农业机械制造材料的选择和应用

甘肃畜牧工程职业技术学院 王祎才

前言

如今我们生活在信息化的大时代，面临着工业新革命的同时，对农业机械制造材料也需要创新性改革，相对传统农业机械制造材料，新型制造材料的地位变得越来越重要，传统材料不再是不可替代的必需品。在新型材料层出不穷的新时代，合理使用各种材料对于我们在农业制造中的效率也是有一定的帮助，如果能够让机械设备最大化发挥它们的作用，对于我们在农业生产中的帮助会起到事半功倍的效果，对农业生产中的效率以及质量，都是有很重要的帮助的。农业机械制造材料在一定程度上过于抽象，如果只是从理论上去理解，很难一步就达到最终的目的。而将理论与实践融合发展探索的话，更能够提高我们选择材料时的效率，也能够节省成本。因此，本文分析了农业机械制造材料的选择和应用。也验证了不同材料对于机械设备的效率和质量的影响。有助于在未来的农业生产过程中更好地选择机械制造材料，从而推进农业生产的不断提高，希望能够对当前农业生产提供一些帮助。

1 现今主要的农业机械制造材料

农业机械制造材料主要包括钢管和冷弯型钢、合金钢和低合金钢、硬质合金、特种铸铁、粉末冶金材料、工程塑料、橡胶等。不同的材料在不同设备中发挥的作用是不同的，只有因地制宜地使用农业机械制造材料才能最大化发挥机械制造设备的作用，从而能够在生产中起到事半功倍的效果。像钢管合金等坚硬材料需要在一些大型设备的支撑以及连接环节去使用，而对于工程塑料、橡胶等特殊材料需要在工程制造的运转环节上使用，比如对于机械制造设备的移动处，比如轮胎需要采用橡胶材料可能会更有助于机器的运转。而对于工程塑料，需要在特定的环节下去使用。工程塑料的坚硬程度远不如钢以及合金等材料高，更多的应用在一些遮挡处等。所以不同的材料在设备的制造过程中应用场景是不一样的，我们需要把理论和实践更好地结合起来去选择我们在机械制造过程中的材料。当然，在这个行业里面还是有很多新兴的技术，随着人类社会科学水平的进步和科研力量的提升，这些技术也必将得到进一步完善和优化，为人类的生活带来更加美好的明天。

2 工程塑料在农业机械制造的应用

工程塑料具有良好的耐磨性。它在经受各种恶劣的外界条件时仍能保持较强的韧性和抗疲劳性能，这些优异性质让它被广泛地应用到汽车、摩托车、飞机、电子产品等领域，并且在国内的汽车配套市场占据了重要地位，甚至在国际上都有着举足轻重的影响力。目前全球范围内已经出现了几十家工程塑料公司和企业，它们凭借其先进的工艺，成熟的生产线和丰富的产品储备迅速发展壮大。因此，工程塑料作为最早开始大规模商业应用的材料之一，正在逐渐取代传统塑料成为汽车、航空、医疗、建筑、包装印刷等诸多行业的首选原材料。而对于那些想要快速抢占工程塑料市场份额的企业来说，这无疑又是一次千载难逢的机遇。工程塑胶可以做成不同形状的零部件。它们本身的物理特点决定了它们只适合做成圆柱体或者扁平体的形状，所以通过改变结构就能够实现形状的调整，从而满足各种不同的需求。比如，我们常见到的轮胎，其实就是利用橡胶制造而成，但是如果使用工程塑胶制品来替换，就可以很容易地将轮胎拆除，再重新加固成为完好的轮胎。工程塑料具有良好的耐候性和阻燃性。当温度升高时，工程塑胶表面会吸附大量水分，这样会降低其强度。而在低于零下30摄氏度的环境下，它们还能继续保持较高的强度。因此在寒冷气候条件下使用的工程塑料制品都能长久地保持其优异的力学性能。另外，随着工程塑料的广泛应用，其价格也越发昂贵。虽然其生产技术已经非常成熟，但仍旧存在许多问题亟待解决，例如成型工艺复杂，设备投资巨大等，导致目前工程塑料在国内的普及率仅达10%左右。因此，未来工程塑料行业的竞争将更趋激烈，并且随着人类社会向信息化、绿色化方向迈进，工程塑料作为信息化、网络化时代的主流产物必将迎来更快速、更健康、更安全、更广阔的发展空间。

