浅谈提高机械加工材料利用率的途径
摘要：本文通过对机械加工材料消耗现状的分析，阐述了提高材料利用率，顺应节能、低碳时代需要的必要性，以及提高材料利用率的途径和方法。
关键词：机械加工、材料利用率
一、机械加工中材料消耗现状
（一）在机械产品成本中，原材料费用过高
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：原材料费用平均占机械产品成本的60%以上，在材料成本日益上升，市场竞争日益激烈的形式下，对企业来说减少不必要的消耗，就等于创造利润。
（二）钢材利用率较低
我国是制造业大国，据统计，我国机械加工行业钢材利用率普遍较低，仅为为60%左右，与发达国家相比，有较大差距。
铸、锻件综合废品率偏高，造成原材料和能源的浪费，据调查部分企业，铸铁件废品率为12%—14%，铸钢件废品率为10%—11%，有些企业甚至高达20%，而国外一般低于5%。
另外重要的基础件寿命短的现象较为普遍，如模具寿命仅为发达国家的1/3。
二、机械加工提高材料利用率的途径
机械加工工业从技术经济角度来看，提高材料利用率应考虑以下几个方面：
合理的产品设计；减少制造过程中的材料损耗量；提高产品质量，
延长产品的服役期。
（一）合理的产品设计，充分发挥材料潜力
1、提高产品设计水平，充分发挥材料潜力，降低材料消耗。
大力推广计算机辅助设计，优化设计，使产品既可靠安全又结构紧凑，用材合理；适当提高材料使用强度等级，充分发挥材料性能潜力，降低材料消耗。
在机械制造设计中通过cad进行二维绘图以及三维造型，然后经过结构分析，最终进行三维实体造型，使得产品构造得到最大限度的优化。
同时，设计还应考虑结合钢材市场材料规格，尽可能地降低材料损耗。
2、扩大新材料应用，改善用材结构，提高用材水平，积极推广各种高强度低合金钢、冷成形钢、冷拔钢管等高效钢，使用切削钢、新型模具钢、感应淬火钢等节能节材新材料；扩大硬质合金材料的使用，扩大粉末冶金材料在汽车、拖拉机和家用电器等方面的应用；在汽车、农机和交通运输设备中，开发应用工程塑料和复合材料，如用高强度低合金钢代替普通碳钢制作一般承载构件，重量可以减轻10%—30%。
（二）制造过程采用先进技术，提高材料利用率
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、精锻件比例提高到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；推广少氧、无氧化热处理工艺和锻造用保护气加热工艺和装备，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，实现节材降耗；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，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。
如河北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%。
（三）采用先进的防腐蚀技术，延长零件、设备的使用寿命
在机械制造业中普遍存在着材料防腐问题，腐蚀给人们造成的危害很大，它一方面造成设备、零件等材料的直接损失，另一方面还影响正常生产，恶化操作环境，影响产品质量，以及发生人身安全事故等一系列重大隐患。
据有关资料介绍，估计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，触目惊心呀。
由此可见，腐蚀是巨大的浪费之一，因此，防腐也是机械制造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潜艇上推广新型电弧喷涂防腐技术，可使潜艇钢结构的防腐寿命从5年延长到15年。
三、对节材降耗、提高材料利用率的前景展望
（一）我国进入wto后，新技术发展面临机遇和挑战，发展再制
造业是应付这种挑战的一种有效手段，使用再制造产品将再制造业降低成本，节约资源，减少污染。
（二）机械加工企应将节约原材料贯穿于原材料生产、产品设计制造及使用的全过程，其中在制造过程中节材是潜力最大、最易见效的一个环节。
因此要大力开发和使用先进技术、工艺和装备，大幅度提高国产技术装备水平，加速传统产业技术升级。
（三）基于以上论述，建议机械加工企业在节材降耗方面下足功夫，力争平均钢材利用率达80%，铸造综合体废品率下降至5%以下，并将关键基础件的平均使用寿命延长30%以上。
四、结束语
随着现代工业的发展，资源、能源及环境保护的问题日益突出。
因此，在机械制造中考虑对原材料节约，提高其利用率，已成为势在必行。
考虑国内的资源及市场供给情况，机械制造企业应尽量选用生产过程耗能低的材料。
节材与节能的结果必然减少了环境的污染，有利于保护生态环境。
从人类可持续发展的战略高度出发，节约原材料，代用稀缺物资，应是现代机械制造业必须持续探讨的重要课题。