新型金属材料在机械制造中的应用

1、新型金属材料在机械制造中的应用摘要：当前，随着我国社会经济的不断发展，我国各大生产制造企业已经成 为了我国经济重要发展的支柱，对我国经济的发展有着重要的价值与作用。而在 机械制造中，对材料类型进行更新换代，对推动机械制造企业具有一定的积极作 用。同时，机械制造产品质量与材料之间也有着密切的关系，选择合适的机械制 造材料可以有效的提升机械制造产品质量，而且在新型金属材料的应用下，可以 进一步促进机械制造产业的全面发展。关键词：新型金属材料；机械制造；应用新型金属材料包括记忆合金材料、储氢合金材料、非晶态合金材料等。此类 材料在机械制造业应用中产生了重要作用，一方面，提高了工业产品生产制造中 的材料利用率，减少了能源消耗；另一方面，可以减少材料使用后的废弃物与污 染物排放量。另外，在现代机械制造产业链条中，应用新型金属材料能够实现对 材料成本的合理控制，并在总体的产品生产制造过程中达到成本管理目标，扩增 可营利空间。所以，从节能、环保、经济以及社会效益的综合角度看，新型金属 材料的应用必要性与价值均十分突出。1 新型金属材料概述新型金属材料种类多、性能优、功能强，应用范围相对较广。根据现阶

2、段的 应用经验看，较有代表性的记忆合金材料具有记忆功能，可以在形变的基础上以 金属丝的形态存在。而且，记忆合金材料的变形过程具有可逆性，既能够“变 形”，也可以被“打回原形”。在电气工程、航天工程等领域应用相对广泛。需 要注意的是，此类材料的功能与其处理工艺密切关联，尤其是高温处理技术的优 良，直接决定了其变形后的功能稳定性。反过来，在应用中也要求做好应用温度 控制。储氢合金的优势则体现在环保性能方面。具体而言，该合金材料属于氢化 物，能够通过化学反应生成并发生转化。在动力能源中的应用推广，可以较好地 提升要素市场在矿产能源市场的资源配置能力。目前应用效果表明，该合金材料 的耐高温性能优良，可广泛应用于飞机涡轮发动机、航天设备等方面。非晶态合 金材料的抗腐蚀能力明显，在强度、硬度、电阻率方面优势明显，在电气设备机 械制造中的应用效果较好，有利于补足变压器铁芯材料制造方面的短板。因此， 新型金属材料的应用价值，主要体现在其性能及作用方面。比如，现代机械制造 中的生产加工环节，耗材多、耗能大，材料功能发挥相对受限。应用新型金属材 料后，既能够解决此类棘手问题，提高节能性。也可以在此基础上，

3、根据材料性 能的区分与选择，提高其应用环保性与经济性。2 新型金属材料在机械制造中的应用2.1 在零部件制造中的应用机械零部件在尺寸变化、性能变化、组装方式变化、加工工序变化的情况下 应用新型金属材料，有利于适应这种变化需求。比如，在零部件产品生产制造过 程中，借助“互联网+生产制造”改革，已经优化了产业链条，建立了以定制化 生产为准的“4+1”模式，形成了以“订单处理材料运输生产加工售后服 务”为基本环节的生产制造流程。在此条件下，订单的多样化，导致了生产加工 的多样化。常规材料无法满足多样化需求。需要通过选择新型金属材料，提升零 部件的多样化生产。由此，也为机械制造业中的零部件生产制造提供了较大的创 新空间。此类创新主要体现在外观形态的轻巧化、多元功能的集成化、使用性能 的细致化以及广泛的适用性等方面。2.2 在冲压模具制造中的应用首先，零部件生产制造的多样化，给冲压模具制造带来了较大压力，扩增了 相关资源投入比例。所以，为了化解冲压模具制造中的数量问题、质量问题、再 利用问题，现阶段可以选择新型金属材料，利用其强度、硬度、耐热性能、可变 形性、可逆性等功能及作用解决此类问题。其次