3 木塑复合材料在农业机械制造的应用

随着资源的日益匮乏，人们对于新型材料的需求与日俱增，农业机械的应用商对新型材料的研发力度逐渐加强。其中木塑复合材料作为当前应用较为广泛的一种复合型新材料，它是以木质纤维作为主要的成分进行加工处理，与树脂等人工合成的纤维进行结合而形成的新材料，这类材料能够弥补传统的天然材料的缺陷，同时将多种材料的长处加以结合，发挥优势，使农业机械制造的过程当中机械的物理性能增加，使用性能提升，同时降低生产成本，扩大机械的应用范围。

木塑复合型材料，在农业机械的应用上有着非常强大的优势，它的弹性相较其他合成材料会更好。由于木塑复合材料中掺杂塑料等成分，其表面硬度会比天然木材高至五倍左右，与木材相比较，它对于一些冲击和磨损有很强的抵抗能力，不会轻易滋生细菌，也很难被腐蚀，使用的年限可以有效提升。同时，木塑复合型材料的来源广泛，具备很强的环保性，它能够把人们生活的垃圾转化为有用的能源，增强垃圾的回收性，可以实现垃圾分解，减少白色污染，是一种新型的环保产品，它的应用广泛，可应用在室内装饰、建筑业以及铁路建筑等方面。

而且随着技术的不断完善，木塑复合型材料的性能也在逐渐提升。由于农业机械主要应用于畜牧业的生产和作物的栽培过程中，这些机械接触到的环境往往都是室外潮湿或易污染的地方，机械接触的物质不一，所以要求材料必须有一定的稳定性。在操作的过程中，农业机械可能会与地面的石块、土壤、植物根茎甚至牲畜进行摩擦或碰撞，容易造成损坏。在引入了木塑复合型材料之后，能够有效地利用木塑复合型材料的弹性进行损害地避免，降低使用者在农业工作过程中的成本投入，同时由于木塑复合材料具备力学强度和声学性能。它的能源消耗较低，加工时间较短，也能够大量进行生产，及时满足用户的需求。

随着人们对木塑复合材料的认识不断加深，木塑复合材料的生产工艺逐步提高，木塑复合材料在提高结构材料的力学强度和声学性能，降低材料的重量、能源燃料消耗及生产成本，减少加工时间，提高乘客的安全性和在极端的温度变化时的防碎性能上都有很好的表现，因此被广泛应用于汽车、建筑、船舶、电子和航空航天等领域，用作结构件的技术已经非常成熟，其在特种环境下的良好表现也深受各产业的喜爱。这对于农业机械比较传统的材料应用是一个很好的启发。将塑料材料与非金属材料进行混合，具备抗腐蚀性强、费用低、重量轻等优势，可以在农业机械制造的过程中应用于需要进行绝热保温的部件制造中，在车辆的装饰美化方面也可以起到很好的效果。整个农业机械的制造既有内事件和外事件，又有内部零件和外部零件的区分。在使用复合材料的时候，考虑到强度的问题和腐蚀性能的高低，可以将木塑型材料应用在其中，提升农业机械的零件耐用性。

4 轻量化材料在农业机械制造的应用

农业机械轻量化的材料也呈现多样化的趋势，再进行农业机械的性能提升过程中采用混合材料的轻量化材料，能够提高力学性能，从研发成本上进行优化，减少投入资金，同时赋予的产品材料也可以进行回收利用，具有非常广阔的前景，也具备非常强大的适用性。随着环境污染和能源危机的加严重，全球在机械生产中都要求能够降低碳的排放，规划整个设计领域的节能计划。所以在实现农业机械化的过程中，也要考虑到环保的问题，要减少油耗，增强机械的使用性和耐用性，降低农户的生产成本。应用轻量化的农业机械技术进行机械生产制造，成为了当前的生产潮流。在农业机械的车辆性能提升中，轻量化具备非常稳定的优势，它能够起到节能的效果，将农业机械车体的结构零部件进行薄壁化、中空化和集成化，从而降低研发的成本，使农业机械的架构和整体的机械覆盖重量有效减轻。当农业机械的重量被减轻之后，就可以在使用的过程中降低油量的消耗，从而减少废气的排放。目前常用的轻量化材料包括高强度钢、铝合金、镁合金、钛合金等。

