机械设计中耐磨损材料的选择与使用

机械设计中耐磨损材料的选择与使用
摘要在机械设计过程中，对所用材料进行选择时需要对其经济价值、耐磨性、硬度等条件进行充分考虑，同时对恰当材料进行选用可以为机械的安全性与工作的高效性提供确切保障，避免机械出现故障而引起相应的安全问题。

本文对机械设计中耐磨材料的选择意义与分类进行分析，并对机械设计中耐磨材料选用的注意事项以及选择、应用进行探讨，望有效提升机械设计的安全性与使用性能。

关键词机械设计；耐磨损材料；选择；使用
1 机械设计中材料选择的意义
在机械设计过程中，通常会因为材料选择的不恰当，而使产品有效期明显缩短，所以怎样对相应材料进行恰当选择有着十分重要的作用。

为满足消费者的相应需求，提升其消费水平，机械设计行业对新型的材料选择方式进行了研究，在满足机械设计经济性与实用性要求的同时，还要满足行业的可持续发展要求，这样可以对有限资源进行充的利用，有效促进机械设计的良好发展。

2 注意事项
2.1 经济与适用性理念
在机械设计过程中，对相应材料进行选择时需要坚持经济性与适用性理念，同时还需要注意以机械设计、制作要求为依据，对相应焊接、铸造、切削等工艺制定有效的使用要求。

对制造工艺的效果进行判断时，可以对其偏折性、流动性等方面制定相应要求；在锻造工艺中需要材料能够锻后冷却，并且具备可锻性、冲压性等；焊接工艺中对焊接接头与零件所具备的使用性有着较高要求。

只有所选择的材料满足零件要求，才能够加工出符合标准的零件，并以此为基础，制造出更好的机械设备。

2.2 绿色环保
在开展机械设计过程中注重采用绿色环保方式，这样不仅可以为生态环境的可持续发展贡献力量，而且可以最大限度地降低原材料的投入成本，以有效降低对能源的消耗。

此外，对新型空间进行有效研究，也可以对生态环境进行保护，使机械设计更好地满足环保要求[1]。

2.3 可持续发展理念
对机械设计的耐磨性材料进行选择与使用过程中需要遵从可持续发展原则，因为只有这样才能够对机械设计与所用材料进行有效整合，并且能够对材料潜能进行充分挖掘。

在降低机械设计材料所用成本的同时可以促进机械设计行业的更好发展，使其走上可持续发展道路。

3 机械设计中耐磨材料的选择和使用
在机械设计中所使用的材料通常有金属材料以及非金属材料两种，而金属材料又分为有色金属、合金以及黑色金属。

在对机械设计材料进行选择时，必定先要对耐磨要求进行充分满足，同时对其经济与工艺进行有效兼顾。

3.1 马氏体不锈钢
马氏体不锈钢是机械设计中使用较为广泛一种耐磨材料，其具备硬度高、韧性好的优势，通常用于有着较高硬度要求的机械设计中。

而高锰钢是马氏体不锈钢中最为常用的一种，有着良好的抗压能力、硬度以及韧性，特别适合在有着较强冲击条件下作为耐磨材料进行使用，可以对其所具备的优势进行充分发挥。

3.2 有色金属
在机械设计中对耐磨材料进行有效选择时，由于各种材料所具备的耐磨特性不同，所以说不仅需要在硬度与韧度方面满足耐磨要求，而且还需要对一些零件的特定要求进行满足，进而对相应的抗氧化、腐蚀性的材料进行选择与使用。

其中铜或者是铜合金具备很强的耐腐蚀性以及良好的导电效率，在电气元件中的使用概率十分高。

有色金属中还有：钼是金属材料中唯一一种具备耐热盐酸的材料；自溶合金具备较强流动性、固液强化、低黏度等特点，可以对氣孔进行消除，并且可以与基本成形的冶金进行有效结合。

3.3 陶瓷材料
在机械设计中选择陶瓷材料作为耐磨材料较为常见，而陶瓷材料具备较高的耐高温性、经济性、耐磨性等特点，但是却缺少相应的韧性与硬度。

所以陶瓷材料一般都是在一些没有高强度工作的条件下进行使用，例如：阀门、阀杆等。

3.4 可回收材料
在机械制造中对材料进行选择时，可供选择的金属材料种类有很多，只是钢材就多过百余种。

但是在机械设计过程中，因为会把多种材料混合放在一起，所以对材料进行使用的过程中对其进行区分具备相应难度，同时这样也会材料的回收利用造成了严重影响。

因此，对机械设计耐磨材料进行选择与使用过程中需要对材料的可回收利用性进行充分考虑，可以将相应的合金材料、相较单一零件当作使用材料，这样不仅可以降低材料中元件量，而且可以对生态环境进行有效保护，从而显著提升材料的收回利用效率[2]。

4 增强材料耐磨性的办法
在机械设计中提升所用材料耐磨性的办法包括：堆焊、焊接以及热喷涂三种。

而在提升材料耐磨性的过程中，首先，需要以机械设计的实际要求为依据，对耐
磨材料进行恰当选择，并对材料的耐磨性质进行有效分析，以此为依据对恰当的润滑方式进行选择；其次，需要对机械工作所处环境的温度、流速、介质等条件进行严格控制。

或者是对摩擦面落实改性措施，例如：对摩擦面进行有效硬化、热处理、韧度等。

4.1 堆焊
堆焊是为了有效提升基表的耐腐蚀性与耐磨损性，其中经常使用的堆焊金属包括：铁基堆焊合金、铜基堆焊合金、复合堆焊合金等。

而所使用的材料包括马氏体类、奥氏体类、珠光体类。

三种类型材料所具备的优点十分鲜明，其中马氏体类的优点就是具备良好的硬度以及耐磨性；而奥氏体类相对于相应特定的磨损原因，具有非常好的耐磨损性；珠光体类所具备的特点就是，有着十分突出的韧性。

在机械设计中选择恰当材料与方式，可以增强材料的耐磨性，提升机械的安全性能与适用性能。

4.2 热喷涂
热喷涂主要是为了在机械零件上对相应的耐磨材料粉末进行喷涂，从而增强零件的耐磨性或者是对磨损部位进行有效修复。

在热喷涂过程中可以使用的材料有很多种，以各种材料所具备的特性为依据，对适当的材质进行选择与喷涂。

在机械设计耐磨材料的选择与使用过程中，不仅需要对材料的经济性、适用性进行充分考虑，而且需要对材料的绿色环保特性进行有效重视。

这样不仅可以有效降低成本，提升材料的使用效率，减少资源浪费，而且可以有效促进机械设计行业的可持续发展。

参考文献
[1] 雷鹏飞，丰新宇，张金山.大型矿用挖掘机履带板材料性能研究[J].中国铸造装备与技术，2017，（02）：14-16.
[2] 陈颖君，崔宁贤，陈钢.轻质材料机芯的滚动转子式制冷压缩机研究[J].西安航空学院学报，2017，（01）：64-67.。