葛德強(qiáng)

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新材料應(yīng)運(yùn)而生，在傳統(tǒng)材料的基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化發(fā)展，使其能夠更加廣泛的用于高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，為我國科技發(fā)展提供技術(shù)支持。全球材料產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值不斷增長且增長速度較快，尤其是光電子、新能源等發(fā)展最為迅速，受到了研究者和投資者的青睞。創(chuàng)新是國家進(jìn)步的源泉，我們要按照國務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的總體部署，堅(jiān)定不移的研究發(fā)展新材料新技術(shù)。

關(guān)鍵詞：新材料;機(jī)械性能;擠壓成型

1 新材料

1.1 概念

新材料是指新近發(fā)展或正在發(fā)展的，具有優(yōu)異性能的結(jié)構(gòu)材料和有特殊性質(zhì)的功能材料。新材料與其他普通材料存在著不同，主要由材料本身機(jī)械性能方面的差別，例如材料有特殊的韌性、硬度、彈性等;此外還可能有特殊的功能效應(yīng)，例如材料本身可能有光、磁等有別于其他材料的功能，新材料還將繼續(xù)發(fā)展。

1.2 分類

新材料按組成成分可以分為以下四大類：金屬材料、無機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料、先進(jìn)復(fù)合材料。按照材料的性能可以分為結(jié)構(gòu)材料和功能材料兩類。以上分類只是現(xiàn)有的通用分類，每一個(gè)類別都包含有大量的不同類型的新材料，還可以根據(jù)需求進(jìn)行更細(xì)致的劃分。

2 機(jī)械性能

機(jī)械性能一般是指力學(xué)性能，但兩者之間又有著不同。常用于判斷材料性質(zhì)的機(jī)械性能有：彈性、塑性、剛度、強(qiáng)度、硬度、沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度和斷裂韌性等。機(jī)械性能是材料的一大重要屬性，清楚的了解材料性能，能夠更好的進(jìn)行利用生產(chǎn)。

3 擠壓成型

3.1 概念

擠壓成型是一種塑性加工方法。通過擠壓的方式，讓模具內(nèi)的金屬坯料產(chǎn)生定向塑性變形，在定型后將產(chǎn)品從擠壓模中取出，最終會(huì)得到設(shè)計(jì)的零件或者半成品。擠壓成型普遍用于新材料工業(yè)方面，也不斷隨著新材料工業(yè)的發(fā)展而改進(jìn)，逐漸發(fā)展成適用于多種材料、多種環(huán)境生產(chǎn)的技術(shù)。

3.2 分類

擠壓可以按照金屬塑變流動(dòng)方向分為：正擠壓、反擠壓、復(fù)合擠壓、徑向擠壓;按照金屬坯料的溫度分為：冷擠壓、溫?cái)D壓、熱擠壓。

4 機(jī)械性能與擠壓成型關(guān)系

4.1 機(jī)械性能類別

機(jī)械性能主要有：彈性、塑性、剛度、強(qiáng)度、硬度、沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度和斷裂韌性。以下對(duì)常見的機(jī)械性能進(jìn)行簡單的介紹：

（1） 彈性是指原材料在受到外界施加的壓力后發(fā)生變形，當(dāng)將外力卸除后，原材料能夠快速恢復(fù)原狀。

（2）塑性是指原材料在受到外界施加的壓力時(shí)發(fā)生變形，但不會(huì)隨著外力的卸除而恢復(fù)原狀，產(chǎn)生這種變形后，原材料并不會(huì)產(chǎn)生裂縫、折縫等的能力。

（3）剛度是指原材料在受到外界施加的壓力時(shí)，并不會(huì)發(fā)生暫時(shí)或永久的變形，而是保持原樣的能力。

（4）強(qiáng)度是指原材料受到外界施加的壓力時(shí)，不會(huì)因?yàn)閴毫^大而變形或者斷裂。

（5）硬度是指當(dāng)有更堅(jiān)硬的物體在外力作用下向原材料擠壓，而原材料不會(huì)發(fā)生變形，能夠抵抗其入侵的能力。

（6）沖擊韌性是指原材料在受到外界壓力沖擊時(shí)，不會(huì)斷裂的能力。

（7）疲勞強(qiáng)度是指當(dāng)原材料在反復(fù)多次的交變載荷作用下不會(huì)發(fā)生斷裂的能力。

（8）斷裂韌性是用來反映材料抵抗裂紋失穩(wěn)擴(kuò)張能力的性能指標(biāo)。

4.2 機(jī)械性能在擠壓成型中的作用

4.2.1 機(jī)械性能抵抗擠壓變形的作用

機(jī)械性能能夠抵抗擠壓變形，但其抵抗力與抵抗作用呈現(xiàn)出倒“U”型，當(dāng)抗力達(dá)到一定程度時(shí)，可能會(huì)適得其反。材料優(yōu)秀的機(jī)械性能使其具有優(yōu)異的變形抗力，讓材料在變形過程中能夠抵抗外力。變形抗力越大，所需擠壓力越高，當(dāng)溫度不斷升高時(shí)，變形抗力會(huì)隨著不斷降低，擠壓力也會(huì)隨之降低。但是變形抗力過大，大于模具和設(shè)備時(shí)就可能會(huì)毀壞模具和擠壓機(jī)械設(shè)備。變形抗力有好有壞，我們應(yīng)該針對(duì)實(shí)際需求進(jìn)行合理的考慮和選擇。

