金屬冶煉與加工技術(shù)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)

金屬冶煉與加工技術(shù)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)TOC\o"1-2"\h\u15022第1章金屬冶煉基礎(chǔ)知識(shí) 422581.1金屬的結(jié)晶與組織 4195431.1.1金屬結(jié)晶 463131.1.2金屬組織 4197191.2冶煉過(guò)程原理 525921.2.1熱力學(xué)原理 545181.2.2動(dòng)力學(xué)原理 557091.2.3電化學(xué)原理 5285721.2.4物理化學(xué)原理 617174第2章煉鐵技術(shù) 6109842.1高爐煉鐵工藝 629132.1.1原料準(zhǔn)備 697492.1.2高爐結(jié)構(gòu) 6219632.1.3煉鐵過(guò)程 6273002.2熱風(fēng)爐操作 755952.2.1燃燒器選擇與布置 755972.2.2熱風(fēng)溫度控制 751402.2.3熱風(fēng)爐的換爐操作 7218062.3其他煉鐵方法簡(jiǎn)介 7315702.3.1直接還原煉鐵 7139522.3.2電爐煉鐵 7323412.3.3氣基還原煉鐵 7297352.3.4熔融還原煉鐵 715981第3章煉鋼技術(shù) 8249203.1轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝 893673.1.1轉(zhuǎn)爐概述 88393.1.2轉(zhuǎn)爐煉鋼原料 8103943.1.3轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程 811283.1.4轉(zhuǎn)爐煉鋼操作要點(diǎn) 876433.2電爐煉鋼工藝 8231303.2.1電爐概述 871713.2.2電爐煉鋼原料 8318803.2.3電爐煉鋼過(guò)程 824783.2.4電爐煉鋼操作要點(diǎn) 8144733.3煉鋼過(guò)程中的爐外精煉 8168303.3.1爐外精煉概述 8232353.3.2爐外精煉方法 9204783.3.3爐外精煉操作要點(diǎn) 9217233.3.4爐外精煉設(shè)備 926691第4章鑄造技術(shù) 963974.1砂型鑄造工藝 949084.1.1概述 9225244.1.2砂型制備 997644.1.3澆注與冷卻 94724.1.4鑄件清理 921464.2金屬型鑄造工藝 1090204.2.1概述 1053684.2.2金屬型制備 10204414.2.3澆注與冷卻 10107914.2.4鑄件清理 1022664.3壓力鑄造與真空鑄造 10144884.3.1壓力鑄造 10183754.3.2真空鑄造 1031025第5章鍛造技術(shù) 11229155.1自由鍛造工藝 11262555.1.1工藝概述 11210765.1.2工藝流程 11162505.1.3注意事項(xiàng) 11274145.2模鍛工藝 11168435.2.1工藝概述 11227845.2.2工藝流程 1124545.2.3注意事項(xiàng) 12319145.3鍛造加熱與冷卻 1278335.3.1加熱 12271935.3.2冷卻 12190115.3.3注意事項(xiàng) 127122第6章焊接技術(shù) 12252966.1氣體保護(hù)焊 12268236.1.1概述 12236186.1.2設(shè)備與材料 13284486.1.3焊接工藝 13138996.2電阻焊與釬焊 13190476.2.1電阻焊 13221176.2.1.1設(shè)備與材料 1325356.2.1.2焊接工藝 1360456.2.2釬焊 