節(jié)省材料,還提高了加工精度。

（5）大力推廣再制造工程的研究及應用。再制造工程是一個正在發(fā)展中的一個新興研究領域和新興產(chǎn)業(yè)，國內(nèi)有許多單位正在進行再制造領域的研究。20世紀90年代初以來，國內(nèi)的一些部門對修復熱處理已經(jīng)作了嘗試工作，如對長期服役過的發(fā)電設備上的某些重要零件進行修復熱處理。應用等離子噴涂技術對重載坦克車輛零件進行再制造修復和強化，實踐考核證明用再制造技術修復和強化的零部件比新品的相對耐磨性提高2～8倍，壽命提高2～3倍。目前一些單位已經(jīng)開始汽車、計算機、空調(diào)、電冰箱、摩托車等產(chǎn)品零部件再制造的研究工作。再制造工程技術不僅能恢復原產(chǎn)品的技術性能，還能及時引進新技術、新工藝和新材料，改進提高產(chǎn)品的技術性能和可靠性，從而延長了產(chǎn)品的使用壽命。再制造產(chǎn)品的費用僅為新品價格40%～60%，達到了廢物利用，變廢為寶的目的，為降低材料消耗，節(jié)約原材料開辟了一條新的途徑。

3 對節(jié)材途徑的展望

（1）面臨進入WTO新技術發(fā)展的機遇和挑戰(zhàn)，發(fā)展再制造業(yè)是應付這種挑戰(zhàn)的一種有效手段，使用再制造產(chǎn)品將降低成本，節(jié)約資源，減少污染。

（2）節(jié)約原材料貫穿于原材料生產(chǎn)，產(chǎn)品設計制造及使用的全過程，其中制造過程中節(jié)材潛力最大，是最見成效的一個重要環(huán)節(jié)。因此要大力開發(fā)和使用先進技術、工藝和裝備。

（3）基于以上論述，筆者建議在上世紀90年代出臺的有關節(jié)約材料技術政策的基礎上，力爭在行業(yè)平均鋼材利用率達80%以上，鑄造綜合體廢品率下降5%以下，重點骨干企業(yè)下降到3%以下，并將關鍵基礎件的平均使用壽命延長30%以上。

4 結(jié)語

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，資源、能源及環(huán)境保護的問題日益突出，尤其是環(huán)保問題。因此，材料的工程應用必須對之有所考慮，特別是對于大批量生產(chǎn)的零部件，所用材料應該來源豐富，要顧及國內(nèi)的資源及市場供給情況，并應盡可能選用生產(chǎn)過程中耗能低的材料。節(jié)材與節(jié)能的結(jié)果必然減少了環(huán)境的污染，有利于保護生態(tài)環(huán)境。從人類可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度出發(fā)，節(jié)約原材料，代用稀缺物資應是現(xiàn)代機械制造工程必須繼續(xù)探討的重要內(nèi)容之一。