淺談機械工程中材料節約的途徑

韓建斌

【摘 要】進入21世紀，中國經濟進入了快速發展時期。作為經濟發展的重要基石，機械工業也取得了快速發展。然而，盡管我們取得了成就，但我們也應該看到我們為能源付出了高昂的代價。能源短缺已經成為中國經濟和社會發展的致命瓶頸。中國的GDP占世界能源消費的4 %，但占世界第二大能源消費國的10 %。為了保持經濟和社會的可持續發展，我們必須節約資源消耗。因此，節約機械工程材料是社會可持續發展的必然要求。

【關鍵詞】機械工程；材料節約；方法

伴隨著我國綜合機械經濟的快速發展，機械材料能源的浪費程度加劇，這直接影響我國綜合經濟的快速發展。我國的經濟GDP幾乎可以占到全球GDP的一半，而能源的消耗更多，為了有效的維護我國綜合經濟的快速發展，提高經濟的可持續穩定發展水平，我國需要加強機械工程材料的可持續穩定節約資源消耗管理，對機械工程的節能消耗發展水平進行持續性研究，提出適合機械工程材料的有效節能方案，更好的提高我國在機械制造工程上的節約性作用。

1機械工程材料浪費現狀

1.1工程施工中材料浪費現象普遍

材料費占施工項目成本的比例較大，材料浪費現象的確是一個普通而且很難杜絕的問題，通常有以下兩種情況：一是人為浪費，如：用錯料、下錯料、領錯料、施工中跑冒滴漏等；二是正常浪費，如：邊角余料、設計余量等。目前機械工程施工這一塊大多采用勞務大包模式，這樣的話，勞務只提供勞動力，而工程材料主要是由公司直接采購，然后由材料部下發給工人，由此，材料浪費現象十分普遍，通常情況下的現場檢查，項目部其他管理人員兼職檢查，效果不太明顯。

1.2機械工程材料生產過程中廢品率偏高

目前，我國的機械工業材料生產技術已經有了快速發展，但是與歐美發達國家相比較，還存在較大差距，因為我國鋼材在機械工程材料生產過程中的利用率達不到80%，而發達國家已經達到了90%以上，根據不完全統計，每提高一個百分點就意味著可節約30萬噸鋼材。我國機械工業的鑄、鍛件綜合廢品率偏高，造成原材料和能源的浪費，鑄鐵件廢品率為8%-10%，鑄鋼件廢品率為7%-8%，有些廠甚至高達15%，而國外一般低于3%。此外，很多機械工程材料的基礎配件使用壽命短，如模具僅為發達國家的1/3。與國家有關機械系統節約材料技術政策中的要求相差甚遠。

2機械工業中節約材料的方法

2.1提高產品加工制造過程中的利用率

在機械產品的加工制造過程中，為了使鑄件精度得到提高，我們通過一些先進的制造技術和精密性成形技術，擴大金屬件制造中的精鍛件比例，從而使模鍛、精鍛件的比例達到60%及以上；對于已經被采用的集中下料工藝、科學套材技術、改進下料工藝和裝備，進行推廣；針對一些零部件壽命短的缺點，可以采用先進的熱處理技術，延長其壽命；很多企業的焊條用量很大，可以在員工入職培訓時就采用比較先進的焊接技術，以節約用量；在機加工企業中采用帶鋸床、中溫剪切等下料新設備，同時使各種精密，自動、數控編排的切割技術得到應用；為實現低耗能高節材的目標，通過一些表面處理技術，提高并穩定材料的表面性能；對于一些容易氧化的金屬，為了減少這方面的損失，要推廣可控氣氛，少、無氧化熱處理工藝和鍛造用保護氣氛加熱工藝和裝備；利用已有的行之有效的熱處理技術和表面處理技術，同時提高精煉鋼和脫氧鋼的適用范圍，從而有效的延長制造過程中的關鍵基礎體（軸承、齒輪、彈簧、液壓氣動元件、模具等）的使用壽命。

