复材制件数字化制造及先进设备的应用

刘杰

摘 要：金属材料在生产制造中发挥着重要的作用，传统的单一金属材料性能特点不够全面，已经难以满足日益增长的经济发展需要。而由于相关技术的进步，金属复合材料的出现，可以结合多种金属的优点，在劲度、强度、质量、抗震性能以及抗疲劳性能等方面表现出一定的综合优势，在机械制造中的应用价值也越来越明显。

关键词：金属复合材料;机械制造;应用

1 前言

金属复合材料在我国机械制造过程中的应用已经变得较为普遍，从其种类上来看，主要分为两大类型，即功能性材料和结构性材料。两种材料的种类不同，在具体的应用过程中所展现出来的优势也就不同。同时，由于我国工业建造工程体系的逐渐发展和完善，整体行业对各种原材料的采购也进行了一定的规范，也对金属复合材料自身的工艺水平提出了更高的要求。

2 机械制造业中的金属复合材料

2.1 不锈钢复合钢板

不锈钢复合钢板属于金属高效节能材料，从其名称上就能看出这种材料的韧性很强，既综合了不锈钢材料的优点，又将金属材料和不锈钢材料进行了紧密的结合。针对不锈钢复合钢板而言，碳钢是其基体，整体材料功能的展现以及具体的应用都必须在碳钢材料的基础上进行。从其应用的特性优势来看，这种材料不但具备较好的耐腐蚀、耐磨性，而且它还具有较强的装饰性，能够在最大程度上满足客户对建造对象美观性的要求。不锈钢复合钢板可作为在工艺制造领域的多功能材料进行使用，它自身具备的强可焊性、导热性和一定的拉伸性将作为不锈钢复合钢板在机械制造领域得以广泛应用的重大原因。

2.2 金属粒塑料复合结构材料

从其名称上就能够看出，此类材料主要是由金属粒和塑料两种材料组成。相较于传统的金属复合材料而言，金属粒和塑料的结合更符合现阶段我国工艺建造对复合材料的要求。因为这种复合材料既结合了金属的优点，又结合了塑料的优点，因此它具备了良好的导电性和导热性，同时还兼有质量小、强度大的明显优势。金属粒塑料复合结构材料作为一种新兴的金属材料，由于它摆脱了传统金属材料的明显缺陷，由此已经成为了当代机械制造行业选择原材料时的首选材料之一。随着时代的快速发展和进步，在进行机械制造的过程中对原材料的选择一定会更加的规范化和完善化，只有将各种复合材料进行紧密结合，从其根本上来提高复合材料自身的优势和应用特点，这样才能够帮助原材料市场和机械制造市场更好的有机融合。

2.3 碳纤维

石墨纤维复合结构材料碳纤维和石墨纤维作为在日常生活中常见的两种纤维建造材料，相信大家都不陌生。但将它们两者结合起来，作为一种复合结构材料应用在机械制造过程中，目前还不是很常见的事情。碳纤维石墨纤维复合结构材料属于新型的金属复合材料，它的加工工艺是将这些有机纤维在进行热处理的过程中，利用碳纤维良好的含碳量和人造化学纤维互不相容的特性来进行加工的。这种材料在应用过程中的优点也比较明显，它的膨胀系数小、润滑性较好，同时还集合了建设单位对强度和刚度的两者需求，可以说是兼具多项优势于一身，现阶段在高新机械制造技术中得到了广泛的应用，有望于将其应用在其他的机械制造领域。

2.4 弥散强化复合结构材料

弥散强化复合结构材料，就是向已经分配均匀的材料中掺杂硬质颗粒材料的方式，属于强化的最佳方式之一。相较于前几种复合材料而言，这种材料能够大幅度提升机械设备的耐热性和强度，通过对自身原材料强化方式的选择，能够在最大程度上提高复合结构材料自身的耐热性，从而能够让它在机械制造业中得到广泛应用。除此之外，各种金属复合材料的挖掘和开发都属于一项系统工程，随着我国工业建造用品需求量的逐渐增多，原材料市场也应当努力提升自己的工艺建造质量水平，打铁还需自身硬，通过自身材料工艺水平的提升来逐渐提高自己的竞争优势。

3 机械制造领域中金属复合材料应用及注意事项

3.1 冲压模具

制造过程中的应用冲压模具制造时机械制造领域中的重要内容，其质量会直接体现我国的机械制造水平。由于生产条件以及功能性差异，在制造冲压模具时对材料的性能参数也有着不同的要求。通常情况下，可以将模具材料分为冲裁模材料、冷挤压模材料、拉深模材料三种。对于生产材料的要求，最重要的在于材料的冲击力、振动、拉伸以及摩擦拉伸等方面，同时还应该确保材料的耐热性良好，当前钢材是冲压模具的主要原材料，另一种复合材料碳素工具钢由于性价比高、容易加工的优点，在机械制造中展现出的优势也越来越明显。但这种复合材料也存在自身的缺点，就是承载能力较差、对于硬度大、可塑性低的情况不太使用。现在由于金属复合材料的进一步研究，冲压模具的生产材料也在不断发生变革，可以有效降低生产过程中的摩擦和冲击，从而改善生产效果，提高生产效益。

3.2 金属复合材料

在机械制造中的应用金属复合材料通过按照比例混合不同的金属材料，形成多种优良特征，克服单一金属材料的缺点和劣势，具有较为明显的优势，但金属复合材料本身在应用过程汇中依然存在一定的限制因素，最为明显的就是复合材料的低热膨胀系数和高疲劳极限参数。对于金属复合材料在机械制造中的应用，在确定原材料之前，需要对材料的生产环境以及应用环境进行分析，既要保证材料有效，同时还应该降低在生产中对机械设备的损耗。金属复合材料可塑性强、结构功能良好、抗疲劳断裂性能好等优点，使其在机械制造中发挥的价值明显高于传统材料，相信随着我国机械制造行业的进一步发展，金属复合材料将会成为我国机械制造的重要原材料，助力于制造业的进一步发展。通过将金属复合材料应用与现代化的机械设备，对于有效整合资源，提高资源的性能参数和利用率，促进经济可持续发展具有重要意义，同时这也是积极响应国家节能减排政策方针的有效做法。金属复合材料容易成型、质量轻等优势使其更容易被市场接受，因此在推广过程中的優势也更加明显。

4 结语

综上所述，作为一种先进的金属材料，金属复合材料可以将多种单一金属材料的优点进行汇总，从而在机械制造领域发挥出重要的作用。对于金属复合材料的应用，我们依然需要重视对生产条件和市场的分析，在合金技术上不断改进，不断研发出新型材料弥补现代金属材料的不足，从而改善我国的机械制造业水平，为我国经济的发展提供更多的助力。

参考文献

[1]闫俊杰.金属复合材料在机械制造中的应用研究[J].辽宁师专学报（自然科学版），2018，20（1）：74-76.

[2]西安交通大学.金属波纹金属橡胶复合材料及其制备方法：中国，CN201710017487.8[P].2017-06-09.