13106786.2.2.1設(shè)備與材料 13260906.2.2.2釬焊工藝 14115896.3自動(dòng)焊接技術(shù) 14104976.3.1概述 14121136.3.2設(shè)備與材料 1489676.3.3焊接工藝 146753第7章金屬熱處理技術(shù) 14188327.1鋼鐵的熱處理原理 1456917.1.1相變規(guī)律 1450627.1.2熱處理工藝參數(shù) 14230267.2常見(jiàn)熱處理工藝 15201517.2.1退火 15203517.2.2正火 15207557.2.3淬火 1574257.2.4回火 15291597.2.5滲碳 1523267.3熱處理質(zhì)量控制 155317.3.1工藝參數(shù)控制 1568957.3.2設(shè)備和儀表校準(zhǔn) 15180627.3.3材料檢驗(yàn) 1571787.3.4工藝過(guò)程監(jiān)控 1686327.3.5質(zhì)量檢測(cè) 164281第8章金屬表面處理技術(shù) 16195278.1金屬腐蝕與防護(hù) 1696928.1.1金屬腐蝕原理 16170438.1.2金屬腐蝕分類(lèi) 16177878.1.3金屬腐蝕防護(hù)措施 16290058.2表面涂裝技術(shù) 16207728.2.1表面涂裝技術(shù)種類(lèi) 17176418.2.2表面涂裝施工方法 17143878.3電鍍與化學(xué)鍍 1764548.3.1電鍍?cè)?1744718.3.2化學(xué)鍍?cè)?17130648.3.3電鍍與化學(xué)鍍工藝 17232408.3.4常見(jiàn)問(wèn)題及解決辦法 1731710第9章特種金屬冶煉與加工技術(shù) 18221579.1鋁的冶煉與加工 18142999.1.1鋁的冶煉 18323319.1.1.1冶煉工藝流程 18288339.1.1.2設(shè)備選擇與操作要點(diǎn) 18313959.1.2鋁的加工 18255339.1.2.1加工方法 18216289.1.2.2工藝流程及質(zhì)量控制 18311819.2銅的冶煉與加工 19287039.2.1銅的冶煉 19131959.2.1.1冶煉工藝流程 19108969.2.1.2設(shè)備選擇與操作要點(diǎn) 1993029.2.2銅的加工 19292999.2.2.1加工方法 1935819.2.2.2工藝流程及質(zhì)量控制 19166899.3鈦的冶煉與加工 1940449.3.1鈦的冶煉 19159399.3.1.1冶煉工藝流程 19110629.3.1.2設(shè)備選擇與操作要點(diǎn) 20260559.3.2鈦的加工 20129399.3.2.1加工方法 2053229.3.2.2工藝流程及質(zhì)量控制 206809第10章金屬加工工藝與設(shè)備 201253410.1金屬切削加工工藝 201182610.1.1概述 20370610.1.2車(chē)削加工 202326310.1.3銑削加工 20368710.1.4鉆削加工 211851810.1.5磨削加工 2122610.2金屬塑性加工工藝 211443810.2.1概述 212913210.2.2鍛造加工 212341510.2.3擠壓加工 213170110.2.4拉拔加工 212606010.2.5沖壓加工 212383810.3金屬加工設(shè)備選型與維護(hù) 212155410.3.1設(shè)備選型原則 21864910.3.2常見(jiàn)金屬加工設(shè)備 2170110.3.3設(shè)備維護(hù)與管理 22第1章金屬冶煉基礎(chǔ)知識(shí)1.1金屬的結(jié)晶與組織金屬的結(jié)晶與組織是金屬冶煉過(guò)程中的基本概念，對(duì)于理解金屬的性質(zhì)和加工過(guò)程具有重要意義。