1. Vật liệu cơ khí là gì? Các nhóm vật liệu cơ khí hiện nay

1.1. Vật liệu cơ khí là gì?

Vật liệu cơ khí là những chất hay hợp chất được sử dụng trong quá trình sản xuất cơ khí và được ứng dụng trong nhiều ngành nghề khác nhau. Cụ thể hơn, vật liệu cơ khí là những nguyên vật liệu giúp con người tạo nên những sản phẩm trong đời sống có tính ứng dụng cao như các thiết bị máy móc, điện lạnh, công trình, dụng cụ kỹ thuật, nhà ở.

1.2. Có mấy loại vật liệu cơ khí?

Trong gia công cơ khí, có nhiều vật liệu khác nhau được sử dụng và dựa theo tính chất, chúng ta có thể phân loại chúng thành các nhóm khác nhau.

1.2.1. Vật liệu kim loại

Vật liệu kim loại là những vật liệu có ánh kim, dẫn điện tốt, dẫn nhiệt tốt và độ dẻo cao, dù ở nhiệt độ thường cũng dễ dàng biến dạng và kém bền vững hóa học, nhưng lại có một số kim loại dẻo và bền ở nhiệt độ cao lẫn thấp. Một số vật liệu kim loại thường gặp là gang, thép, nhôm, đồng… 

Có thể thấy, kim loại có tính chất đa dạng và kỳ lạ, mỗi một loại sẽ có một tính chất riêng. Chẳng hạn như ở nhiệt độ -30 độ C, thủy ngân tồn tại ở thể lỏng; liti khó nhấn chìm trong nước và chỉ nhẹ bằng nửa nước; nếu không nung chảy Vonfram quá 3410 độ C thì nó không hề bị hóa lỏng; một trong những nhà của các loại kim loại nặng là Osimi thì chìm dưới đáy nước, vì mật độ của nó lớn gấp nước 20 lần. Trên Trái Đất có hàm lượng Franci ít đến mức chỉ tính bằng gram, bù lại chúng ta rất giàu nhôm trong vỏ Trái Đất, chỉ thua silic và oxy.

1.2.2. Vật liệu vô cơ – ceramic

Ceramic là vật liệu vô cơ có đặc tính không biến dạng và tính dẫn điện kém, rất giòn và nóng chảy ở nhiệt độ cao. Bạn có thể trông thấy các sản phẩm được làm từ ceramic phổ biến như thủy tinh, sứ, gốm, gạch thường…

Những vật liệu ceramic được tìm thấy trong những năm gần đây có những tính năng vượt trội như chịu nhiệt tốt, nhẹ, có khả năng chống mài mòn tốt, có thể ứng dụng nhiều trong công nghiệp điện tử hàng không – vũ trụ, công nghiệp điện.

1.2.3. Vật liệu kết hợp – compozit

Compozit là vật liệu được hình thành bằng việc sử dụng hai hoặc nhiều vật liệu trở lên kết hợp với nhau. Ví dụ như các vật liệu kết hợp giữa polyme hoặc kim loại hay giữa ceramic và polyme. Hoặc phải nhắc tới ví dụ điển hình là bê tông cốt thép, được kết hợp giữa vật liệu vô cơ là bê tông và kim loại là thép tạo nên tính chịu kéo tốt, chịu nén tốt trong kết cấu.

1.2.4. Vật liệu hữu cơ – polyme

Polyme có khả năng biến dạng ở nhiệt độ cao, có tính dẫn điện kém, trong nhiệt độ thường khá bền vững. Có một số vật liệu polyme có khả năng cách điện tốt, có khả năng biến dạng dẻo ở nhiệt độ cao, giòn ở nhiệt độ thấp và bền vững hóa học ở ngoài không khí hay nhiệt độ thường.

Một số vật liệu hữu cơ phải kể tới như nhựa PVC, PE, cao su, gỗ và một số vật liệu nhân tạo. Polyme gồm những chất hữu có cơ cacbon, không có cấu trúc tinh thể ở hầu hết polyme và có cấu trúc đa phân tử. Tuy vậy, polyme đôi khi có cấu trúc hỗn hợp là vô định hình và tinh thể.

2. Vật liệu cơ khí có những tính chất nào?

Sau khi đã hiểu rõ vật liệu cơ khí là gì, chúng ta cùng tìm hiểu vật liệu cơ khí có những tính chất gì nhé!

