金世锐/东北岩土工程勘察总公司

试述复合结构材料在机械制造专业中的应用

金世锐/东北岩土工程勘察总公司

【摘 要】复合结构材料在我国的机械制造专业中的广泛应用，主要在于这种材料的强重比高、耐疲劳性能好、抗震减震性能良好等优势，同时它制造方便，可以依托于特定的使用条件进行制造和加工，以此满足不同的用途，进而可以很大程度上提高提升机械结构的性能。随着符合结构材料的不断发展以及日趋成熟，其在机械制造专业行业中逐步取代了其他的诸如金属类的材料，而且得到了业内人士包括客户的广泛的认同。伴随经济的发展以及机械设备需求量的不断增加，各式各样的复合结构材料在机械制造专业过程亦得到了日益广泛的应用。作为一种新型的符合材料，其应用前景一直被业界所看好和推崇。

【关键词】复合结构材料；机械制造专业；应用；行业

前言

复合结构材料之所以能够如此迅猛广泛的应用于机械制造专业中在于高强度、大刚度、小质量等区别于其他材料的独特优势，也可以实现其他材料不能实现的相互之间的协调。根据复合结构材料的性质，可将其分为两种，，前者具有良好的耐磨性以及耐高温性，被称为功能型材料，其广泛适用于机械专业的各个零部件制造，各个部件的工作质量和工作寿命都得到了很好的保证；后者即为结构型材料，它被广泛的应用于大型机械设备制造中，这种材料可以降低机械设备的总体质量，但同时可以增大其整体强度。

1. 复合结构材料在机械制造专业上的应用

1.1不锈钢复合钢板

这种复合性质的钢板是由多种合金元素构成，不同合金元素的组合导致了每种不锈钢复合钢板的性质也有着显著的差别；比如可以根据合金的组成制造耐腐蚀以及耐电化学腐蚀的钢板，这种钢板的耐久性在钢材里面具有显著的优势。另外，不锈钢复合板根据其使用要求以及加工工艺，可以采用先进的真空轧制，以此确保不同材料元素之间的很好结合。不锈钢复合板的导热能力也是具有良好的导热能力也是其他普通钢板不能比拟的，再加上其优异的耐腐蚀性，这种材料在易于焦化的设备亦或是易于腐蚀的设备中可以广泛应用。

1.2玻璃纤维复合结构材料

纤维和热固性树脂材料是机械工程领域常用的复合材料，但玻璃纤维复合材料确实二者的结合。这两种材料完美复合得到的玻璃纤维拥有极高的强度，且其抗冲击性、腐蚀性较之以往有了长足的进步，但与此同时，其又具有较小的密度及收缩性。而且这种材料还将之前两种材料的成型和韧性发挥的更加淋漓尽致。基于上述的各种优点，玻璃纤维复合结构材料被广泛应用于机械设备中诸如阀门、管道、容器等各种耐腐蚀、耐磨的零部件中。

1.3石墨碳纤维纤维复合结构材料

碳纤维石墨纤维复合结构材料是由石墨、树脂以及陶瓷中的两种或多种材料以不同的比例混合而成。其性能主要体现于良好的耐腐蚀性以及耐热性，除此之外，还有较高的强度、较好的刚度以及较大的劲度，而且这种复合材料线膨胀系数相对较小且具有很好的自润滑性。碳纤维石墨纤维复合结构材料在机械制造专业中主要应用于航空航天领域或者比较精密的核工业机械中。

1.4晶须复合结构材料

晶须复合结构材料是一种比较新型的复合结构材料，且其中的晶须为单晶，较之于其他普通的材料，这种复合结构材料不存在错位或空穴等质量问题，而且具有由于晶须材料本身的机械强度就比较高，其复合而成的复合结构材料的机械强度又得到了提升很强的机械强度。在实际的机械制造专业中，晶须复合结构材料一般广泛应用于涡轮叶片等领域。

1.5石棉纤维复合结构材料

这种材料主要是由树脂纤维复合而成，因此它除了具有树脂纤维本身的耐磨性以及绝缘性之外，还具有良好的耐热性以及耐酸性能。这些性能决定了石棉纤维复合结构材料在各类绝缘、绝热设备以及对于封闭性要求较高的哥哥机械零部件中。

1.6塑料金属粒复合结构材料

金属粒塑料复合结构材料是指将不同比例的金属与塑料进行复合而得到的一种新型的复合结构材料，这种复合结构材料能够降低原材料本身的线膨胀系数，而且，最为重要的是其能够改善金属材料本身的导电性以及导热性能，这种材料在各种机械设备的轴承中得到了广泛的使用。

1.7多层复合结构材料

顾名思义，多层复合结构材料是指各种材料不同层次的分层结合，其复合所用的材料一般为多孔性青铜、钢以及塑料分层的复合，这种材料根据不同材料的复合比例，可以体现不同程度的耐冲击性以及耐磨性。多层复合结构材料通常应用于各种机械设备以及机械专业的热片、轴承等耐磨件当中。

2. 复合结构材料在冲压模具制造中的应用

冲压模具在各种机械设备中有着广泛的应用，在机械制造专业也有着不可替代的作用。冲压磨具在不同的机械设备中存在着具体的使用环境的差异，这也导致了各种冲压磨具的材料构成也大不相同。根据当前阶段我国机械设备中冲压模具的具体应用，可以将其组成材料划分成三种：第一种是拉伸模材料、第二种是冷挤压模材料，最后一种是冲裁模材料。

根据当前阶段的各种冲压模具的使用情况以及使用形势来看，钢材还是制造冲压模具的最主要的材料。例如，碳素工具钢虽然具有较强的经济性且易于加工成型，但是这种材料淬透性以及硬度较差，一旦在进行热处理时通常都会发生较大的形变，而且此类钢的承载能力较低，因此不能应用于对塑性以及硬度有较高要求的机械部件中。另外，硬质合金钢虽然其淬透性较好，但其抗弯性能以及韧性较差，因此，此类钢材对于有强度和韧性要求的机械，便不可轻易使用。较之诸如此类的钢材，复合结构材料可以将各自的优异性能进行复合，在充分发挥各种材料的长处的同时，消弱了各种材料较弱性质的使用，复合结构材料在冲压模具制造中可以承受各种冲击和摩擦，因而其得到了广泛的使用。

3.结束语

复合结构材料是根据各种不同材料在机械制造领域的使用情况并机械制造设备的使用要求，由不同材料重新复合组成的一种新型的复合结构材料。这种材料可以将各种材料的优势很好的结合，提高设备自身的强度、韧性以及耐久性、抗冲击性等各种机械性能，同时很好的消弱和避免了各种材料自身的不足，充分发挥了各种材料的优势，而且，这种材料虽然发展历程较为短暂，但由于其良好的机械性能以及使用的灵活性，已经在机械设备、于航空航天、汽车、工业设备等诸多领域中得到了广泛的应用。而且，我们坚信，随着我国科学技术水平的不断进步以及我国机械制造领域的不断发展和完善，复合结构材料也将会在我国的机械制造专业中扮演愈加重要的作用。

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