2.2積極開發新材料的應用范圍

深入了解機械工業范圍內新材料的性能，在現有基礎上合理擴大新材料的利用范圍。對于高強度的低合金鋼、冷成型鋼和冷拔鋼等新興鋼材，可以合理使用以加強產品的強度和耐用性；使用一些節能新材料，如切削鋼、新型模具鋼、感應淬火鋼等，改善現有的材料使用結構；對于高強度的低合金鋼、冷成形鋼、冷拔鋼管等高效鋼，要推廣使用范圍；在汽車、農業機械和家用電器設備范圍，擴大合金材料的使用，加緊復合材料的使用開發。

2.3加強機械設備的設計優化

設計是產品制造和設備生產的靈魂。要實現節約材料，降低消耗的目標，就必須充分挖掘材料的潛力，這就必然要求技術人員提高產品設計水平，從分利用相關的計算機輔助技術，在設計產品的過程中，增加有限壽命設計、防腐設計，并運用價值工程的方法，最終使現有設計得以優化，新設計更有效，從而使產品性能可靠，結構緊湊，用材合理；同時，為了降低材料消耗，發揮材料的潛力，可以在設計中適當提高材料使用強度等級；而采用數控伺服機構后的新興經濟型數控車床，省去了刀架和溜板等，其零件數目相較原來減少了2/5。

2.4注重使用中設備的維護保養

設備的使用過程中，會因為維護不當、缺乏保養而導致損耗嚴重，從而縮短使用周期，造成了浪費。我們在日常使用中，應及早防范一些問題，這其中很重要的方面就是腐蝕損耗。腐蝕問題存在于國民經濟的各個部門，給日常生產造成了很大的危害。一些設備和零件會因為腐蝕而直接報廢，造成不必要的浪費。與此同時，腐蝕會造成操作環境惡化，影響產品的質量，嚴重的話還會影響正常生產，引發安全事故。據估計，全世界每年因為腐蝕而損失的金屬量占金屬全年總產量的20%左右。這個驚人的數字在提醒我們，必須將防腐技術納入機械工業節能的課題研究中來，不能再對“腐蝕”這一自然界最大浪費視而不見。

2.5加大機械產品循環再利用的研究和實踐

機械產品會因為不符合要求而停止使用，在這其中卻有相當數量可以再次改造優化，重新發揮作用，而不是簡單地擱置。這一過程，稱之為“再制造工程”。在發達國家，再制造工程已經經歷了十幾年的發展，雖然還屬于一個新興研究領域和新興產業，但是，國內許多單位都已經看到了它的功能和發展前景，很多已經開始了這個領域的研究。例如，通過熱處理修復技術，對那些長期使用的發電設備上的重要零部件進行處理達到恢復使用的效果。而首鋼也曾經運用再制造修復技術，修復了從國外進口的二手設備，之后又使用了數年。還有些我們日常使用的汽車、電冰箱、空調，摩托車等產品，通過對其中關鍵部件的再造，完全可以達到再次利用的效果。如此一來，不僅個人節約，也從宏觀上符合國家可持續發展的方針政策。需要注意的是，在修復再造的過程中，我們不僅僅可以恢復原產品的技術性能，還可以運用新的技術提高產品的性能。

3結束語

隨著現代工業的發展，資源、能源和環境保護問題日益突出。必須考慮材料的工程應用，考慮國內資源和市場供應，并盡可能選擇生產過程中能耗低的材料。節約材料和能源的結果將不可避免地減少環境污染，有助于保護生態環境。從人類可持續發展的戰略高度出發，節約原材料和替代稀缺材料應該是現代機械制造工程必須繼續探索的重要內容之一。

參考文獻：

[1]劉昌化.試論現代化的新型材料設備的運用和操作[J].現代機械設備，2011.

[2]文成，田玉琬，王貴.《工程材料及成形技術》課程教學改革問題的探討[J].廣東化工，2014（22）.