復材制件數字化制造及先進設備的應用

劉杰

摘 要：金屬材料在生產制造中發揮著重要的作用，傳統的單一金屬材料性能特點不夠全面，已經難以滿足日益增長的經濟發展需要。而由于相關技術的進步，金屬復合材料的出現，可以結合多種金屬的優點，在勁度、強度、質量、抗震性能以及抗疲勞性能等方面表現出一定的綜合優勢，在機械制造中的應用價值也越來越明顯。

關鍵詞：金屬復合材料;機械制造;應用

1 前言

金屬復合材料在我國機械制造過程中的應用已經變得較為普遍，從其種類上來看，主要分為兩大類型，即功能性材料和結構性材料。兩種材料的種類不同，在具體的應用過程中所展現出來的優勢也就不同。同時，由于我國工業建造工程體系的逐漸發展和完善，整體行業對各種原材料的采購也進行了一定的規范，也對金屬復合材料自身的工藝水平提出了更高的要求。

2 機械制造業中的金屬復合材料

2.1 不銹鋼復合鋼板

不銹鋼復合鋼板屬于金屬高效節能材料，從其名稱上就能看出這種材料的韌性很強，既綜合了不銹鋼材料的優點，又將金屬材料和不銹鋼材料進行了緊密的結合。針對不銹鋼復合鋼板而言，碳鋼是其基體，整體材料功能的展現以及具體的應用都必須在碳鋼材料的基礎上進行。從其應用的特性優勢來看，這種材料不但具備較好的耐腐蝕、耐磨性，而且它還具有較強的裝飾性，能夠在最大程度上滿足客戶對建造對象美觀性的要求。不銹鋼復合鋼板可作為在工藝制造領域的多功能材料進行使用，它自身具備的強可焊性、導熱性和一定的拉伸性將作為不銹鋼復合鋼板在機械制造領域得以廣泛應用的重大原因。

2.2 金屬粒塑料復合結構材料

從其名稱上就能夠看出，此類材料主要是由金屬粒和塑料兩種材料組成。相較于傳統的金屬復合材料而言，金屬粒和塑料的結合更符合現階段我國工藝建造對復合材料的要求。因為這種復合材料既結合了金屬的優點，又結合了塑料的優點，因此它具備了良好的導電性和導熱性，同時還兼有質量小、強度大的明顯優勢。金屬粒塑料復合結構材料作為一種新興的金屬材料，由于它擺脫了傳統金屬材料的明顯缺陷，由此已經成為了當代機械制造行業選擇原材料時的首選材料之一。隨著時代的快速發展和進步，在進行機械制造的過程中對原材料的選擇一定會更加的規范化和完善化，只有將各種復合材料進行緊密結合，從其根本上來提高復合材料自身的優勢和應用特點，這樣才能夠幫助原材料市場和機械制造市場更好的有機融合。

2.3 碳纖維

石墨纖維復合結構材料碳纖維和石墨纖維作為在日常生活中常見的兩種纖維建造材料，相信大家都不陌生。但將它們兩者結合起來，作為一種復合結構材料應用在機械制造過程中，目前還不是很常見的事情。碳纖維石墨纖維復合結構材料屬于新型的金屬復合材料，它的加工工藝是將這些有機纖維在進行熱處理的過程中，利用碳纖維良好的含碳量和人造化學纖維互不相容的特性來進行加工的。這種材料在應用過程中的優點也比較明顯，它的膨脹系數小、潤滑性較好，同時還集合了建設單位對強度和剛度的兩者需求，可以說是兼具多項優勢于一身，現階段在高新機械制造技術中得到了廣泛的應用，有望于將其應用在其他的機械制造領域。

2.4 彌散強化復合結構材料

彌散強化復合結構材料，就是向已經分配均勻的材料中摻雜硬質顆粒材料的方式，屬于強化的最佳方式之一。相較于前幾種復合材料而言，這種材料能夠大幅度提升機械設備的耐熱性和強度，通過對自身原材料強化方式的選擇，能夠在最大程度上提高復合結構材料自身的耐熱性，從而能夠讓它在機械制造業中得到廣泛應用。除此之外，各種金屬復合材料的挖掘和開發都屬于一項系統工程，隨著我國工業建造用品需求量的逐漸增多，原材料市場也應當努力提升自己的工藝建造質量水平，打鐵還需自身硬，通過自身材料工藝水平的提升來逐漸提高自己的競爭優勢。

3 機械制造領域中金屬復合材料應用及注意事項

3.1 沖壓模具

制造過程中的應用沖壓模具制造時機械制造領域中的重要內容，其質量會直接體現我國的機械制造水平。由于生產條件以及功能性差異，在制造沖壓模具時對材料的性能參數也有著不同的要求。通常情況下，可以將模具材料分為沖裁模材料、冷擠壓模材料、拉深模材料三種。對于生產材料的要求，最重要的在于材料的沖擊力、振動、拉伸以及摩擦拉伸等方面，同時還應該確保材料的耐熱性良好，當前鋼材是沖壓模具的主要原材料，另一種復合材料碳素工具鋼由于性價比高、容易加工的優點，在機械制造中展現出的優勢也越來越明顯。但這種復合材料也存在自身的缺點，就是承載能力較差、對于硬度大、可塑性低的情況不太使用。現在由于金屬復合材料的進一步研究，沖壓模具的生產材料也在不斷發生變革，可以有效降低生產過程中的摩擦和沖擊，從而改善生產效果，提高生產效益。

3.2 金屬復合材料

在機械制造中的應用金屬復合材料通過按照比例混合不同的金屬材料，形成多種優良特征，克服單一金屬材料的缺點和劣勢，具有較為明顯的優勢，但金屬復合材料本身在應用過程匯中依然存在一定的限制因素，最為明顯的就是復合材料的低熱膨脹系數和高疲勞極限參數。對于金屬復合材料在機械制造中的應用，在確定原材料之前，需要對材料的生產環境以及應用環境進行分析，既要保證材料有效，同時還應該降低在生產中對機械設備的損耗。金屬復合材料可塑性強、結構功能良好、抗疲勞斷裂性能好等優點，使其在機械制造中發揮的價值明顯高于傳統材料，相信隨著我國機械制造行業的進一步發展，金屬復合材料將會成為我國機械制造的重要原材料，助力于制造業的進一步發展。通過將金屬復合材料應用與現代化的機械設備，對于有效整合資源，提高資源的性能參數和利用率，促進經濟可持續發展具有重要意義，同時這也是積極響應國家節能減排政策方針的有效做法。金屬復合材料容易成型、質量輕等優勢使其更容易被市場接受，因此在推廣過程中的優勢也更加明顯。

4 結語

綜上所述，作為一種先進的金屬材料，金屬復合材料可以將多種單一金屬材料的優點進行匯總，從而在機械制造領域發揮出重要的作用。對于金屬復合材料的應用，我們依然需要重視對生產條件和市場的分析，在合金技術上不斷改進，不斷研發出新型材料彌補現代金屬材料的不足，從而改善我國的機械制造業水平，為我國經濟的發展提供更多的助力。

參考文獻

[1]閆俊杰.金屬復合材料在機械制造中的應用研究[J].遼寧師專學報（自然科學版），2018，20（1）：74-76.

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