黎革非
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摘要：随着科学技术的不断发展，市场上开发出来了很多新材料新技术，在机械制造领域可以接触到这些新材料，比如，金属复合材料就是新材料中的一种。金属复合材料有着很多的优势，但也有着一些制约性的因素，在机械制造过程当中，金属复合材料发挥出来的作用是不可忽视的，且有着很好的应用前景。本文就对金属复合材料在机械制造方面的应用前景进行分析，供参考。
关键词：金属复合材料、机械制造方面、应用前景
引言：机械制造行业是一个国家的基础行业，也是决定国家制造行业整体水平的一个行业，自从改革开放之后，我国的制造行业就有了十分明显的发展，但是，因为很多的技术都是引入的国外技术，使得我国自身的技术并不成熟，再加上基础材料发展比较落后，导致生产质量无法得到提高。金属复合材料有着耐磨性较强的特征，且有着低热膨胀系数，能够满足机械制造要求，在机械制造方面的应用前景也较为乐观，因此，得到了机械制造业的青睐。
1.金属复合材料的优势特征
1.1自身优势
金属复合材料有着极为科学的设计和良好的工艺，在基体和增强体之间相辅相成，取长补短，完全发挥出自己的特征优势。和传统的材料相比较，金属复合材料有着更好的韧性和耐磨性等综合力学性能，可以适应多种环境下的应用，并且，还有着导电、阻尼性好、导热等好处，这是传统材料无法具备的优势。不仅如此，金属复合材料的热膨胀系数接近零，即使在温差比较大的情况下，也能够保持最原始的状态，不会受到温度影响。正是因为这些优势，使得金属复合材料在机械制造方面得到了广泛的使用，并成为了国家相关领域的重点研究对象。[1]
1.2应用限制
因为金属复合材料的制造过程比较麻烦，对于生产制造工艺、设备等要求比较高，但是，我国在早些年展开研究时大部分的技术工艺都是借鉴国外的，使得我国在后期开发自己的技术工艺时并不成熟，这是制约金属复合材料应用与发展的因素。
1.3应用前景
因为金属复合材料的优势比较多且明显，在航空航天领域中比较适用，可以用来当成是火箭发动机热区的材料，当前，在金属复合材料当中碳化硅颗粒铝合金的发展可以称得上是最快的。碳化硅颗粒铝合金材料的比例是钛合金的三分之二，是钢材料的三分之一，和铝合金非常的接近。其强度却要比中碳钢、铝合金高一些，更和钛合金相接近，但耐磨性要比钛合金高很多。[2]当前，碳化硅颗粒铝合金材料在汽车行业和机械行业中有一定应用，在未来的发展中，照当前的发展速度预计十年内就可以在汽车活塞、制动机部件以及计算机部件等领域中有所应有。
2.金属复合材料的未来发展趋势
2.1金属复合材料在机械制造方面的应用发展方向
伴随着如今科学技术的不断研发与优化，对于材料的要求也变得高了许多，现在市场上的材料虽有着比较高的强度和模量，耐高温性也比较好，但密度比较低，这种材料已经无法满足机械制造条件需求了，所以，金属复合材料作为全新的材料应当避开单一这一弊端，实现多元化发展。但是，因为在金属复合材料的生产和加工上比较复杂，成本也比较高，使得金属复合材料更多的是在航天航空和电子领域中使用。和其余的复合材料差不多，金属复合材料最开始兴起时也是在航天航空领域应用，后来经过了多年的沉淀，开始朝着交通运输工具和电子元器件等领域延伸。
[3]后来，台湾一家公司在研发山地自行车的时候也融入了金属复合材料，这意味着金属复合材料的使用范畴越来越广泛。
2.2金属复合材料的应用实例
