金属复合材料在机械制造中的应用研究

梅宝

摘要：金属复合材料属于先进的金属材料之一，存在一般金属材料无可比拟的性能及优势，位于机械制造业中具备显著效用，我们需高度关注对新材料的研发，制造出更高效、可靠的新型复合金属材料从而改善当前具有的缺陷，提高机械制造水平，促进我国机械制造业更上一层楼。

关键词：金属复合材料；机械制造；应用

1在机械制造中主要应用的几种金属复合材料分析

1.1金属粒塑料复合材料

在现阶段机械制造业的发展极为迅速，很多金属复合材料也被广泛应用到机械制造中，其中金属粒塑料复合材料则是其一，该材料主要是有塑料与金属粒材料结合而成的金属复合材料，这种金属复合材料与传统金属材料相比具有明显的优势[1]。例如，导热性能、导电性能等都是传统金属材料所无法比拟的，同时该材料的使用有效降低了线膨胀的系数，而且该材料的应用还具有较大的强度，在机械制造中应用能够将其优势充分发挥出来，进而提升机械制造的效率。

1.2不锈钢复合材料

不锈钢复合材料也被广泛应用到机械制造中，该材料是一种金属高效节能材料，材料基体为碳钢，该材料不仅能够将不锈钢材料的特性优势发挥出来，同时也能够将碳钢材料的优势淋漓尽致的展现出来，具有较强的耐磨损性、耐腐蚀性、抗磁性能等。另外，不锈钢复合材料具有较好的导热性能、可焊性、装饰性等，将其应用到机械制造中，能够将其各方面优势充分发挥出来，并具有应用成本低，且能够为安全取代传统的不锈钢材料，大大降低机械制造成本。

1.3弥散强化复合材料

机械制造行业的飞速发展，也推动了机械制造材料的不断研发，对提升机械制造效率有着极大的作用。例如，弥散强化复合材料在机械制造行业中得到广泛的应用，该种强化复合材料主要是在均匀的材料中适当加入硬质颗粒材料，从而达到强化材料的目的，使得机械制造材料强度满足制造要求。弥散强化复合材料的应用具有较强的耐热性，再加上材料所具备较高的强度值，在机械制造领域中的应用有着重要的作用，不断提高机械制造效率。

1.4碳纤维石墨纤维复合材料

在科学技术飞速发展下，很多新型材料也不断面世，除了以上几种在机械制造中应用的几方面金属复合材料之外，碳纤维石墨纤维复合材料也是一种被广泛应用到机械制造行业中的金属复合材料，该材料也是经过不断研发而出的一种新型金属复合材料，主要是通过有机纤维热处理所制造而出。在制造的过程中，由于碳纤维含碳量较高，在对其材料进行热处理的过程中，与人造化学纤维很难相容，为此，在进行热处理的过程中通过应用石墨化工艺以及热稳定氧化处理等方式对其进行热处理加工，从而得出碳纤维石墨纤维复合材料。该材料在应用的过程中，具有较高的劲度和强度，相比于传统的一些金属材料重量比也相对会偏高，而且还具有较好的润滑性能、耐磨损性能、耐热性能、耐腐蚀性能等诸多优点，将其合理应用到机械制造工艺中，对提升机械制造工艺水平有着不可忽视的作用。当然，在此过程中也需要根据机械制造的具体要求合理应用该材料，才能将其优势充分发挥出来。

2机械制造中金属复合材料的具体应用

就机械制造中金属复合材料的应用而言，具体可从如下层面体现：

2.1冲压模具制造层面

冲压模具制造是机械制造的重要组成部分，金属复合材料在具体的应用中，应根据实际情况合理选择和应用金属复合材料，才能将其性能和优势充分发挥出来。通常在冲压模具材料选择的过程中，主要根据冲压模具的要求进行选择，一般分为冲裁模材料、拉伸模材料、冷挤压模材料等几种，每种模具材料的要求和性能都有着很大的差异性，再加上在模具制造中对原材料的要求较高，需要所选用的模具材料必须承受在制造過程中所产生的冲击、摩擦、拉伸、振动等，才能保证机械制造的顺利进行。另外，由于机械加工很多都是在高温环境下进行，则需要所选用的原材料具有较高的耐热性，才能满足冲压模具的制造要求。以往在冲压模具制造中主要选取的材料为碳素工具钢材料为主，这种材料虽然在加工中具有较高的性价比和较好的塑性，但其材料的承载能力比较小，很容易在生产中承受不住冲击而影响到制造质量，这类材料不适合应用到冲压模具零部件制造中。

在新时期中所研发的多种金属复合材料中，一些新型材料所表现出的优越性是碳素工具钢原材料所无法比拟的，例如，金属粒塑料复合材料，不仅具有质量较小的特点，同时也具备较大的强度，再加上材料所具有的耐热性等，将其应用到冲击模具制造中能够产生较好的制造效果。另外，碳纤维石墨纤维复合材料所具有的优越性，也常被应用到冲压模具制造中，其具有较好的耐高温性能以及耐腐蚀性性能等，这是一般的金属材料无法比拟的。

2.2机械零部件制造层面

金属复合材料在机械零部件制造方面具备极为宽泛的运用，其应用优势可从低膨胀系数、高疲劳极限这两点上体现。机械零部件制造期间，具备极为严格的原材料选择标准，不但需规避零部件工作期间突然失效，还需延长机械运用时间，缩减机械磨损。故而，切实选择机械零部件原材料期间，需基于机械零部件工作环境、要求适当选择。就以往的金属材料而言，在机械零部件制造方面具备热膨胀系数高、强度低等缺陷，故能应用金属复合材料处理上述问题。就锤式破碎机而言，以往的锤头所用材质为ZGMn13，耐磨性差，使用时间不长，且需要多次维修，而应用高铬烙铁、高锰钢低合金制造双金属复合锤头，借助两者优势，可大幅提升锤头承受冲击负荷的能力。虽然价格较之传统高锰钢锤要贵，但耐磨性更优，可获取较好效益。并且，较之以往的金属材料而言，金属复合材料具有极强的综合力学性能，且本身享有导电性、耐磨性好等优势，且在外压强不发生变化时温度增加，体积不易变化，不存在过度膨胀的情况，此类特性均能防范机械零部件制造结束后零件失效，并增加机械设备的使用时长，缩减后续的检修和维护，譬如经由碳纤维、玻璃纤维制作的金属复合材料片弹簧，刚度、承载力较之一般弹簧要高出5倍，更具实用性。

3结束语

近些年来，大量的金属复合材料被广泛应用到机械制造中，而由于金属复合材料种类较多，且每种材料的性能也有着一定的差异性，因此，在将金属复合材料应用到机械制造中，应充分结合机械制造的实际情况，合理选择和应用金属复合材料，才能将原材料的优势充分发挥出来。

参考文献：

[1]徐生龙，崔玉萍.金属复合材料在机械制造中的应用研究[J].世界有色金属，2017（16）：70+72.

[2]李英儒.浅析机械加工对烧结金属复合材料强度的影响[J].中国金属通报，2017（04）：47+46.

[3]张凯.材料成型与控制工程中的金属材料加工分析[J].山东工业技术，2016（05）：21.

[4]杨旭.离子聚合物金属复合材料驱动性能优化研究[D].南京航空航天大学，2016.

（作者单位：西安益通热工技术服务有限责任公司）