高强度钢材主要应用于车辆的制造过程中，其性能要比其他金属制造材料高达四倍以上。金属制造材料的轻量化能够使车辆驾驶的安全性提升，在农业机械制造过程中，通过既定的费用达到最大化的车辆驾驶安全性。在农业机械的设计中，由于高强度钢板能够提升抗撞性，可以减轻车辆的自身重量，让车身的零部件变薄，也使得空间变大。零件的支撑截面缩小，让整个农业机械车辆的抗疲劳性能提升，改善车辆制造行业当中安全与重量之间的矛盾。虽然农业机械制造中对高强度钢的应用较为普遍，但是由于高强度钢的延展性较低，在进行硬度的提升过程中，它的延展性成负比例增长。所以要想提升农业制造车辆的性能，必须要持续改进轻量型材料。

铝合金作为一种屈服强度与钢材质一样的轻金属，它的密度只占钢材料的一半，在进行农业机械制造的过程中，可以降低质量的数值，起到节能减排和保护环境的效果。但铝合金研发的成本相较于普通材料较高，在农业机械的应用过程中，还不是非常普及，主要用于集中制造一些用来保护驾驶员安全的配件。因为应用铝制材料进行农业机械制造时，可以使车身的质量有效减轻，在覆盖了农机的前后车身以及车身横梁之后达到行驶速度相同的情况之下，动能的有效降低，当发生不必要的意外时，能够最大化地降低人员伤亡，减少伤害。

镁合金的力学性能与铝合金相仿，但它的密度要比铝合金更小，减震能力也比铝合金和钢制材料更强一些，并且在环保的角度考虑，铝合金的回收性好，可以实现材料的再利用，是农业机械生产制造过程中较为优质的材料。根据镁合金的去服强度高、加工性能好、重量轻等优点，在进行农业机械的各零部件设计中可以充分地应用。例如，在农机的内部进行系统化的窗，框架装置、转向盘、座椅底座、前支架、车身、车门等仪器的装配中都可以采用。另外，农机的动力传动系统中也可以应用。使用镁合金能够让农业机械的发展更具有科技性，让驾驶的安全性、行驶的舒适性都得到保障，是未来农机发展的重要方向。

目前，镁合金材料已经被列入到国家长期发展的科技计划当中，农业机械制造领域的未来与镁合金的研究密切相关。在使用高性能的镁合金材料技术过程中，农业机械生产制造业必须要提升对于镁合金的认知。考虑到镁合金性能的诸多因素，要选择适合镁合金材料应用的内容，比如镁合金材料的耐腐蚀性，相较其他制作材料更差一些，所以在农业机械制造中，需要将其应用在车辆工作环境较好的部分，保障镁合金材料处于机械的内部，使机械的设计制造既能满足轻量化，又能够满足经济需要。

钛合金各个方面的性能良好，相比于其他几种材料有很大的优势。它的优点是重量轻、密度低、屈服强度高、耐高温、耐腐蚀性好等，适合用在农业机械上。通过减轻农机工作部件的重量以及缓解车架相关结构零件的负载能力，提高内部的发动机性能，能很好地降低农机作业时的车身震动，提高工作效率。

钛材料在环保方面的性能也是不错的。因为其本身有着新型材料的特点，所以钛合金材料在农业机械的生产中受到了广泛制造商的关注。它的本身密度并不高，介于铝制合金和铁材料的密度值之间。在进行农业机械的生产中，要充分利用它的性能优势，用其来设计各种零件。钛合金材料可以应用于农业机械的排气系统中，特别是农业车辆的排气系统。它的零器件会比其他的材料制成轻便许多，并且具有很强的稳定性，能够保障在农业机械的生产工作中强度和车速不变的前提之下，达到燃料的节省和时长的增加。现如今，钛加工技术越来越完备，一些经过改善后的加工设备、刀具能对大型结构件、零构件实现精准加工处理，大大提高了加工制造的效率。虽然车辆轻量化技术发展较快，但是钛合金在国内制造行业中的使用并不多，最根本问题就是钛合金材料价格昂贵，各个零部件加工费用高，焊接技工差也是亟待解决的问题。在未来的发展趋势中，如果可以降低原材料的研发费用，降低钛制零部件的销售价格，并通过有效的加工方法改善钛合金性能，就能促使钛合金在各个领域的应用发展。

5 结语

科学技术不断发展的今天，不同的农业机械制造材料遍布我们农业制造的每一个角落，更好的应用农业机械制造材料在农业机械设备中，对农业的发展过程有重要的帮助，如果能够让机械设备最大化地发挥其作用，对于我们在农业生产中的帮助会起到事半功倍的效果，在农业生产中的效率以及质量，都是有很重要的帮助。因此，本文分析了农业机械制造材料的选择和应用。也验证了不同材料对于机械设备的效率和质量的影响。有助于在未来的农业生产过程中更好地选择机械制造材料，从而推进农业生产的不断提高。