浅析机械设计过程中机械材料的选择和应用

2021-11-24高建伟

商品与质量 2021年22期

高建伟

四川华宇石油钻采装备有限公司四川自贡 643010

在近几年，社会大众的基本生存质量有了明显的提升，生活需求也出现了较大的变化，传统的工作方式已经不能满足现代社会的生活需要。就生活的角度而言，人们的日常生活方式发生了翻天覆地的变化，开始追求更高的生活品质。从工作的层面来说，现阶段人们的工作节奏早已不可同日而语，人们对高科技机械设备产品的需求数量猛增，使人们的工作效率得到大幅度的提高。因此，在机械设计的过程中，需要从多方面进行考量。选取性价比高的机械产品，这是推动其发展的根本[1]。

1 机械设计中材料选择与应用的重要性

随着机械设备需求量的提升，人们对机械设计的质量和性能的要求也越来越高，在市场大环境的推动下，做好机械设计工作，对于推动机械行业的发展有着相当重要的作用。机械材料是构成机械设计的主要设备和元素，在选择材料时，不仅要符合机械设计的相关要求和标准，更要紧跟社会的发展，满足各个相关行业的需求。在应用材料前，设计人员要进行相关的检验操作，确定材料是否会对机械设计的质量产生影响，其次，要保证所选的材料具备实用性，符合经济环保的原则，从而促进机械行业的多元化发展。尤其是在当前我国经济可持续发展原则下，机械设计的材料选择更是需要综合多方面的信息，重视材料选择和机械应用的重要性，对目前的新型材料进行科学合理的选择，保证机械设计的长远发展来看，切实保障机械产品的性能，促进行业的良性发展。

2 机械设计中材料的选择与应用

2.1 载荷类型材料的选择

在机械的设计环节中，对于多种元件和材料进行选择，应该考虑到最终的使用效率。但是，在很多情况下，很多材料的选择都没有办法得到具体的运用，因此，产生了很大的浪费。这类问题最主要的原因就是被淘汰材料或者是元件并没有起到较为有效的载荷能力，因此，也就不能发挥出其材料本身的优势。所以，在对于机械进行设计的过程中，需要对于材料的载荷进行详细的选择，比如，可以使用低碳钢渗碳等方法[2]。

2.2 选择实用型、功能型的材料

机械设计的过程尤为严格和谨慎，故在挑选材料时需要注重材料的功能性、环保性以及实用性，从多种因素着手。如果立足于设计内容的层面，能明显看出机械设计和艺术设计这两者的概念有着明显的差异，机械设计更注重实用性，并不过多地强调美感，根据具体设计目标有序地展开。在机械设计的期间，需要按照材料自身的基本特性展开设计，这点在热切以及锻造这两种工序中体现得特别明显。一般情况下，材料性质会对加工工序起到至关重要的作用，如果材料的质量等级较高，那么加工起来也就更加容易，同时材料的残次品率也就会显著性降低。

2.3 金属材料环保节能

企业应当最大限度地利用有限的资源，保证金属材料的最大化利用。首先，在实际的生产过程中，机械加工时应尽量处于冷轧与热轧的状态，以延长机械产品的使用寿命以及提高其性能，同时尽可能减少对环境的污染。其次，各种金属材料的特性不同，因此在加工过程中所应用的加工环境也有所不同，机械制造企业应选择热处理工艺较少的金属材料，通过这样的方式减小能源的消耗，既保证经济效益，也保证社会效益。最后，在机械设计过程中，可以选择碳素钢作为常用的基础材料，在碳素钢中加入特别的合金材料，弥补碳素钢强度低的不足，也能够通过这种方式提高材料的耐腐蚀性以及耐磨性，从而提高机械产品的最终性能[3]。

2.4 功能性材料的选择和应用

在机械设计的过程中，需要对材料的制造进行多道工艺的处理，其中包括热处理工艺、锻造工艺、切割等，在完成材料工艺的处理后，为了确保所应用材料的性能，满足产品的设计需求，需要选择功能性和实用性更强的材料，以保证材料在处理后能够满足机械产品的性能需求。不仅如此，在实际机械产品设计中，实用性功能性材料的选择和应用要根据设计产品不同的部件来决定，结合材料的属性，实现材料在产品设计中的有效利用。在产品设计的具体规划中，如果是磨损较严重的零部件，需要选择硬度较高、韧性较强的材料，确保零部件的性能。

2.5 简化材料构造

现阶段，金属材料的需求量是最大的。比如，在机械设计的过程中，仅钢材这一项，材料就已经超过了100种，同时材料和材料之间也具有一定的差异性。尽管在机械设计的过程中可以非常容易挑选出所需钢材，但是从回收利用的层面而言，还是有许多需要考虑的因素。虽然有一部分材料使用起来较为高效，但是在回收利用方面却不尽如人意，与可持续发展理念背道而驰。在绿色环保观念的大力推广下，机械材料回收利用问题引起了社会大众的高度重视。通常而言，在机械设计阶段，需要防范材料混搭问题的出现。为确保机械设计的材料与设计主题相适宜，必须保证所使用的机械材料是可回收利用的，确保可持续发展理念得到深入贯彻与落实。只有这样，才能够保证机械设计过程中的科学性与合理性。