金世銳/東北巖土工程勘察總公司

試述復合結(jié)構(gòu)材料在機械制造專業(yè)中的應(yīng)用

金世銳/東北巖土工程勘察總公司

【摘 要】復合結(jié)構(gòu)材料在我國的機械制造專業(yè)中的廣泛應(yīng)用，主要在于這種材料的強重比高、耐疲勞性能好、抗震減震性能良好等優(yōu)勢，同時它制造方便，可以依托于特定的使用條件進行制造和加工，以此滿足不同的用途，進而可以很大程度上提高提升機械結(jié)構(gòu)的性能。隨著符合結(jié)構(gòu)材料的不斷發(fā)展以及日趨成熟，其在機械制造專業(yè)行業(yè)中逐步取代了其他的諸如金屬類的材料，而且得到了業(yè)內(nèi)人士包括客戶的廣泛的認同。伴隨經(jīng)濟的發(fā)展以及機械設(shè)備需求量的不斷增加，各式各樣的復合結(jié)構(gòu)材料在機械制造專業(yè)過程亦得到了日益廣泛的應(yīng)用。作為一種新型的符合材料，其應(yīng)用前景一直被業(yè)界所看好和推崇。

【關(guān)鍵詞】復合結(jié)構(gòu)材料；機械制造專業(yè)；應(yīng)用；行業(yè)

前言

復合結(jié)構(gòu)材料之所以能夠如此迅猛廣泛的應(yīng)用于機械制造專業(yè)中在于高強度、大剛度、小質(zhì)量等區(qū)別于其他材料的獨特優(yōu)勢，也可以實現(xiàn)其他材料不能實現(xiàn)的相互之間的協(xié)調(diào)。根據(jù)復合結(jié)構(gòu)材料的性質(zhì)，可將其分為兩種，，前者具有良好的耐磨性以及耐高溫性，被稱為功能型材料，其廣泛適用于機械專業(yè)的各個零部件制造，各個部件的工作質(zhì)量和工作壽命都得到了很好的保證；后者即為結(jié)構(gòu)型材料，它被廣泛的應(yīng)用于大型機械設(shè)備制造中，這種材料可以降低機械設(shè)備的總體質(zhì)量，但同時可以增大其整體強度。

1. 復合結(jié)構(gòu)材料在機械制造專業(yè)上的應(yīng)用

1.1不銹鋼復合鋼板

這種復合性質(zhì)的鋼板是由多種合金元素構(gòu)成，不同合金元素的組合導致了每種不銹鋼復合鋼板的性質(zhì)也有著顯著的差別；比如可以根據(jù)合金的組成制造耐腐蝕以及耐電化學腐蝕的鋼板，這種鋼板的耐久性在鋼材里面具有顯著的優(yōu)勢。另外，不銹鋼復合板根據(jù)其使用要求以及加工工藝，可以采用先進的真空軋制，以此確保不同材料元素之間的很好結(jié)合。不銹鋼復合板的導熱能力也是具有良好的導熱能力也是其他普通鋼板不能比擬的，再加上其優(yōu)異的耐腐蝕性，這種材料在易于焦化的設(shè)備亦或是易于腐蝕的設(shè)備中可以廣泛應(yīng)用。

1.2玻璃纖維復合結(jié)構(gòu)材料

纖維和熱固性樹脂材料是機械工程領(lǐng)域常用的復合材料，但玻璃纖維復合材料確實二者的結(jié)合。這兩種材料完美復合得到的玻璃纖維擁有極高的強度，且其抗沖擊性、腐蝕性較之以往有了長足的進步，但與此同時，其又具有較小的密度及收縮性。而且這種材料還將之前兩種材料的成型和韌性發(fā)揮的更加淋漓盡致?；谏鲜龅母鞣N優(yōu)點，玻璃纖維復合結(jié)構(gòu)材料被廣泛應(yīng)用于機械設(shè)備中諸如閥門、管道、容器等各種耐腐蝕、耐磨的零部件中。

1.3石墨碳纖維纖維復合結(jié)構(gòu)材料

碳纖維石墨纖維復合結(jié)構(gòu)材料是由石墨、樹脂以及陶瓷中的兩種或多種材料以不同的比例混合而成。其性能主要體現(xiàn)于良好的耐腐蝕性以及耐熱性，除此之外，還有較高的強度、較好的剛度以及較大的勁度，而且這種復合材料線膨脹系數(shù)相對較小且具有很好的自潤滑性。碳纖維石墨纖維復合結(jié)構(gòu)材料在機械制造專業(yè)中主要應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域或者比較精密的核工業(yè)機械中。