1.1.1金屬結(jié)晶金屬結(jié)晶是指金屬原子在冷卻過(guò)程中由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過(guò)程。金屬原子在液態(tài)時(shí)呈無(wú)序分布，而在結(jié)晶過(guò)程中，原子按照一定的規(guī)則排列成晶體結(jié)構(gòu)。金屬結(jié)晶過(guò)程主要包括以下幾個(gè)階段：（1）形核：在過(guò)飽和溶液中，原子團(tuán)聚集形成穩(wěn)定的晶核；（2）生長(zhǎng)：晶核周?chē)脑硬粩喔街诰Ш松?，使晶體逐漸長(zhǎng)大；（3）晶粒細(xì)化：在金屬結(jié)晶過(guò)程中，晶粒不斷細(xì)化，提高金屬的力學(xué)功能。1.1.2金屬組織金屬組織是指金屬內(nèi)部晶粒的排列、形狀和大小。金屬組織對(duì)金屬的力學(xué)功能、物理功能和化學(xué)功能具有重要影響。金屬組織可以分為以下幾類(lèi)：（1）等軸晶組織：晶粒呈等軸狀，大小均勻，常見(jiàn)于純金屬和低合金鋼；（2）樹(shù)枝晶組織：晶粒呈樹(shù)枝狀，具有明顯的生長(zhǎng)方向，常見(jiàn)于高合金鋼；（3）層狀晶組織：晶粒呈層狀排列，常見(jiàn)于銅、鋁等金屬的鑄造組織；（4）定向凝固組織：晶粒沿一定方向排列，具有各向異性，常見(jiàn)于定向凝固技術(shù)制備的金屬材料。1.2冶煉過(guò)程原理冶煉過(guò)程是將金屬原料轉(zhuǎn)化為具有一定純度和功能的金屬產(chǎn)品的過(guò)程。冶煉過(guò)程主要包括以下幾個(gè)基本原理：1.2.1熱力學(xué)原理熱力學(xué)原理是指在冶煉過(guò)程中，通過(guò)加熱、冷卻等手段，使金屬原料的化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)和組織發(fā)生變化，以達(dá)到所需的功能。熱力學(xué)原理主要包括以下幾個(gè)方面：（1）化學(xué)反應(yīng)：在高溫下，金屬原料與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所需的金屬產(chǎn)品；（2）相變：通過(guò)控制溫度，使金屬原料發(fā)生固態(tài)相變，改變其組織和功能；（3）熱處理：通過(guò)加熱和冷卻，調(diào)整金屬的晶粒大小、形態(tài)和分布，進(jìn)一步提高金屬的力學(xué)功能。1.2.2動(dòng)力學(xué)原理動(dòng)力學(xué)原理是指在冶煉過(guò)程中，金屬原子、離子或分子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其與外界的相互作用。動(dòng)力學(xué)原理主要包括以下幾個(gè)方面：（1）擴(kuò)散：金屬原子在固體或液體中的自發(fā)性遷移，對(duì)于金屬的成分均勻化和晶粒長(zhǎng)大具有重要作用；（2）對(duì)流：在液體金屬中，由于溫度和密度差異引起的流動(dòng)現(xiàn)象，有助于成分均勻化；（3）攪拌：通過(guò)機(jī)械攪拌或氣體攪拌，加速金屬原子間的相互作用，提高反應(yīng)速率和成分均勻性。1.2.3電化學(xué)原理電化學(xué)原理是指在冶煉過(guò)程中，利用電解質(zhì)溶液中的離子遷移來(lái)實(shí)現(xiàn)金屬的提取和精煉。電化學(xué)原理主要包括以下幾個(gè)方面：（1）電解：利用電流通過(guò)電解質(zhì)溶液，使金屬離子還原成金屬沉積在電極上；（2）電鍍：在金屬表面沉積一層金屬，以改變其表面功能；（3）電滲：在電場(chǎng)作用下，金屬離子通過(guò)孔隙或微裂紋遷移，實(shí)現(xiàn)金屬的提取和精煉。