機(jī)械材料選擇：平衡性能與成本的關(guān)鍵

機(jī)械材料的選擇是機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，需在滿足零件性能要求的前提下，兼顧成本控制，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性與可靠性統(tǒng)一。不同工況下的零件，對(duì)材料的性能要求差異較大，需針對(duì)性選擇。

承受較大載荷的結(jié)構(gòu)件，如機(jī)床床身，需具備良好的剛性和減震性。灰鑄鐵 HT200 是此類零件的常用材料，其石墨組織能有效吸收振動(dòng)能量，降低設(shè)備運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)噪音，且鑄造性能好，可制成復(fù)雜形狀的床身結(jié)構(gòu)，成本僅為鋼材的 60% 左右；而對(duì)于承受沖擊載荷的破碎機(jī)錘頭，需選用高硬度、高韌性的材料，如高錳鋼 ZGMn13，經(jīng)水韌處理后，在沖擊載荷作用下會(huì)發(fā)生加工硬化，表面硬度大幅提升，同時(shí)保持良好的韌性，使用壽命是普通鋼材的 3 - 5 倍。

運(yùn)動(dòng)部件對(duì)材料的強(qiáng)度和耐磨性要求較高。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的連桿，需在高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)中承受較大的拉伸和壓縮載荷，40Cr 合金鋼是理想選擇，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，抗拉強(qiáng)度可達(dá) 800MPa 以上，屈服強(qiáng)度超過(guò) 600MPa，能滿足嚴(yán)苛的工作要求；而在紡織機(jī)械的羅拉部件中，由于需長(zhǎng)期與纖維摩擦，選用 20CrMnTi 鋼經(jīng)滲碳淬火處理，表面硬度達(dá) HRC58 - 62，耐磨性優(yōu)異，可保證羅拉長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

塑料材料在輕型機(jī)械中的應(yīng)用日益廣泛。在辦公設(shè)備的齒輪傳動(dòng)中，尼龍 66 材料憑借良好的耐磨性和自潤(rùn)滑性，無(wú)需額外潤(rùn)滑即可實(shí)現(xiàn)順暢傳動(dòng)，且重量輕，能降低設(shè)備整體能耗；而在化工設(shè)備的耐腐蝕部件中，聚四氟乙烯材料具有優(yōu)異的耐腐蝕性，能耐受強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等惡劣介質(zhì)侵蝕，雖然成本較高，但可避免因零件腐蝕導(dǎo)致的設(shè)備故障，減少維護(hù)成本。在材料選擇過(guò)程中，需綜合評(píng)估零件的使用工況、性能要求及成本預(yù)算，通過(guò)材料性能測(cè)試和成本分析，選擇的材料方案。