金屬復合材料在機械制造中的應用

張喆 韓備

摘要：近年來，受社會經濟蓬勃發展的影響，生產活動形式發生翻天覆地的變化，促使機械制造業步入全新發展階段，對于機械制造的要求也更為嚴格，特別是機械制造材料的選擇占據著極其重要的地位及作用。同時，與其它類型材料相比，金屬復合材料自身抗震減震效果較好，具有制造便利、強度較高及耐久度良好等鮮明特點，而應用于機械制造領域能明顯增強機械性能。本文以金屬復合材料為切入點，分析其特點類型，進一步提出具體的機械制造應用要點，旨在為相關從業人員積累更多的實踐經驗。

關鍵詞：金屬復合材料;機械制造;應用要點

目前我國機械制造行業中金屬復合材料的應用相對廣泛，大幅度提升機械設備的使用性能，對于保證各個行業生產經營活動有序性具有不可比擬的積極作用，消除影響產品質量的風險因素。金屬復合材料被廣泛普及的原因相對復雜，與材料自身剛度強及質量輕間存在著密切聯系，大大增強機械零部件運作協調性。同時，按材料類型，金屬復合材料可分為功能型復合材料及結構型復合材料。其中，結構型復合材料適用于大型機械制造及生產，能明顯降低大型機械設備總質量，大大增強大型機械設備的使用強度;復合型材料自身耐磨性及耐高溫性較好，適用于制造機械零部件，不止能保證機械設備制造質量，更能延長機械設備的使用年限，是現代化社會中最為理想的機械制造材料。鑒于此，本文針對機械制造應用金屬復合材料的研究具有重要的現實意義。

1 復合材料的概述

一般說來，復合材料指兩種或兩種以上材質不同、性能不同及特征不同的材料經技術加工處理后充分融合形成具有更多性能的材料，并且復合材料某種程度上看能組合突出材質的優勢及性能，充分發揮較強的協同功能及協同作用。同時，與普通材料相比，復合材料具有質量輕便、剛度大及強度高等鮮明特點，能滿足不同類型機械設備的制造要求，特別是金屬復合材料。受復合材料自身應用優勢鮮明的影響，被廣泛應用于機械制造、電子產業、紡織、航天工程及醫學等行業，并且步入21世紀以來，社會經濟蓬勃發展，促使我國復合材料生產加工逐步形成規模化及規范化的形勢。

2 機械制造應用金屬復合材料的要點

2.1 不銹鋼復合鋼板材料

不銹鋼復合鋼板由大量合金元素共同組成，其性質成分決定其與常規不銹鋼使用性能間存在著明顯差異性，例如：以合金元素為例具有較強的耐腐蝕性，特別是對于化學腐蝕及電腐蝕的抵抗性相對較強，截至目前尚未發現任何一種材料能超過不銹鋼復合材料的耐腐蝕強度。由此可見，不銹鋼復合鋼板材料中不同材料材質原子能達到100%融合。同時，相較于常規不銹鋼材料，不銹鋼復合鋼板材料具有較強的導熱性能，適用于制造各種類型的焦化設備，一定程度上延長機械設備的使用年限及使用壽命，大幅度降低機械制造生產運營成本及其它費用的支出投入。

2.2 金屬粒塑料復合結構材料及碳纖維石墨纖維復合材料

金屬粒塑料復合材料以有效改變金屬材料導熱導電性能為突出應用優勢，并且常規金屬材料導電導熱性能難以控制，其膨脹系數相對較高。從金屬粒塑料復合材料角度來看，其強度大及質量小等鮮明特點能明顯降低線膨脹系數，極大程度上擴大其機械制造應用范圍，大大增強機械設備生產性能。同時，相較于傳統金屬材料及其它復合型材料，碳纖維石墨纖維復合材料具有重量比及剛度比較高等鮮明特點，特別是強度及勁度較為優良，明顯增強其耐磨損性及潤滑性，大幅度減少線總體膨脹系數，增強機械設備耐摩擦性。此外，碳纖維石墨纖維復合材料自身耐腐蝕性及耐熱性較強，適用于制造高新技術設備。

2.3 玻璃纖維復合結構材料

纖維類復合材料是機械制造最為常用的材料之一，例如：以玻璃纖維復合結構材料為例將纖維與熱固性樹脂材料相融合，促使二者間高度結合具備更高強度及沖擊性，改變原有玻璃纖維復合結構材料的耐腐蝕性。同時，受熱固性樹脂材料及玻璃纖維復合結構材料基礎特征的影響，能明顯增強玻璃纖維復合結構材料的密度及收縮性，而上述兩種材料相結合能明顯增強其韌性及材料強度，對于延長機械設備使用年限及使用耐久性具有不可比擬的積極作用。由此可見，玻璃纖維復合結構材料適用于制造各種類型機械的關鍵位置，例如：閥門、化學液體容器及管道等，能明顯增強機械設備零部件的耐腐蝕性及耐磨性。

除上述廣泛應用于機械制造行業的金屬復合材料外，出現深受技術條件及機械設備局限性無法得到靈活運用的材料，例如：以晶須復合材料為例其機械強度較高，適用于制造機械設備渦輪葉片;以石棉纖維復合材料為例其耐酸性及絕緣性相對較強，適用于制造機械設備制動系統零部件及密封零部件;以陶瓷金屬復合材料為例其高溫耐磨性、抗腐蝕性及潤滑性較強，適用于制造高溫材料及機械設備中重載軸承零部件。

3 結語

通過本文探究，認識到金屬復合材料具有耐腐蝕性、彈性佳、強度大、加工制造便利及質量輕便等鮮明特點，占據著機械設備制造行業極其重要的地位及作用。同時，金屬復合材料作為全球范圍內相對先進的機械設備制造材料之一，適用于生產制造零部件或沖壓模具。因此，相關技術人員秉持具體問題具體分析的工作原則，以充分發揮科學技術作用及功能為前提條件，著重強調研發多種類型金屬復合材料，大大提高金屬復合材料質量可靠性，改變現有機械制造材料方面缺陷，進一步增強我國機械制造水平，為推動我國機械制造行業長遠發展奠定夯實基礎。

參考文獻：

[1] 邱彩云.金屬復合材料在機械制造中的應用研究[J].中國金屬通報，2019（01）.

[2] 陳浩，楊曜澤，孟祥龍.新型金屬材料在機械制造中的應用探析[J].南方農機，2018（19）.

[3] 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（01）.

（作者單位：沈陽第四橡膠（廠）有限公司）