1.2.4物理化學(xué)原理物理化學(xué)原理是指在冶煉過(guò)程中，利用物理方法和化學(xué)方法相結(jié)合的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)金屬的提取、精煉和加工。物理化學(xué)原理主要包括以下幾個(gè)方面：（1）磁分離：利用磁場(chǎng)將金屬粒子從其他物質(zhì)中分離出來(lái)；（2）浮選：利用氣泡將金屬顆粒從溶液中分離出來(lái)；（3）離子交換：利用離子交換樹(shù)脂吸附金屬離子，實(shí)現(xiàn)金屬的提取和精煉。本章主要介紹了金屬冶煉基礎(chǔ)知識(shí)，包括金屬的結(jié)晶與組織、冶煉過(guò)程原理。這些基礎(chǔ)知識(shí)對(duì)于理解金屬冶煉與加工技術(shù)具有重要意義。第2章煉鐵技術(shù)2.1高爐煉鐵工藝高爐煉鐵工藝是一種主要的煉鐵方法，其基本原理是在高溫下利用焦炭和還原劑將鐵礦石中的氧化鐵還原成金屬鐵。以下是高爐煉鐵工藝的主要流程：2.1.1原料準(zhǔn)備（1）鐵礦石：選用品位高、脈石含量低的鐵礦石，經(jīng)過(guò)破碎、篩分、洗滌等預(yù)處理過(guò)程。（2）焦炭：選用優(yōu)質(zhì)焦炭，作為高爐內(nèi)的主要還原劑和燃料。（3）石灰石：作為熔劑，用于降低爐渣的熔點(diǎn)，促進(jìn)鐵水的分離。2.1.2高爐結(jié)構(gòu)高爐主要由爐體、爐喉、爐腰、爐缸和爐底等部分組成。爐體內(nèi)壁襯有耐火材料，以承受高溫和化學(xué)反應(yīng)的侵蝕。2.1.3煉鐵過(guò)程（1）爐料的下降：鐵礦石、焦炭和石灰石等原料從爐頂加入，依靠重力下降。（2）還原反應(yīng)：焦炭在爐內(nèi)燃燒CO，與鐵礦石中的氧化鐵反應(yīng)金屬鐵。（3）爐渣的形成：脈石和石灰石在爐內(nèi)反應(yīng)爐渣，爐渣在爐缸與鐵水分離。（4）鐵水的排出：鐵水從爐缸底部流出，經(jīng)過(guò)鐵口排出高爐。2.2熱風(fēng)爐操作熱風(fēng)爐是高爐煉鐵的關(guān)鍵設(shè)備，其主要功能是為高爐提供高溫、富氧的還原氣體。以下是熱風(fēng)爐操作的主要要點(diǎn)：2.2.1燃燒器選擇與布置燃燒器應(yīng)選用高效、低氮的燃燒器，合理布置燃燒器，以保證熱風(fēng)爐內(nèi)燃燒充分、均勻。2.2.2熱風(fēng)溫度控制熱風(fēng)溫度是影響高爐煉鐵的重要因素，應(yīng)通過(guò)調(diào)整燃燒器的給風(fēng)量、給煤量等手段，使熱風(fēng)溫度保持在適宜范圍內(nèi)。2.2.3熱風(fēng)爐的換爐操作熱風(fēng)爐在運(yùn)行過(guò)程中，需定期進(jìn)行換爐操作，以保證熱風(fēng)爐的穩(wěn)定運(yùn)行。換爐操作主要包括：停爐、清灰、檢查、修補(bǔ)、重新點(diǎn)火等步驟。2.3其他煉鐵方法簡(jiǎn)介除了高爐煉鐵工藝外，還有其他幾種煉鐵方法，以下簡(jiǎn)要介紹：2.3.1直接還原煉鐵直接還原煉鐵是利用還原劑直接將鐵礦石中的氧化鐵還原成金屬鐵的方法。該方法具有節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，但生產(chǎn)成本較高。2.3.2電爐煉鐵電爐煉鐵是利用電能轉(zhuǎn)化為熱能，對(duì)鐵礦石進(jìn)行加熱和還原的方法。該方法適用于處理細(xì)小的鐵礦石，具有生產(chǎn)效率高、污染小等優(yōu)點(diǎn)。2.3.3氣基還原煉鐵氣基還原煉鐵是利用氣體還原劑（如H2、CO等）對(duì)鐵礦石進(jìn)行還原的方法。該方法具有還原速度快、生產(chǎn)過(guò)程清潔等優(yōu)點(diǎn)，但氣體還原劑的制備和回收成本較高。2.3.4熔融還原煉鐵熔融還原煉鐵是將鐵礦石和還原劑混合，在高溫下進(jìn)行熔融還原的方法。