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摘要：近年来，我国化工行业在不断发展和进步，化工设备也随之增多。为了生产更多化工设备，需要大量的不锈钢，但单纯使用不锈钢并不能满足化工设备的生产要求。因此，这就需要在机械产品生产前细致挑选金属材料，不仅要保证材料符合设计和后期的加工需求，同时还要保证材料的实用性、经济性、节能性，才能在后期的应用中发挥最大性能。对此，本文就对机械设备生产设计中金属材料的选择及应用做出详细论述。
关键词：机械设计；金属材料；选择；应用；研究
科技的发展带动了工业化水平的提高，同时也带动了机械制造业的发展，使得机械设备功能愈加丰富、质量也越来越高。在未来的发展中工业制造水平会愈加完善，基于此，对于机械材料来说也需要不断地发展，才能跟得上制造业的脚步。但就目前的机械材料市场来说，仍然有很大的空缺，尤其是一些稀缺材料，多行业的需求和竞争较大，对机械行业产生一定的影响，如机械设计的材料受到很大限制。因此，这就需要在进行机械设计时，科学选择原材料，最大程度的发挥材料的作用。
一、机械设计中金属材料选择的基本原则
机械设计金属材料的选择中要综合考虑材料的性能，例如荷载大小、工作环境、金属材料与零件尺寸和质量是否符合、加工性能及经济性。以下对机械设计选择的基本原则做出阐述。
1. 载荷的大小和性质
荷载大小在机械设计中有着重要意义，在进行设计时，要充分考虑材料荷载的承受能力，并根据材料自身的荷载能力进行选择，如此才能满足机械设计的需求。除此之外，在选择中还要根据机械设计的实际需要，对材料的性质进行综合分析。
2.零件的工作环境
机械设计的工作环境对金属材料也会带来影响，因此，这就需要根据实际的设计环境选择材料。例如，位于湿热的环境中，金属材料很容易因外部环境受到腐蚀，因此，在这一环境中应选择抗腐蚀性强的金属材料，这样才不会因环境的影响对材料造成损害，保护其性能不受影响。除此之外，还要考虑材料自身的力学性能。
3．零件的尺寸及质量
在机械设备的生产中，对零件有着严格的要求，具体体现在零件的尺寸和质量上。因此，为了保证零件的制造符合机械设备的生产需求，就需要重视材料挑选。此外，一些特殊的金属材料无法满足尺寸和质量要求，那么就不可使用。
4.零件结构及材料的加工性能
机械设备的生产中，机械零件发挥着重要作用，而机械零件是由原材料加工而成，直接关系着机械零件的整体质量，如果所选择的材料无法通过后期加工中的各个技术环节，就无法满足机械设备生产中的零件质量。所以在进行机械材料的选择时要重视材料的整体结构和加工性能，满足各个阶段的技术操作。
二、机械制造过程中应用新型金属材料的问题
1.从节能性考虑
新型金属材料在当前机械制造行业中，由于需要加工的材料数量较多，要求加工条件较高，导致多数的机械制造产业在制造过程耗能都十分巨大，且加工材料利用率较低，在这样的条件下，机械制造消耗的能源是不可估量的，且多数的能源消耗并无实际意义。因此，新型金属材料应用在机械制造中首先需要考虑新型金属材料的节能性，实现对资源的保护并将资源充分利用，节省不必要的资源浪费。在设备的加工过程中，应用合适的新型金属材料取代传统金属材料，不仅可以提高产品质量，还能使产品的性能明显提高，并且可以有效地降低在生产过程中的能源消耗，确保能源的有效利用。
2.从环保性考虑
新型金属材料生态环境对于人类的生存尤为重要，现如今，我国愈发重视对生态环境的保护，因此在进行选择材料时也应以保护生态环境为前提，选择环保性较高的金属材料。制造行业在生产过程中会排放大量有害物质，会对大气及水资源造成一定的污染，由于传统金属材料在生产过程中的利用率与转化率过低，会产生大量的金属废弃物，如果不进行处理随意堆砌，就会对区域土地环境造成污染。因此选择环保型的新型金属材料尤为重要，首先可以减少有害气体的排放，大大降低对大气及水资源的污染，其次可以优化机械制造生产过程，使机械制造生产过程中的金属废弃物大大减少，使资源充分利用，杜绝金属废弃物随意堆砌的现象出现，减少了土壤污染。
三、新型金属材料在机械制造中的应用
1.新型金属材料应用在冲压模具制造中
进行机械制造的过程中，冲压模具需要根据工作条件、产品性能要求等方面选择合适的冲压模具材料。机械制造中冲压模具的材料主要为冲裁模材料、冷挤压模材料和拉伸模材料等，由于新型金属材料性能的优质性，使其更加适合应用于冲压模具的制造中。机械制造冲压模具应用的材料应具有足够的抗压性与拉伸性，在性能上要强度高并且耐高温，材料选择相对苛刻。机械制造行业在进行冲压模具的制造时，依然以钢材作为加工材料，虽钢材的可塑性高、性价比高，但强度差、耐热差，在当前发展阶段已经不适于用在冲压模具的制造。
2．选择新型安全材料
随着科技的发展，越来越多的新型材料出现，其安全性高于传统材料，同时有助于环境的绿色发展。具体来说，传统的金属材料自身具有很强的危害性，后期在进行加工处理时，会出现化学变化，产生有害气体，对接触者和环境带来很大的伤害。对此，在机械材料的选择中，应在满足机械设计要求的基础上，使用新型材料进行机械零件制造，避免因传统金属材料中的有害物质，对人体和环境带来伤害。除此之外，还应重视对材料物质的检测，了解材料的毒副作用，对一些危害性较强的材料在加工时做好防护和处理工作。例如，金属泡沫材料，是一种较为安全的材料，不但对人体和环境无副作用，同时还能循环利用，且适用性较强，如可用于重量轻、坚硬的夹层板的芯板、同时也可用于高功率的机械电子设备，起到冷却作用。
3．新型金属材料在机械制造中的应用
当前，我国对机械制造行业的要求越来越高。想要从根本上促进新型金属材料应用在机械制造中，首先需要保证新型金属材料的安全质量，只有将新型金属材料制造水平不断提高，才能使新型金属材料在机械制造中被广泛应用。材料的质量安全决定了机械制造产品的质量安全，因此加强新型金属材料的质量也是重中之重。此外，我国机械制造原材料采购也需要进行科学化、规范化、对金属原材料进行统一，任何金属材料都应经过国家的审核，只有通过审核的新型金属原材料才能被应用于机械制造中，进而从根本上解决新型金属原材料的质量问题，为机械制造行业的发展提供有效保证。
结论
上述对机械设计中材料的选择和应用做出了分析和论述，通过以上得知，在我国经济的发展带动下，我国制造业的水平也得到了显著提高，对机械设备的需求量和要求也在逐渐增加，这也表明，机械产品的质量、性能必须要满足人们的需求。所以，在选择材料上要注意新型金属材料的节能性、环保性与经济性，同时应进一步探索并完善材料力学、金属材料性能从优等工艺技术，这样的变化可以促进机械制造行业的可持续发展，为机械制造行业的未来奠定良好基础。
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