机械工程中节材问题探究

【摘要】随着我国经济的快速发展，作为经济发展重要基石的机械工业也随之取得了飞

速发展。然而，在取得成绩的同时，还应该看到，我们付出了高额的能源代价，能源短缺已
成为我国经济社会发展的致命瓶颈。我国

GDP 占全世界的 4％，而能源消耗却占到了

10％，已成为世界第二大能源消耗国。为维持经济和社会的可持续发展，我们必须节约资源
消耗，在机械工程中节材是社会可持续发展的必然要求。

 

　　【关键词】机械工程；节材

 

　　一、机械工程中材料消耗的现状

 

　　（一）在机械产品成本中，原材料费用过高。

 

　　根据国家有关部门对机械系统近万个企业进行的统计结果表明：每年消耗钢材

1000 万

吨，占全国的

15％-20％。原材料费用平均占机械产品成本的 60％以上。 

　　（二）钢材利用率低。

 

　　据统计，我国机械工业钢材利用率权为

60％左右，与发达国家相比，有 10％-15％的

差距。每提高一个百分点就意味着可节约

10 万吨钢材。我国机械工业的铸、锻件综合废品率

偏高，造成原材料和能源的浪费，有人调查过部分企业，铸铁件废品率为

12％-14％，铸钢

件废品率为

10％-11％，有些厂甚至高达 20％，而国外一般低于 5％。另外我国重要的基础

件的寿命短，如模具仅为发达国家的

1／3。与国家有关机械系统节约材料技术政策中的要

求相差甚远。

 

　　二、机械工程中节材的途径

 

　　机械工业节约材料的重点是钢材等金属材料，同时也要注意节约其他原材料。从技术经
济角度来看，机械工业节材必须考虑以下四个方面：降低产品的材料消耗；减少制造过程
中的材料消耗量；提高产品质量；延长产品规定的服役期间。

 

　　（一）采用先进技术，提高利用率。

 

　　采用先进制造技术，提高铸件精度，推广精密性成形技术，在金属件生产中扩大中精
锻件比例，使模锻、精锻件比例提高

60％以上；继续推行集中下料、科学套材、改进下料工

艺和装备，推广各种精密，自动、数控编排的切割技术，采用带锯床、中温剪切等下料新设
备；大力采用先进焊接技术，减少焊条用量；采用先进的热处理技术，提高零部件寿命；
推广可控气氛，少、无氧化热处理工艺和锻造用保护气氛加热工艺和装备，减少金属氧化损
失；采用材料表面处理技术，提高材料表面性能，实现节材低耗；对于关键基础体（轴承、
齿轮、弹簧、液压气动元件、模具等），扩大采用精炼钢和脱氧钢，以及行之有效的热处理和
表面热处理新技术，显著延长其使用寿命。如上海某公司采用切削活塞，其材料利用率为
43.5％，改用冷挤压后可达 92％。某大型轴承厂采用高速镦锻生产线，使直径在 50mm 以下
的套圈材料利用率从

9.9％提高到 42％，—年节钢 1800 吨。 

　　（二）采用先进的防腐蚀技术，延长设备的使用寿命。

 

　　在国民经济中不论哪个部门都毫无例外地存在着腐蚀问题。腐蚀给人们造成的危害是很
大的，它一方面造成设备、零件等材料的直接损失，另一方面还造成影响正常生产，恶化操
作环境，影响产品质量，新工艺不能上马，设计保守，以及发生人身安全事故等一系列重
大的损失。据有关资料介绍，估计全世界每年腐蚀损失

100 亿英镑（折合人民币约 590.8 亿

元）。全世界每年金属的腐蚀损失约为全年总产量的

20％，也就是说全世界每年约有 1 亿

吨金属因腐蚀而损失掉。由此可见，腐蚀是自然界的浪费之一。因此，防腐蚀也是机械工程
中节材的又一重大技术课题。随着科学技术的飞速发展，新的防腐蚀材料和方法的不断涌现，
防腐蚀技术也在不断提高。例如：我军装备维修表面工程研究中心在海军猎潜艇上推广新型