該方法具有生產(chǎn)效率高、鐵水質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)備投資和運(yùn)行成本較高。第3章煉鋼技術(shù)3.1轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝3.1.1轉(zhuǎn)爐概述轉(zhuǎn)爐煉鋼是通過(guò)在旋轉(zhuǎn)爐內(nèi)吹氧或噴吹氧燃燒廢鋼和生鐵中的雜質(zhì)，實(shí)現(xiàn)鋼水脫碳、脫硫、脫磷等反應(yīng)的過(guò)程。轉(zhuǎn)爐具有生產(chǎn)效率高、成本低、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。3.1.2轉(zhuǎn)爐煉鋼原料本節(jié)主要介紹轉(zhuǎn)爐煉鋼所需原料的種類(lèi)及要求，包括廢鋼、生鐵、造渣料、冷卻劑等。3.1.3轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程詳細(xì)描述轉(zhuǎn)爐煉鋼的各個(gè)階段，包括吹煉前期、吹煉中期、吹煉后期和出鋼過(guò)程。3.1.4轉(zhuǎn)爐煉鋼操作要點(diǎn)本節(jié)闡述轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中的關(guān)鍵操作要點(diǎn)，如吹氧強(qiáng)度、爐渣控制、溫度控制等。3.2電爐煉鋼工藝3.2.1電爐概述電爐煉鋼是利用電能將廢鋼加熱熔化，并通過(guò)爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)鋼水脫碳、脫硫、脫磷等過(guò)程。電爐煉鋼具有靈活性高、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)。3.2.2電爐煉鋼原料介紹電爐煉鋼所需原料的種類(lèi)及要求，包括廢鋼、生鐵、合金料、造渣料等。3.2.3電爐煉鋼過(guò)程詳細(xì)描述電爐煉鋼的各個(gè)階段，包括熔化期、氧化期、還原期和出鋼過(guò)程。3.2.4電爐煉鋼操作要點(diǎn)闡述電爐煉鋼過(guò)程中的關(guān)鍵操作要點(diǎn)，如電力控制、爐渣控制、溫度控制等。3.3煉鋼過(guò)程中的爐外精煉3.3.1爐外精煉概述爐外精煉是在轉(zhuǎn)爐或電爐煉鋼后，對(duì)鋼水進(jìn)行進(jìn)一步處理的過(guò)程。通過(guò)爐外精煉，可以調(diào)整鋼的成分、溫度，去除有害元素，提高鋼的純凈度和質(zhì)量。3.3.2爐外精煉方法介紹常見(jiàn)的爐外精煉方法，包括LF爐、VD爐、RH爐、CASOB等。3.3.3爐外精煉操作要點(diǎn)闡述爐外精煉過(guò)程中的關(guān)鍵操作要點(diǎn)，如溫度控制、成分調(diào)整、氣體控制等。3.3.4爐外精煉設(shè)備介紹爐外精煉設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)、功能參數(shù)和操作注意事項(xiàng)。第4章鑄造技術(shù)4.1砂型鑄造工藝4.1.1概述砂型鑄造工藝是一種傳統(tǒng)的鑄造方法，適用于多種金屬的鑄造生產(chǎn)。其基本原理是利用砂型作為鑄模，將熔化的金屬澆注到砂型中，冷卻凝固后獲得所需的鑄件。4.1.2砂型制備砂型制備是砂型鑄造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要包括以下步驟：（1）選砂：根據(jù)鑄件材質(zhì)和工藝要求，選擇合適的砂料。（2）配砂：按照一定比例混合砂料、粘結(jié)劑和固化劑。（3）混砂：將配好的砂料攪拌均勻。（4）制型：根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)制作砂型和砂芯。