擠壓成型會(huì)受到晶粒大小的影響。晶粒大小適中時(shí)，擠壓成型生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量最好。當(dāng)晶粒偏小時(shí)，材料的變形抗力會(huì)增強(qiáng);反之會(huì)減弱，使得材料脆化，生產(chǎn)出的產(chǎn)品會(huì)有裂紋等缺陷。

擠壓成型還會(huì)受到材料表面情況的影響。材料的表面處理包括：清潔表面、潤滑等。對(duì)材料表面進(jìn)行相應(yīng)的處理能夠提高材料表面質(zhì)量，例如進(jìn)行清潔會(huì)減少模具損壞，延長模具使用壽命;進(jìn)行潤滑，可以減小材料與模具之間的摩擦，避免模具磨損，延長模具使用壽命。

4.2.2 擠壓成型常見缺陷及新工藝

不同的材料機(jī)械性能不同，相對(duì)應(yīng)的其抗壓能力也不相同，針對(duì)這一情況應(yīng)該有不同的擠壓方式。但是由于機(jī)械性能的原因或者擠壓方式不當(dāng)，最終產(chǎn)品可能會(huì)出現(xiàn)一下四種常見缺陷：表面出現(xiàn)折疊;表面出現(xiàn)折縫;出現(xiàn)縮孔;產(chǎn)生裂紋。

為了減少缺陷，提高利用率，減少浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，擠壓成型技術(shù)不斷進(jìn)行改進(jìn)，最后發(fā)展出了幾項(xiàng)新工藝：靜液擠壓。通過高壓液體擠壓代替普通擠壓軸，能夠很好的適用于脆性材料，讓擠壓出的產(chǎn)品質(zhì)量更好、缺陷更少;此外還有等溫?cái)D壓、連續(xù)擠壓、軋擠法等。

4.2.3 發(fā)展前景

隨著機(jī)械工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)于材料的機(jī)械性能的利用越來越廣泛，不僅是擠壓成型，還有很多其他生產(chǎn)方式，針對(duì)材料的機(jī)械性能的利用，在將來的一段時(shí)間，可能會(huì)有很好的發(fā)展前景，為了進(jìn)一步發(fā)展，我認(rèn)為將圍繞以下幾點(diǎn)進(jìn)行探究，（1）進(jìn)行綠色可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，提高材料的質(zhì)量和生產(chǎn)過程中的消耗浪費(fèi);（2）優(yōu)化材料和機(jī)械設(shè)備，減少摩擦，降低損耗，提高生產(chǎn)效率;（3）不斷精化、優(yōu)化設(shè)備，提高產(chǎn)品精度和質(zhì)量;（4）發(fā)展新材料，優(yōu)化性能，避免產(chǎn)生缺陷，節(jié)約成本，減少浪費(fèi);（5）提高模具的使用壽命和模具的品質(zhì);（7）減少生產(chǎn)工序，簡化生產(chǎn)過程，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，減輕負(fù)擔(dān)。

結(jié)語

我國當(dāng)前發(fā)展已經(jīng)逐漸擺脫重工業(yè)和高消耗、高污染的工業(yè)發(fā)展，逐漸向新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，而新材料產(chǎn)業(yè)具有發(fā)展快，市場(chǎng)前景廣闊，發(fā)展創(chuàng)新性強(qiáng)，投入產(chǎn)出比高，產(chǎn)品的附加值高等特點(diǎn)，正符合我國現(xiàn)代發(fā)展需求。在當(dāng)今社會(huì)，新材料的產(chǎn)業(yè)規(guī)模化已成為衡量一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展、科技進(jìn)步和國防實(shí)力的重要標(biāo)志。隨著科技的不斷發(fā)展和現(xiàn)代社會(huì)形勢(shì)的新要求，新材料的發(fā)展勢(shì)不可擋。在新材料的利用生產(chǎn)中，要特別注意材料的機(jī)械性能，做到能夠合理利用，避免產(chǎn)生缺陷，導(dǎo)致浪費(fèi)，保證能夠生產(chǎn)出更高質(zhì)量、更多數(shù)量的產(chǎn)品。

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