设计材料(设计中金属材料怎么选择)

设计中金属材料怎么选择

在机械设计领域中，所有的机械设计或多或少的都会涉及到金属材料的选择与应用。每一种金属都有其特有的性质和属性，由于属性和特质不同，所以表现出来的特征和性能也有所不同。在机械设计过程中，会根据金属材料的本身属性进行择优选择，尽可能保证设计中能够很好的发挥金属材料特征。金属材料的选取会对产品性能、机械设计实施效果以及最终产品质量产生一定的影响。随着技术和经济的发展，在机械设计中对金属材料的选择也是越来越重视。在机械设计中进行材料选择时，必须要保证金属材料的适应性、成本低廉、对环境的影响小等性质，只有选择正确的金属材料，才能保证机械设计的有效实施[1]。本文以铜金属材料在机械设计中的应用为例，进行了具体的分析和研究。

金属材料的载荷能力。要充分考虑金属材料的断裂脆性和常温塑性，处于静载荷工作环境的工件一般会选用脆性金属材料。在承受一定冲击力的工作环境下，一般会选择塑性好的金属材料。工件的使用条件。所设计的工件的工作环境处于湿热环境下或者是具有一定腐蚀性的工作环境下，根据环境搭配应该选择具有良好的防锈能力的金属或者是耐腐蚀的金属材料。除上述情况之外，工件的实际工作温度对选材上也有一定影响，一方面要考虑所选的金属材料的热膨胀系数不宜过大同时在高温过程中能够保持特有的属性参数，防止在温度变化过程中产生一定的组织变化和应力变化；另一方面要考虑温度的变化对工件的强度硬度和力学性能的影响。工件的加工尺寸和设计参数。工件的加工工艺以及对工件的加工精度也是制约金属材料选择的一个因素。如果要经过铸造的工件，一般不会因为形状尺寸等因素受到限制；如果要经过精加工的工件，必须要考虑加工过程使用的机械性能和工艺流程对材料造成的影响。除此之外，在金属材料的选择过程中，还要参考金属材料的加工成本，成本过高的材料在进行择优选择过程中会被淘汰。

金属材料的选择要求尽可能选择加工过程中污染少的铜金属，同时还要选择能耗比较低的铜金属材料。①铜金属材料经过适当的热处理工艺过后，能够有效的提高使用寿命和综合应用能力，但是热处理工艺对环境的污染比较严重，同时对能源的消耗过多，因此尽量避免选择通过热处理来加工的铜金属材料，而尽可能选用拉拔、冷轧等工艺加工的铜金属材料。在常规的加工工艺下就可以达到设计要求的铜金属材料。②尽可能选用处理工艺简单的铜金属材料，从而减少或者避免铜金属材料在加工过程或者制作过程中的污染。优先选择对人体无害的铜金属材料，来替代对人体有一定毒副作用或者是对环境产生一定影响的金属材料。在能够满足设计要求的基础上，合理使用新型的铜合金材料代替原有的材料。比如使用铜金属泡沫，可以用于轻质量、强度大的空心夹层板的填充材料。在骨架结构中可以使用铜加固物来填充，这样可以有效的避免骨架的弯曲，同时可以有效的吸收外界产生的冲击功，对支撑体和表面起到一定的保护作用。铜金属还可以使用在效率高的热交换器或者是高功率冷却的机械电子设备中，铜金属以其自身优异的导热性，可以有效的进行热量传递。并且铜金属泡沫不能进行燃烧，还是很好的防火材料。铜金属材料可以进行回收再利用，对环境和人体的影响都不是很大。