（5）硬化：使砂型達(dá)到足夠的硬度和強(qiáng)度。4.1.3澆注與冷卻澆注是將熔化的金屬液倒入砂型中，冷卻至凝固的過(guò)程。應(yīng)注意以下事項(xiàng)：（1）澆注溫度：控制熔化金屬液的溫度，以保證鑄件質(zhì)量。（2）澆注速度：合理控制澆注速度，避免產(chǎn)生氣孔、夾渣等缺陷。（3）冷卻：保證鑄件在冷卻過(guò)程中不產(chǎn)生變形和裂紋。4.1.4鑄件清理鑄件冷卻凝固后，需進(jìn)行清理，去除砂型、毛刺等。主要包括以下步驟：（1）打箱：去除鑄件外的砂型。（2）清砂：清除鑄件表面的砂粒。（3）打磨：去除鑄件表面的毛刺、氧化皮等。4.2金屬型鑄造工藝4.2.1概述金屬型鑄造工藝是采用金屬型（如鋼、銅等）作為鑄模的鑄造方法，具有鑄件精度高、表面質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。4.2.2金屬型制備金屬型制備包括以下步驟：（1）設(shè)計(jì)：根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)金屬型。（2）制造：采用機(jī)械加工、電火花加工等方法制作金屬型。（3）熱處理：提高金屬型的硬度、耐磨性和使用壽命。4.2.3澆注與冷卻金屬型鑄造的澆注與冷卻過(guò)程與砂型鑄造類(lèi)似，但應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)：合理設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)，以保證金屬液流動(dòng)順暢。（2）金屬型預(yù)熱：避免因溫差過(guò)大導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生熱裂。（3）控制冷卻速度：保證鑄件質(zhì)量和金屬型壽命。4.2.4鑄件清理金屬型鑄造的鑄件清理主要包括以下步驟：（1）打箱：去除金屬型外的鑄件。（2）清理：清除鑄件表面的金屬型涂料、氧化皮等。（3）精整：對(duì)鑄件進(jìn)行打磨、拋光等，以滿(mǎn)足精度要求。4.3壓力鑄造與真空鑄造4.3.1壓力鑄造壓力鑄造是利用壓力將熔化的金屬液迅速壓入鑄模，并在壓力作用下凝固成型的鑄造方法。其主要特點(diǎn)如下：（1）高壓：提高金屬液的充型速度和壓力，減少氣孔、夾渣等缺陷。（2）快速冷卻：加快鑄件冷卻速度，提高生產(chǎn)效率。（3）高精度：鑄件尺寸精度高，表面質(zhì)量好。4.3.2真空鑄造真空鑄造是將熔化的金屬液在真空環(huán)境下澆注到鑄模中，并在真空條件下凝固的鑄造方法。其主要特點(diǎn)如下：（1）真空環(huán)境：減少金屬液中氣體含量，降低氣孔等缺陷。（2）低氧化：降低金屬液氧化程度，提高鑄件質(zhì)量。（3）精密鑄造：適用于精密鑄件的生產(chǎn)。本章分別介紹了砂型鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造和真空鑄造等鑄造技術(shù)，旨在為金屬冶煉與加工技術(shù)作業(yè)提供理論指導(dǎo)和實(shí)踐參考。第5章鍛造技術(shù)5.1自由鍛造工藝5.1.1工藝概述自由鍛造是一種在無(wú)模具限制條件下，通過(guò)鍛造機(jī)械對(duì)金屬進(jìn)行塑性變形的工藝。該工藝具有生產(chǎn)靈活性高、適用范圍廣、成本較低等優(yōu)點(diǎn)。5.1.2工藝流程（1）原材料準(zhǔn)備：選用合適的金屬材料，進(jìn)行切割、下料等預(yù)處理。（2）加熱：將原材料加熱至鍛造溫度，以保證金屬具有良好的塑性和較低的變形抗力。（3）鍛造：利用鍛造機(jī)械對(duì)加熱后的金屬材料進(jìn)行塑性變形，使其達(dá)到所需形狀和尺寸。（4）冷卻：鍛造完成后，對(duì)工件進(jìn)行冷卻處理，以穩(wěn)定組織和功能。