4、，常态化的冲压模具材料属于冷 挤压模、拉伸模材料，此类材料在多样化的零部件生产制造中，无法满足其对模 具的实际需要。所以，从材料更新的角度看，新型金属合金材料的应用有助于冲 压模具材料的革新，提高其可塑性，进而实现性价比方面的综合效益产出。需要 注意的是，用新型金属材料更新或替代冲压模具原有的几大类材料后，既能够满 足中央模具冲压要求，也能够在曲面模具、非规则模具冲压方面显示其比较优势。 最后，在向“智造业”转型的过程中，数字化加工的频率越来越高，3D打印的大 范围推广应用，虽然未能全面替代冲压模具，但是，从 3D 打印的发展趋势看， 不能排除其后来居上的可能性。因此在这种转型压力下，即使冲压模具被3D打 印取代，仍然需要新型金属材料作为打印材料。2.3 在氮化处理中的应用从操作方面看，所谓的氮化处理，主要是“将氮原子加入到机械设备表面” 旨在提升处理后的机械设备性能。比如，钢材料容易受到环境影响而受到腐蚀与 磨损，应用氮化处理工艺后，即可以提高其耐腐蚀性与抗磨损性。然而，氮化炉 内的氮化处理，也会对机械设备（主要是工件）的形态产生一定的影响，导致处 理后的变形、精度受损等问题。为了化

5、解此类问题，可以选择新型金属材料，提 高其耐高温能力、抗压能力，使其适应氮化炉内的氮化处理环境，减少工件受损 与形变问题。尤其是现阶段的工件尺寸与质量要求相对较高、零部件的工作环境 相对复杂，若采用新型金属材料，也能够使其在氮化处理后，以相对精准的形态 尺寸、精度，应用于实际的使用环境之中。2.4 在生产环境中的应用机械制造的转型升级属于系统性升级，包括设备改造与更新、生产工艺优化 与变更、加工技术研发创新以及厂区内环境整体改造等。因而在实际的机械制造 业中，当前的生产环境已经发生了变化，而这种环境的变化特征主要集中于对 “极严苛条件”的营建。由此转型，机械制造类企业也增强了对新型金属材料的 研发设计投入。具体而言，当前的机械产品的生产制造中，除研发设计之环节之 外，其他环节增强了智能性，正在打造“智能工厂”。随着机器人应用数量、应 用岗位的增多，“超低温、高温、速变环境、高压、高强度”等生产制造条件限 定必然会增加。此时，生产环境的严苛性与材料固有色彩的稳定性、产品色泽的 可控性以及其他性能的综合特性，已经形成了密切对应。为了满足这种生产环境 需要，则应该注重对新型金属材料的选择。并

6、且，通过对其性能的有效发挥满足 现实的生产要求。2.5 在环保方面的应用机械产品的生产制造过程中，因处理工艺的增多，增加了诸多污染。比如， 化学处理工艺的应用，既会造成残留物污染、反应污染、排放物污染，也会使处 理后的产品具有一定的污染性。比如，在冷轧加工、热轧加工实践中，应用新型 金属材料可以规避加工中的差异化问题，减少化学处理工艺中产生的有害物。尤 其是新型金属材料中的合金材料中，有专门针对环保问题而生产的无污染材料， 通过在材料方面的环保控制，也有助于清洁生产与绿色化制造。需要注意的是， 新型金属材料在环保方面的应用，一方面，应该注重材料本身的节能性、环保性、 经济性；另一方面，需要配套的设置与其材料处理相关联的工艺。尤其是当前产 品生产制造中的数据化管理越来越多，应用数据库技术与数据分析技术，有利于 对相关化学处理工艺、物理处理工艺、生物处理工艺等进行一些精密计算，从而 达到对新型金属材料应用工艺的同步优化目标等。3 结语总之，现代化的机械制造中，通过应用新型金属材料尽量增强对其性能的区 分，确保在具体应用中，能够按照零部件制造、冲压模具制造、氮化处理、生产 环境、环保等实际应用需求，做好技术质量控制。参考文献1 王伟提高机械设计制造及其自动化的有效路径研究J.写真地理，2021,5(2)：370-371.2 谢志勇，朱娟芬新时代背景下机械智能制造现状与发展分析J.内燃机与配件，2021, 17 (1)： 178-179.

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