銅金屬材料在機械設(shè)計中的應(yīng)用范文

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《金屬世界》2017年第4期

摘要：隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步經(jīng)濟(jì)得到持續(xù)的增長，機械設(shè)計行業(yè)同樣也得到了很好發(fā)展，機械設(shè)計中包含很多領(lǐng)域其中材料的選擇是所占比例很大的一項。在機械設(shè)計領(lǐng)域涉及到的金屬材料的選擇非常多。由于現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展需要，對機械設(shè)計中材料使用越來越受到重視。本文針對銅金屬材料在機械設(shè)計中的應(yīng)用為研究對象，首先對機械設(shè)計中金屬材料選擇的原則進(jìn)行了說明，然后對機械設(shè)計中銅金屬材料應(yīng)用性進(jìn)行了分析，最后對設(shè)計中的實現(xiàn)性和注意事項進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：銅金屬材料；機械設(shè)計；應(yīng)用；機械加工

隨著城市化建設(shè)的腳步加快，機械制設(shè)計造行業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)中占據(jù)的地位越來越多。很多領(lǐng)域都需要涉及到機械設(shè)計，機械設(shè)計行業(yè)的發(fā)展也是重要的經(jīng)濟(jì)推動力。機械設(shè)計是制造行業(yè)的基礎(chǔ)行業(yè)。在機械設(shè)計領(lǐng)域中，所有的機械設(shè)計或多或少的都會涉及到金屬材料的選擇與應(yīng)用。每一種金屬都有其特有的性質(zhì)和屬性，由于屬性和特質(zhì)不同，所以表現(xiàn)出來的特征和性能也有所不同。在機械設(shè)計過程中，會根據(jù)金屬材料的本身屬性進(jìn)行擇優(yōu)選擇，盡可能保證設(shè)計中能夠很好的發(fā)揮金屬材料特征。金屬材料的選取會對產(chǎn)品性能、機械設(shè)計實施效果以及最終產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響。隨著技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在機械設(shè)計中對金屬材料的選擇也是越來越重視。在機械設(shè)計中進(jìn)行材料選擇時，必須要保證金屬材料的適應(yīng)性、成本低廉、對環(huán)境的影響小等性質(zhì)，只有選擇正確的金屬材料，才能保證機械設(shè)計的有效實施[1]。本文以銅金屬材料在機械設(shè)計中的應(yīng)用為例，進(jìn)行了具體的分析和研究。

1機械設(shè)計中金屬材料選擇原則

金屬材料的載荷能力。要充分考慮金屬材料的斷裂脆性和常溫塑性，處于靜載荷工作環(huán)境的工件一般會選用脆性金屬材料。在承受一定沖擊力的工作環(huán)境下，一般會選擇塑性好的金屬材料[2-3]。工件的使用條件。所設(shè)計的工件的工作環(huán)境處于濕熱環(huán)境下或者是具有一定腐蝕性的工作環(huán)境下，根據(jù)環(huán)境搭配應(yīng)該選擇具有良好的防銹能力的金屬或者是耐腐蝕的金屬材料。除上述情況之外，工件的實際工作溫度對選材上也有一定影響，一方面要考慮所選的金屬材料的熱膨脹系數(shù)不宜過大同時在高溫過程中能夠保持特有的屬性參數(shù)，防止在溫度變化過程中產(chǎn)生一定的組織變化和應(yīng)力變化；另一方面要考慮溫度的變化對工件的強度硬度和力學(xué)性能的影響。工件的加工尺寸和設(shè)計參數(shù)。工件的加工工藝以及對工件的加工精度也是制約金屬材料選擇的一個因素。如果要經(jīng)過鑄造的工件，一般不會因為形狀尺寸等因素受到限制；如果要經(jīng)過精加工的工件，必須要考慮加工過程使用的機械性能和工藝流程對材料造成的影響。除此之外，在金屬材料的選擇過程中，還要參考金屬材料的加工成本，成本過高的材料在進(jìn)行擇優(yōu)選擇過程中會被淘汰。

2機械設(shè)計中銅金屬材料應(yīng)用性金屬材料的選擇要求

盡可能選擇加工過程中污染少的銅金屬，同時還要選擇能耗比較低的銅金屬材料。①銅金屬材料經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に囘^后，能夠有效的提高使用壽命和綜合應(yīng)用能力，但是熱處理工藝對環(huán)境的污染比較嚴(yán)重，同時對能源的消耗過多，因此盡量避免選擇通過熱處理來加工的銅金屬材料，而盡可能選用拉拔、冷軋等工藝加工的銅金屬材料。在常規(guī)的加工工藝下就可以達(dá)到設(shè)計要求的銅金屬材料。②盡可能選用處理工藝簡單的銅金屬材料，從而減少或者避免銅金屬材料在加工過程或者制作過程中的污染。優(yōu)先選擇對人體無害的銅金屬材料，來替代對人體有一定毒副作用或者是對環(huán)境產(chǎn)生一定影響的金屬材料。在能夠滿足設(shè)計要求的基礎(chǔ)上，合理使用新型的銅合金材料代替原有的材料。比如使用銅金屬泡沫，可以用于輕質(zhì)量、強度大的空心夾層板的填充材料。在骨架結(jié)構(gòu)中可以使用銅加固物來填充，這樣可以有效的避免骨架的彎曲，同時可以有效的吸收外界產(chǎn)生的沖擊功，對支撐體和表面起到一定的保護(hù)作用。銅金屬還可以使用在效率高的熱交換器或者是高功率冷卻的機械電子設(shè)備中，銅金屬以其自身優(yōu)異的導(dǎo)熱性，可以有效的進(jìn)行熱量傳遞。并且銅金屬泡沫不能進(jìn)行燃燒，還是很好的防火材料。銅金屬材料可以進(jìn)行回收再利用，對環(huán)境和人體的影響都不是很大。

3結(jié)語

機械設(shè)計已經(jīng)是現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)的重要推動力之一，隨著經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，機械設(shè)計領(lǐng)域越來越受到社會的關(guān)注，機械設(shè)計領(lǐng)域的金屬材料的選擇，對機械設(shè)計的影響所占的比重越來越多。本文就以銅金屬材料在機械設(shè)計中的應(yīng)用為例進(jìn)行了有效的分析，希望能夠為銅金屬在設(shè)計領(lǐng)域的使用提供理有效的論依據(jù)。

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作者：陳坤 單位：湖南水口山有色金屬有限責(zé)任公司