（5）后續(xù)處理：包括切邊、校正、熱處理、表面處理等，以滿(mǎn)足產(chǎn)品使用要求。5.1.3注意事項(xiàng)（1）合理選擇鍛造溫度，避免過(guò)高或過(guò)低導(dǎo)致鍛造缺陷。（2）控制鍛造變形程度，防止過(guò)度變形或變形不足。（3）保證鍛造設(shè)備具有良好的功能和精度，以保證鍛造質(zhì)量。5.2模鍛工藝5.2.1工藝概述模鍛工藝是在模具的限制下，對(duì)金屬進(jìn)行塑性變形，使其達(dá)到所需形狀和尺寸的鍛造方法。該工藝具有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、精度高等優(yōu)點(diǎn)。5.2.2工藝流程（1）模具設(shè)計(jì)：根據(jù)產(chǎn)品形狀和尺寸設(shè)計(jì)合適的模具。（2）原材料準(zhǔn)備：選用合適的金屬材料，進(jìn)行切割、下料等預(yù)處理。（3）加熱：將原材料加熱至鍛造溫度。（4）模鍛：將加熱后的金屬材料放入模具中，通過(guò)鍛造機(jī)械進(jìn)行塑性變形。（5）冷卻：鍛造完成后，對(duì)工件進(jìn)行冷卻處理。（6）后續(xù)處理：與自由鍛造相同。5.2.3注意事項(xiàng)（1）模具設(shè)計(jì)要合理，保證鍛造過(guò)程中金屬流動(dòng)順暢。（2）控制模具磨損，及時(shí)進(jìn)行維修和更換，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。（3）合理選擇鍛造溫度，避免因溫度不合適導(dǎo)致的鍛造缺陷。5.3鍛造加熱與冷卻5.3.1加熱（1）目的：提高金屬的塑性，降低變形抗力，使金屬易于鍛造。（2）加熱方式：電阻爐加熱、燃?xì)鉅t加熱、感應(yīng)加熱等。（3）加熱溫度：根據(jù)金屬的種類(lèi)、性質(zhì)和鍛造工藝要求確定。5.3.2冷卻（1）目的：穩(wěn)定金屬的組織和功能，消除鍛造過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力。（2）冷卻方式：自然冷卻、水冷、油冷等。（3）冷卻速度：根據(jù)金屬的種類(lèi)、性質(zhì)和鍛造工藝要求控制冷卻速度。5.3.3注意事項(xiàng)（1）合理控制加熱溫度和冷卻速度，避免因溫度和速度不當(dāng)導(dǎo)致的鍛造缺陷。（2）保證加熱和冷卻設(shè)備功能良好，以保證鍛造質(zhì)量。（3）注意鍛造過(guò)程中的安全防護(hù)，避免因操作不當(dāng)造成的人員傷害和設(shè)備損壞。第6章焊接技術(shù)6.1氣體保護(hù)焊6.1.1概述氣體保護(hù)焊是利用惰性氣體或活性氣體作為保護(hù)介質(zhì)，防止熔池金屬與空氣中的氧、氮等氣體發(fā)生反應(yīng)，從而保證焊縫質(zhì)量的一種焊接方法。6.1.2設(shè)備與材料（1）焊接設(shè)備：采用具有穩(wěn)定電弧、可靠功能的氣體保護(hù)焊機(jī)。（2）保護(hù)氣體：根據(jù)焊接材料及工藝要求選擇氬氣、二氧化碳、混合氣體等。（3）焊接材料：包括焊絲、焊條等，應(yīng)選用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)材料。6.1.3焊接工藝（1）焊接參數(shù)：根據(jù)焊接材料、板厚及焊接位置等因素，合理選擇焊接電流、電壓、焊接速度等參數(shù)。（2）焊接操作：采用合適的焊接手法，保證熔池穩(wěn)定，焊縫成形美觀。（3）氣體保護(hù)：保證保護(hù)氣體流量適中，防止氧化和氮化。6.2電阻焊與釬焊6.2.1電阻焊電阻焊是利用電流通過(guò)焊接部位產(chǎn)生的熱量，使金屬局部加熱至熔化狀態(tài)，然后在壓力作用下使金屬連接的一種焊接方法。