淺談機械制造過程中節(jié)材的重要性

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，資源、能源及環(huán)境保護的問題日益突出。因此，材料的工程應用必須對之有所考慮，特別是對于大批量生產的零件，所用材料應該來源豐富，要顧及國內的資源及市場供給情況，并應盡量選用生產過程耗能低的材料。從人類可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度出發(fā)，節(jié)約原材料，代用稀缺物資應是現(xiàn)代機械制造工程必須繼續(xù)探討的重要內容之一。

據(jù)統(tǒng)計，我國機械工業(yè)鋼材利用率權為60％左右，與發(fā)達國家相比，有10％～15％的差距。每提高一個百分點就意味著可節(jié)約10萬噸鋼材。我國機械工業(yè)的鑄、鍛件綜合廢品率偏高，造成原材料和能源的浪費，有人調查過部分企業(yè)，鑄鐵件廢品率為12％～14％，鑄鋼件廢品率為10％～11％，有些廠甚至高達20％，而國外一般低于5％。另外我國重要的基礎件的壽命低，如模具僅為發(fā)達國家的1/3。與國家有關機械系統(tǒng)節(jié)約材料技術政策中的要求相差甚遠。對機械系統(tǒng)近萬個企業(yè)進行的統(tǒng)計結果表明：每年消耗鋼材1000萬噸，占全國的15％～20％。原材料費用平均占機械產品成本的60％以上。近些年，我國經濟進入了突飛猛進的發(fā)展期，作為經濟發(fā)展重要基石的機械工業(yè)也隨之取得了飛速發(fā)展。然而，在取得成績的同時，我們還應該看到，我們付出了高昂的能源代價，能源短缺已成為我國經濟社會發(fā)展的致命瓶頸。我國GDP占全世界的4％，而能源消耗卻占到了10％，已成為世界第二大能源消耗國。為維持經濟和社會的可持續(xù)發(fā)展，我們必須要節(jié)約資源消耗，因此在機械工程中節(jié)材是社會可持續(xù)發(fā)展的必然要求。其中制造過程中節(jié)材潛力最大，也是最易見效的一個環(huán)節(jié)，所以機械制造過程中節(jié)材已成為我們目前面臨的重要課題。

材料的節(jié)約貫穿于原材料生產，產品設計制造及使用的全過程，要大力開發(fā)和使用先進技術、工藝和裝備，大幅度提高國產技術裝備水平，加速傳統(tǒng)產業(yè)技術升級。

首先，提高產品設計水平，充分發(fā)揮材料潛力，降低材料消耗以輕量化為目標。大力推廣計算機輔助設計，優(yōu)化設計，有限壽命設計、防腐蝕設計和價值工程方法，使產品既可靠安全又結構緊湊，用材合理；適當提高材料使用強度等級，充分發(fā)揮材料性能潛力，降低材料消耗。擴大應用新材料，改善用材結構，提高用材水平，積極推廣各種高強度低合金鋼、冷成形鋼、冷拔鋼管等高效鋼，使用切削鋼、新型模具鋼、感應淬火鋼等節(jié)能節(jié)材新材料；擴大硬質合金材料的使用，以及節(jié)約高速鋼和模具鋼等，擴大粉末冶金材料在機械設備和家用電器等方面的應用；機械設備和交通運輸設備中，開發(fā)應用工程塑料和復合材料。比如用高強度低合金鋼代替普通碳鋼制作一般承載構件，可以減少重量10％～30％。

其次，在機械加工過程中合理選用加工工藝路線，盡量減少材料的浪費。零件加工前，在下料時根據(jù)零件的尺寸、精度以及在整體產品中的使用位置合理選用鑄造、鍛造等毛坯制造方法，在留有加工余量的基礎上，盡量使毛坯尺寸接近零件實際尺寸，在選用板材及棒料時同樣在能保證加工余量合理的情況下以節(jié)省材料為原則，這樣在加工中減少了產生的鐵屑量，節(jié)省了加工費用和材料。采用先進技術，提高利用率，采用先進制造技術，提高鑄件精度，推廣精密性成形技術，在金屬件生產中擴大中精鍛件比例，使模鍛、精鍛件比例提高到60％以上；繼續(xù)推行集中下料、科學套材、改進下料工藝和裝備，推廣各種精密，自動、數(shù)控編排的切割技術，采用帶鋸床、中溫剪切等下料新設備；大力采用先進焊接技術，減少焊條用量；采用先進的熱處理技術，提高零部件壽命；推廣可控氣氛，少、無氧化熱處理工藝和鍛造用保護氣氛加熱工藝和裝備，減少金屬氧化損失；采用材料表面處理技術，提高材料表面性能，實現(xiàn)節(jié)材低耗；對于關鍵基礎體(軸承、齒輪、彈簧、液壓氣動元件、模具等)，擴大采用精煉鋼和脫氧鋼，以及行之有效的熱處理和表面熱處理新技術，顯著延長其使用壽命。

另外采用先進的防腐蝕技術，提高設備的使用壽命。在國民經濟中不論哪個部門都毫無例外地存在著腐蝕問題。腐蝕給人們造成的危害也是很大的，它一方面造成設備、零件等材料的直接損失，另一方面還造成影響正常生產，惡化操作環(huán)境，影響產品質量，新工藝不能上馬，設計上的保守，以及發(fā)生人身安全事故等一系列重大的損失。據(jù)有關資料介紹，估計全世界每年腐蝕損失100億英鎊(折合人民幣約590.8億元)。全世界每年金屬的腐蝕損失約為全年總產量的20％，也就是說全世界每年約有1億噸金屬因腐蝕而損失掉。防腐蝕也是機械工程中節(jié)材的又一重大技術課題之一。隨著科學技術的飛速發(fā)展，新的防腐蝕材料和方法的不斷涌現(xiàn)，防腐蝕技術也在不斷提高。

在企業(yè)管理中也應注重材料管理制度的創(chuàng)新，鼓勵員工提出節(jié)材方面的建議，如對于工作中將要發(fā)生的浪費情況及時發(fā)現(xiàn)，采取方法補救的，提出修舊利廢、革新技術、合理化建議，進行獎勵等措施，提高職工在節(jié)材方面的積極性。對浪費材料的行為進行批評，或對責任人進行處罰。抓住降低材料浪費這一落腳點，使材料管理上一個臺階，是一種包含多項管理內容的工作。制造過程中材料種類多，每種材料都應節(jié)約使用。如焊電磁線用到的硼砂，應做到不隨意散落；銀焊片小頭可用鉗子夾住用于焊接；鐵芯綁扎帶應做到一次打好，不重復。全員全過程降成本，積極培育企業(yè)成本文化，將企業(yè)打造成節(jié)約型、學習型為目標。成本節(jié)約從身邊做起，從小事做起，并逐漸將這種意識普及到工作中，進而實現(xiàn)降低成本的長效化和制度化，只有這樣，企業(yè)才會持續(xù)健康發(fā)展。