淺談機械制造中金屬復合材料的應用

王崢

摘要：作為國家的一項基礎行業，機械制造業在根本上決定了國家制造業整體水平的提升和發展，在近年來的發展過程中，機械制造業一直在操作系統和零部件方面做著各種改進和提升，但是由于機械制造業長期以來使用的都是傳統的鋼材，從本質上來講還是有著一定的薄弱環節，在制造和使用的過程中逐漸暴露在人們的面前，在這樣的一種形勢下，為了克服傳統機械制造的種種弊端，近年來今年束縛和材料被廣泛的應用于機械制造業中，現今主要使用的有功能型材料和結構型材料，功能型復合材料耐高溫性能好，被廣泛的應用于機械零部件的制造過程中，結構型材料因為質量小、強度大，因此被廣泛的應用于機械設備的制造中，大大提高了機械制造行業的工作效率和工程質量。

關鍵詞：機械制造 金屬復合材料 復合材料

一、機械制造業中的金屬復合材料

與傳統制造業中使用的鋼材相比，金屬復合材料應用在機械制造業當中具有明顯的優勢，主要表現在：金屬復合材料質量輕盈，便于操作和使用;質地堅硬不易變形，抗壓性也很出眾。因此金屬復合材料逐漸代替了傳統鋼材使用與機械制造業中，目前機械制造業中使用的金屬復合材料主要有不銹鋼復合鋼板、彌散強化復合結構材料、金屬粒塑料復合結構材料、碳纖維石墨纖維復合結構材料四種，接下來就來詳細的講解一下：

（一）不銹鋼復合鋼板

不銹鋼復合鋼板的基體主要是碳鋼，它是一種高效的金屬節能材料，主要有單面整體包裹0.1-2.0mm的不銹鋼和雙面整體連續包裹0.1-2.0mm的不銹鋼兩種，不銹鋼復合鋼板之所以能夠很好的應用在機械制造業中，是因為它充分將碳鋼材料和不銹鋼材料的優勢結合在了一起，首先從碳鋼材料的優勢上來看，不銹鋼復合鋼板導熱性能好、可焊接性能佳，而且拉伸性能良好，應用在制造業中成型效果理想，從不銹鋼的優勢上來看，不銹鋼復合鋼板抗磁能力好、抗腐蝕能力強而且耐磨損，在外形上還具備一定的裝飾性，所以不銹鋼復合鋼板是一種集多種功能于一身的材料，與不銹鋼相比成本還低，因此被大量的使用在金屬制造業當中。

（二）彌散強化復合結構材料

彌散強化復合結構材料是一種在材料中均勻的摻雜了各種硬質顆粒的材料，具有一定的硬度和穩定性，目前被廣泛的應用于機械制造業當中，而且在其金屬的基體當中還分散著高度細小的第二相質點，如此對材料基體的強化便能夠獲得彌散強化復合結構材料，彌散強化復合結構材料具有耐熱性強的特點，面對高溫侵蝕不再話下，對于火災也能起到防患于未然的作用，因此被廣泛的應用于機械制造業中。

（三）金屬粒塑料復合結構材料

金屬粒塑料復合結構材料主要由塑料和金屬粒組合而成，它能夠有效的提升傳統金屬材料的導熱和到點性能，和傳統的金屬材料相比較，金屬粒塑料復合結構材料具有更佳的應用價值，而且金屬粒塑料復合結構材料還具有強度大、質量小的優點，在機械制造的過程中便于運輸和管理，長期存放不易變形，也因此在機械制造業中廣受青睞。

（四）碳纖維石墨纖維復合結構材料

碳纖維石墨纖維復合結構材料主要通過有機纖維的熱處理所得來的，它是一種新型的金屬復合材料，因為碳纖維含碳量很高的緣故，所以在熱處理的過程中不能夠和人造纖維相容，所以通常會采用熱穩定氧化處理和石墨化工藝來進行加工處理。由于碳纖維石墨纖維復合結構材料強度高、剛度高、重量比高、勁度高，潤滑性能和耐磨損性能良好，線性的膨脹系數相對較小，在耐腐蝕性和耐高溫上也小有優勢，這種種優點結合起來，機械制造過程中當然會普遍的采用碳纖維石墨纖維復合結構材料作為原料了。

二、金屬復合材料的應用

（一）在機械零部件制造上的應用

金屬復合材料有著各種各樣的優點，因此在機械制造業當中應用廣泛，尤其是在機械的零部件制造上，這主要是由于金屬復合材料具有低熱的膨脹系數和高疲勞的極限，在機械零部件制造的過程中，首先需要選擇優良的原材料以此來防止零部件在工作的過程中產生突然失效的現象，其次要在使用過程中減少機械的磨損程度從而增加整個機械的使用壽命。在選擇機械零部件的原材料時，要根據工作要求和工作環境充分考量，選擇合適的原材料，傳統的金屬材料在制造零部件過程中強度較差、熱膨脹系數較高，因此近年來的表現總是差強人意，金屬復合型材料具有導熱性能好、耐磨損、到點性能強的特點，在壓強不變的情況下，即使溫度升高也不會過度的發生膨脹，因此對于延長機械使用壽命、減少后期的維護費用等都是很有效果的。

（二）在沖壓模具上的應用

機械制造業選擇沖壓模具時，需要根據不同的工作要求來選擇不同的沖壓模具，現有的沖壓模具主要有三種，冷擠壓模材料、沖裁模材料和拉伸膜材料。在模具制造的過程中由于磨具要具有承受沖擊、摩擦和震動的能力，所以對于原材料的要求比較高，而金屬復合材料具有輕度大、強度高的特點，可以充分解決傳統鋼材承載能力差、可塑性低的缺點，在沖壓模具的制造上可以提高設備的強度值和耐熱性，目前金屬復合材料制作的磨具已經被廣泛的應用在火箭、航空航天工程中。

結束語：金屬復合材料憑借其自身質量小、強度大、抗化學腐蝕性強和彈性好的種種優勢，目前已經被廣泛的應用在機械制造業當中去，從長度的角度看金屬復合材料的價值，它在機械制造業中的充分應用不僅可以降低工業生產的成本、提高生產效率、獲得經濟效益，還有助于我國機械制造業的穩定發展、增強我國的綜合國力，為世界工業GDP貢獻一份自己的力量。近年來我國已經逐漸一直到金屬復合材料在機械制造業中的作用和價值，紛紛對新型金屬復合材料的性能和運用作出研究并廣泛應用于實際制造中，金屬復合材料在幾下制造業中的使用比例也在在日益增強，只有大部分工業都開始使用金屬復合材料，才能夠大面積的推動金屬復合材料的發展應用，進而加快我國機械制造業的發展步伐。