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        機械制造中金屬復合材料的應用分析

        2019-02-08 13:02:24田愛環(huán)
        山東工業(yè)技術 2019年1期
        關鍵詞:機械制造應用

        田愛環(huán)

        摘 要:最近幾年以來,盡管機械制造行業(yè)中機械零部件、操作系統(tǒng)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(tǒng)鋼材,阻礙了該行業(yè)發(fā)展。就金屬復合材料而言,其具備協(xié)調(diào)性好、強度高等特性,具備傳統(tǒng)金屬材料無可比擬的優(yōu)點,將其應用到機械制造中能獲取更好效果?;诖?,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

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.036

        0 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(zhì)量;結構型材料具備質(zhì)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(yè)工作效率。

        1 機械制造業(yè)中的金屬復合材料

        金屬復合材料屬于復合材料之一,是經(jīng)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(chǎn)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(zhì)。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(jié)能材料,碳鋼是其基體,且其對不銹鋼、碳鋼材料的優(yōu)點進行了有效體現(xiàn)。就不銹鋼特性優(yōu)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(yōu)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(jié)省成本,在機械制造中的應用優(yōu)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(tǒng)金屬材料而言,其具備更好的應用價值,能夠有效提升傳統(tǒng)金屬材料的導電及導熱性,縮減線膨脹系數(shù),且質(zhì)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(jīng)由有機纖維熱處理產(chǎn)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(shù)小,兼具多項優(yōu)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(yè)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(zhì)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(zhì)點,經(jīng)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(yè)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(xiàn):

        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(xiàn)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(zhì)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(yōu)勢可從低膨脹系數(shù)、高疲勞極限這兩點上體現(xiàn)。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(guī)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(huán)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(shù)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(zhì)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(yōu)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(tǒng)高錳鋼錘要貴,但耐磨性更優(yōu),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(yōu)勢,且在外壓強不發(fā)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(xù)的檢修和維護,譬如經(jīng)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(yōu)勢,位于機械制造業(yè)中具備顯著效用,我們需高度關注對新材料的研發(fā),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(yè)更上一層樓。

        參考文獻:

        [1]劉志穎,郭強,張荻.微納疊層金屬復合材料的斷裂性能研究[J].中國材料進展,2018,37(02):138-146.

        [2]羅斌,朱子才,陳花玲等.離子液體型離子聚合物金屬復合材料的封裝及變形性能[J].西安交通大學學報,2017,51(08):122-127.

        [3]唐仕光,陳泉志,李少波等.金屬復合材料微弧氧化研究進展[J].表面技術,2016,45(11):23-31.

        [4]田廣民,李選明,趙永慶等.層狀金屬復合材料加工技術研究現(xiàn)狀[J].中國材料進展,2013,32(11):696-701.

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