Nguyên liệu gia công cần phải lựa chọn kỹ càng, cẩn thận thì mới có thể tạo nên những sản phẩm cơ khí có độ chính xác cao và chất lượng. Do đó, một bước vô cùng quan trọng chính là cần phải nắm rõ được các tính chất cơ bản của vật liệu cơ khí.

Cụ thể, vật liệu cơ khí có những tính chất như sau:

- Tính chất vật lý: Có tính dẫn điện, nhiệt độ nóng chảy, khối lượng riêng và tính dẫn nhiệt.

- Tính chất cơ học: Tính dẻo, tính cứng và tính bền.

- Tính chất hóa học: Có tính chịu muối, axit và có khả năng chống ăn mòn.

- Tính chất công nghệ: Có khả năng gia công cắt gọt, tính hàn, tính rèn và tính đúc.

Khi hiểu rõ tính chất của vật liệu cơ khí, bạn có thể lựa chọn phương pháp gia công phù hợp nhờ biết được tính chất gia công của chúng, dễ hay khó, từ đó gia tăng chất lượng và năng suất sản phẩm.

3. Một số loại vật liệu cơ khí phổ biến và khả năng ứng dụng

Trong gia công cơ khí hiện nay có nhiều vật liệu cơ khí khác nhau, mỗi máy móc, sản phẩm sẽ sử dụng một hay nhiều vật liệu nhất định. Dưới đây là một số vật liệu cơ khí phổ biến được ứng dụng nhiều nhất hiện nay:

- Sắt: Sắt là vật liệu được dùng để sản xuất, gia công cơ khí chiếm tới 95% tổng khối kim loại trên thế giới dùng trong việc sản xuất. Sắt có khả năng chịu lực tốt, có giá thành khá rẻ, độ cứng cao và độ dẻo nhất định. Những sản phẩm gia công từ sắt thường được ứng dụng trong ngành công nghiệp sản xuất thiết bị nhà bếp, gia dụng, máy móc cơ khí hay sản xuất ô tô…

- Thép, inox: Thép và inox có giá thành khá rè và nhờ đặc tính dễ cán, rèn, kéo sợi nên được sử dụng rộng rãi trong quá trình gia công cơ khí. Một số sản phẩm từ inox và thép đa dạng như: cửa, bàn ghế, sản phẩm y tế, quốc phòng…

- Nhựa: Dù trong đời sống hàng ngày hay sản xuất công nghiệp, nhựa là vật liệu có tính ứng dụng cao. Với ưu điểm nhẹ, chịu mài mòn, chịu được sự tác động trong môi trường hóa chất và có tính cách điện tốt, nhựa được sử dụng rộng rãi. Một số sản phẩm làm từ nhựa phổ biến như ống nước, công tắc, ổ cắm, đầu nối, thìa, bàn ghế…

- Gang: Gang là một hợp kim tập hợp nhiều nguyên tố khác nhau như cacbon (chiếm hàm lượng cao lớn hơn 2,14%), sắt, Si, P, Mn, Cr, S, Cu, Ni, Mg, Mo… Gang có tính đúc tốt, có độ chảy loãng cao, có lực nén mạnh, độ co ngót ít, có khả năng chịu mài mòn ổn định và khả năng chịu tải trọng lĩnh tốt. Tuy vậy, gang cũng có nhược điểm là chịu va đập kém, giòn dễ gãy.

Có hai loại gang phổ biến là gang graphit và gang trắng, mỗi loại có tính chất và thành phần khác nhau. Gang được ứng dụng để gia công cơ khí cho vỏ máy, thân máy, bánh răng, bánh đai, trục cán, ổ trượt…

- Nhôm: Nhôm có đặc tính nhẹ hơn sắt, bền, tính dẫn nhiệt, tính chống ăn mòn cao, dẫn điện tốt, cho nên những sản phẩm được làm từ nhôm được nhiều người ưa thích.

Trong sản xuất, nhôm được ứng dụng rất nhiều, ví dụ như ngành cơ khí gia công chi tiết máy, chế tạo vỏ vệ tinh nhân tạo hay khinh khí cầu, hoặc chế tạo ra nhiều sản phẩm có tính trang trí mỹ thuật.

Hy vọng qua bài viết này, bạn đã biết được vật liệu cơ khí là gì và những loại vật liệu cơ khí được sử dụng phổ biến. Vật liệu cơ khí là những vật liệu quan trọng, giúp gia công nên các sản phẩm, máy móc, thiết bị trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Ngày nay, với sự phát triển của công nghệ, vật liệu cơ khí ngày càng được gia công chi tiết và sáng tạo, đáp ứng được nhu cầu của con người và xã hội.