从上述分析可以看出，金属复合材料最开始是在航天航空领域中使用的，也是应用成功的第一个行业，美国把金属复合材料中的一种名叫硼纤维增强铝基的复合材料用在了航天飞机的轨道器当中，用来作为中段机身的支柱，并取得了成功。在使用进硼纤维增强铝基复合材料之后，和未使用之前的方案相比较，大大减轻了飞机重量，减去的重量达到了百分之四十五。另外，在F-18“大黄蜂”战斗机当中也使用进了金属复合材料，即碳化硅颗粒增强铝复合材料，在战斗机的应用上，是把金属复合材料当成是液压制动气缸体来使用的，和原本的铝青铜相比较起来，不但是重量上的减少，还是热膨胀系数的降低，其还大大提高了疲劳极限。伴随着金属复合材料的发展与进步，也开始出现在一些运动器材当中，就比如，“美国之帆”号交叉悬臂就应用进了碳化硅颗粒增强铝复合材料。[4]
2.3金属复合材料的应用前景
不管是在任何一个领域中的应用，金属复合材料都展现出了自己的优势和特征，并且，和传统的材料以及普通的材料相比较，其最为突出的优势就是热膨胀系数很低，以及提高了疲劳极限。如今，光站在诸多行业发展的角度上来看，也是朝着多元化、一体化以及自动化方向发展，比如，在办公设备和食品加工过程以及轻纺等领域中都已经摒弃了传统材料，就以食品行业为例子，通常在食品加工的生产线上都有着对应的拌粉设备、螺旋上料设备以及喷油设备等等。[5]但是，因为在生产的时候会时常会利用高温条件把原料融化，在这个过程中就会出现影响因素，即使一部分金属材料能够耐得住高温，但时间一旦加长依旧会出现变形等现象，直接影响到快乐生产线顺利运转。并且，一些成套的生产线设备还会使用到轴承等零件，即使应用进了润滑剂等材料依旧无法提高工作成效，反而，当工况比较复杂时甚至还会增强零件之间的磨损度。但是，如果应用进金属复合材料，就可以将这些问题彻底解决掉，因为金属复合材料的热膨胀系数很低，完全可以适应高温工况，且有着较强的耐磨性，也能够解决磨损度问题，其余行业如果遇到类似的问题也可以选择应用进金属复合材料，因此，金属复合材料的应用前景是比较广泛的。[6]站在长期发展的角度上来看，金属复合材料在机械制造中的应用可以提高制造质量、效率，还可以让整个制造过程更加安全、稳定，也可以在一定程度上降低机械制造成本，给企业带来更多的经济效益。机械制造业是我国基础行业，金属复合材料的融入并非只是推动了机械制造业发展，更是给其他行业的升级转型提供了道路，如今，我国已经有很多领域开始尝试着接触金属复合材料，更多此类材料的应用也势必会让企业从中获得收益，为可持续发展保驾护航。
结束语：在机械制造中已经应用进了金属复合材料，如碳化硅颗粒铝合金材料、硼纤维增强铝基的复合材料。在机械制造业中，金属复合材料除了可以在航天航空领域中应用以外，还在交通运输工具和电子元器件领域有着广泛的应用。金属复合材料的优势特征，使其在诸多领域都有一席之地，机械制造业作为我国基础行业，金属复合材料的融入不但可以推动机械制造业企业进步，还可以推动整个国家的制造业发展。
参考文献：
[1]蒋贵刚,房怡,陈静,周占伟,董本兴,陈浩.一种超大尺寸高精度复合材料桁架结构制造技术[J].航天制造技术,2020(03):6-10.
[2]李胜文.金属复合材料在机械制造方面的应用分析[J].南方农机,2020,51(10):7.
[3]田爱环.机械制造中金属复合材料的应用分析[J].山东工业技术,2019(01):38.
[4]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(01):74-76.
[5]徐生龙,崔玉萍.金属复合材料在机械制造中的应用研究[J].世界有色金属,2017(16):70+72.
[6]耿雪松,迟关心,王玉魁,王振龙.碳化硅颗粒增强铝基复合材料微细电火花线切割加工材料去除率研究[J].兵工学报,2014,35(06):891-899.