1.4晶須復合結(jié)構(gòu)材料

晶須復合結(jié)構(gòu)材料是一種比較新型的復合結(jié)構(gòu)材料，且其中的晶須為單晶，較之于其他普通的材料，這種復合結(jié)構(gòu)材料不存在錯位或空穴等質(zhì)量問題，而且具有由于晶須材料本身的機械強度就比較高，其復合而成的復合結(jié)構(gòu)材料的機械強度又得到了提升很強的機械強度。在實際的機械制造專業(yè)中，晶須復合結(jié)構(gòu)材料一般廣泛應(yīng)用于渦輪葉片等領(lǐng)域。

1.5石棉纖維復合結(jié)構(gòu)材料

這種材料主要是由樹脂纖維復合而成，因此它除了具有樹脂纖維本身的耐磨性以及絕緣性之外，還具有良好的耐熱性以及耐酸性能。這些性能決定了石棉纖維復合結(jié)構(gòu)材料在各類絕緣、絕熱設(shè)備以及對于封閉性要求較高的哥哥機械零部件中。

1.6塑料金屬粒復合結(jié)構(gòu)材料

金屬粒塑料復合結(jié)構(gòu)材料是指將不同比例的金屬與塑料進行復合而得到的一種新型的復合結(jié)構(gòu)材料，這種復合結(jié)構(gòu)材料能夠降低原材料本身的線膨脹系數(shù)，而且，最為重要的是其能夠改善金屬材料本身的導電性以及導熱性能，這種材料在各種機械設(shè)備的軸承中得到了廣泛的使用。

1.7多層復合結(jié)構(gòu)材料

顧名思義，多層復合結(jié)構(gòu)材料是指各種材料不同層次的分層結(jié)合，其復合所用的材料一般為多孔性青銅、鋼以及塑料分層的復合，這種材料根據(jù)不同材料的復合比例，可以體現(xiàn)不同程度的耐沖擊性以及耐磨性。多層復合結(jié)構(gòu)材料通常應(yīng)用于各種機械設(shè)備以及機械專業(yè)的熱片、軸承等耐磨件當中。

2. 復合結(jié)構(gòu)材料在沖壓模具制造中的應(yīng)用

沖壓模具在各種機械設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用，在機械制造專業(yè)也有著不可替代的作用。沖壓磨具在不同的機械設(shè)備中存在著具體的使用環(huán)境的差異，這也導致了各種沖壓磨具的材料構(gòu)成也大不相同。根據(jù)當前階段我國機械設(shè)備中沖壓模具的具體應(yīng)用，可以將其組成材料劃分成三種：第一種是拉伸模材料、第二種是冷擠壓模材料，最后一種是沖裁模材料。

根據(jù)當前階段的各種沖壓模具的使用情況以及使用形勢來看，鋼材還是制造沖壓模具的最主要的材料。例如，碳素工具鋼雖然具有較強的經(jīng)濟性且易于加工成型，但是這種材料淬透性以及硬度較差，一旦在進行熱處理時通常都會發(fā)生較大的形變，而且此類鋼的承載能力較低，因此不能應(yīng)用于對塑性以及硬度有較高要求的機械部件中。另外，硬質(zhì)合金鋼雖然其淬透性較好，但其抗彎性能以及韌性較差，因此，此類鋼材對于有強度和韌性要求的機械，便不可輕易使用。較之諸如此類的鋼材，復合結(jié)構(gòu)材料可以將各自的優(yōu)異性能進行復合，在充分發(fā)揮各種材料的長處的同時，消弱了各種材料較弱性質(zhì)的使用，復合結(jié)構(gòu)材料在沖壓模具制造中可以承受各種沖擊和摩擦，因而其得到了廣泛的使用。

3.結(jié)束語

復合結(jié)構(gòu)材料是根據(jù)各種不同材料在機械制造領(lǐng)域的使用情況并機械制造設(shè)備的使用要求，由不同材料重新復合組成的一種新型的復合結(jié)構(gòu)材料。這種材料可以將各種材料的優(yōu)勢很好的結(jié)合，提高設(shè)備自身的強度、韌性以及耐久性、抗沖擊性等各種機械性能，同時很好的消弱和避免了各種材料自身的不足，充分發(fā)揮了各種材料的優(yōu)勢，而且，這種材料雖然發(fā)展歷程較為短暫，但由于其良好的機械性能以及使用的靈活性，已經(jīng)在機械設(shè)備、于航空航天、汽車、工業(yè)設(shè)備等諸多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。而且，我們堅信，隨著我國科學技術(shù)水平的不斷進步以及我國機械制造領(lǐng)域的不斷發(fā)展和完善，復合結(jié)構(gòu)材料也將會在我國的機械制造專業(yè)中扮演愈加重要的作用。

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