浅谈机械制造中金属复合材料的应用

王峥

摘要：作为国家的一项基础行业，机械制造业在根本上决定了国家制造业整体水平的提升和发展，在近年来的发展过程中，机械制造业一直在操作系统和零部件方面做着各种改进和提升，但是由于机械制造业长期以来使用的都是传统的钢材，从本质上来讲还是有着一定的薄弱环节，在制造和使用的过程中逐渐暴露在人们的面前，在这样的一种形势下，为了克服传统机械制造的种种弊端，近年来今年束缚和材料被广泛的应用于机械制造业中，现今主要使用的有功能型材料和结构型材料，功能型复合材料耐高温性能好，被广泛的应用于机械零部件的制造过程中，结构型材料因为质量小、强度大，因此被广泛的应用于机械设备的制造中，大大提高了机械制造行业的工作效率和工程质量。

关键词：机械制造 金属复合材料 复合材料

一、机械制造业中的金属复合材料

与传统制造业中使用的钢材相比，金属复合材料应用在机械制造业当中具有明显的优势，主要表现在：金属复合材料质量轻盈，便于操作和使用;质地坚硬不易变形，抗压性也很出众。因此金属复合材料逐渐代替了传统钢材使用与机械制造业中，目前机械制造业中使用的金属复合材料主要有不锈钢复合钢板、弥散强化复合结构材料、金属粒塑料复合结构材料、碳纤维石墨纤维复合结构材料四种，接下来就来详细的讲解一下：

（一）不锈钢复合钢板

不锈钢复合钢板的基体主要是碳钢，它是一种高效的金属节能材料，主要有单面整体包裹0.1-2.0mm的不锈钢和双面整体连续包裹0.1-2.0mm的不锈钢两种，不锈钢复合钢板之所以能够很好的应用在机械制造业中，是因为它充分将碳钢材料和不锈钢材料的优势结合在了一起，首先从碳钢材料的优势上来看，不锈钢复合钢板导热性能好、可焊接性能佳，而且拉伸性能良好，应用在制造业中成型效果理想，从不锈钢的优势上来看，不锈钢复合钢板抗磁能力好、抗腐蚀能力强而且耐磨损，在外形上还具备一定的装饰性，所以不锈钢复合钢板是一种集多种功能于一身的材料，与不锈钢相比成本还低，因此被大量的使用在金属制造业当中。

（二）弥散强化复合结构材料

弥散强化复合结构材料是一种在材料中均匀的掺杂了各种硬质颗粒的材料，具有一定的硬度和稳定性，目前被广泛的应用于机械制造业当中，而且在其金属的基体当中还分散着高度细小的第二相质点，如此对材料基体的强化便能够获得弥散强化复合结构材料，弥散强化复合结构材料具有耐热性强的特点，面对高温侵蚀不再话下，对于火灾也能起到防患于未然的作用，因此被广泛的应用于机械制造业中。

（三）金属粒塑料复合结构材料

金属粒塑料复合结构材料主要由塑料和金属粒组合而成，它能够有效的提升传统金属材料的导热和到点性能，和传统的金属材料相比较，金属粒塑料复合结构材料具有更佳的应用价值，而且金属粒塑料复合结构材料还具有强度大、质量小的优点，在机械制造的过程中便于运输和管理，长期存放不易变形，也因此在机械制造业中广受青睐。

（四）碳纤维石墨纤维复合结构材料

碳纤维石墨纤维复合结构材料主要通过有机纤维的热处理所得来的，它是一种新型的金属复合材料，因为碳纤维含碳量很高的缘故，所以在热处理的过程中不能够和人造纤维相容，所以通常会采用热稳定氧化处理和石墨化工艺来进行加工处理。由于碳纤维石墨纤维复合结构材料强度高、刚度高、重量比高、劲度高，润滑性能和耐磨损性能良好，线性的膨胀系数相对较小，在耐腐蚀性和耐高温上也小有优势，这种种优点结合起来，机械制造过程中当然会普遍的采用碳纤维石墨纤维复合结构材料作为原料了。

二、金属复合材料的应用

（一）在机械零部件制造上的应用

金属复合材料有着各种各样的优点，因此在机械制造业当中应用广泛，尤其是在机械的零部件制造上，这主要是由于金属复合材料具有低热的膨胀系数和高疲劳的极限，在机械零部件制造的過程中，首先需要选择优良的原材料以此来防止零部件在工作的过程中产生突然失效的现象，其次要在使用过程中减少机械的磨损程度从而增加整个机械的使用寿命。在选择机械零部件的原材料时，要根据工作要求和工作环境充分考量，选择合适的原材料，传统的金属材料在制造零部件过程中强度较差、热膨胀系数较高，因此近年来的表现总是差强人意，金属复合型材料具有导热性能好、耐磨损、到点性能强的特点，在压强不变的情况下，即使温度升高也不会过度的发生膨胀，因此对于延长机械使用寿命、减少后期的维护费用等都是很有效果的。

（二）在冲压模具上的应用

机械制造业选择冲压模具时，需要根据不同的工作要求来选择不同的冲压模具，现有的冲压模具主要有三种，冷挤压模材料、冲裁模材料和拉伸膜材料。在模具制造的过程中由于磨具要具有承受冲击、摩擦和震动的能力，所以对于原材料的要求比较高，而金属复合材料具有轻度大、强度高的特点，可以充分解决传统钢材承载能力差、可塑性低的缺点，在冲压模具的制造上可以提高设备的强度值和耐热性，目前金属复合材料制作的磨具已经被广泛的应用在火箭、航空航天工程中。

结束语：金属复合材料凭借其自身质量小、强度大、抗化学腐蚀性强和弹性好的种种优势，目前已经被广泛的应用在机械制造业当中去，从长度的角度看金属复合材料的价值，它在机械制造业中的充分应用不仅可以降低工业生产的成本、提高生产效率、获得经济效益，还有助于我国机械制造业的稳定发展、增强我国的综合国力，为世界工业GDP贡献一份自己的力量。近年来我国已经逐渐一直到金属复合材料在机械制造业中的作用和价值，纷纷对新型金属复合材料的性能和运用作出研究并广泛应用于实际制造中，金属复合材料在几下制造业中的使用比例也在在日益增强，只有大部分工业都开始使用金属复合材料，才能够大面积的推动金属复合材料的发展应用，进而加快我国机械制造业的发展步伐。