6.2.1.1設(shè)備與材料（1）焊接設(shè)備：采用具有穩(wěn)定電流、可靠功能的電阻焊機(jī)。（2）焊接材料：根據(jù)焊接工件的材料及功能要求，選用合適的電極材料和焊接材料。6.2.1.2焊接工藝（1）焊接參數(shù)：根據(jù)工件材料、板厚等因素，合理選擇焊接電流、焊接時(shí)間、壓力等參數(shù)。（2）焊接操作：保證工件表面清潔、無(wú)氧化物，保證焊接質(zhì)量。6.2.2釬焊釬焊是利用液態(tài)金屬作為釬料，在低于母材熔點(diǎn)的溫度下加熱，使釬料熔化并滲透到母材接縫中，冷卻后形成牢固連接的一種焊接方法。6.2.2.1設(shè)備與材料（1）焊接設(shè)備：采用具有溫度控制功能的釬焊爐。（2）釬料：根據(jù)母材種類(lèi)、使用功能等要求，選擇合適的釬料。6.2.2.2釬焊工藝（1）釬焊參數(shù)：根據(jù)母材種類(lèi)、釬料種類(lèi)等因素，合理選擇釬焊溫度、保溫時(shí)間等參數(shù)。（2）釬焊操作：保證母材表面清潔、無(wú)氧化物，釬料均勻涂抹在接縫處。6.3自動(dòng)焊接技術(shù)6.3.1概述自動(dòng)焊接技術(shù)是利用自動(dòng)化設(shè)備完成焊接過(guò)程，提高焊接效率和質(zhì)量的一種方法。6.3.2設(shè)備與材料（1）焊接設(shè)備：采用具有自動(dòng)化控制功能的焊接設(shè)備，如焊接、自動(dòng)化焊接專(zhuān)機(jī)等。（2）焊接材料：根據(jù)焊接工藝要求，選用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)焊接材料。6.3.3焊接工藝（1）編程：根據(jù)焊接工件的特點(diǎn)，編寫(xiě)合適的焊接程序，設(shè)置焊接參數(shù)。（2）焊接操作：采用自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行焊接，保證焊接質(zhì)量穩(wěn)定、效率高。（3）設(shè)備維護(hù)：定期對(duì)焊接設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，保證設(shè)備正常運(yùn)行。第7章金屬熱處理技術(shù)7.1鋼鐵的熱處理原理鋼鐵的熱處理是通過(guò)在特定條件下，控制加熱、保溫和冷卻過(guò)程，以改變其組織結(jié)構(gòu)和功能的一種工藝方法。熱處理的原理主要基于鋼鐵的相變規(guī)律，即通過(guò)控制奧氏體、鐵素體、滲碳體等組織的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)鋼鐵功能的優(yōu)化。7.1.1相變規(guī)律鋼鐵在加熱過(guò)程中，組織會(huì)發(fā)生相應(yīng)的相變。主要相變包括：（1）奧氏體相變：當(dāng)鋼鐵加熱至臨界點(diǎn)Ac3以上時(shí)，鐵素體和滲碳體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。（2）共析反應(yīng)：在冷卻過(guò)程中，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體和滲碳體的共析反應(yīng)。（3）貝氏體相變：在快速冷卻過(guò)程中，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w。7.1.2熱處理工藝參數(shù)熱處理工藝參數(shù)主要包括加熱溫度、保溫時(shí)間和冷卻速度。合理選擇這些參數(shù)，對(duì)鋼鐵的組織和功能具有重要影響。7.2常見(jiàn)熱處理工藝根據(jù)熱處理的目的和工藝參數(shù)的不同，常見(jiàn)的熱處理工藝有以下幾種：7.2.1退火退火是將鋼鐵加熱至臨界點(diǎn)Ac3以上，保溫一定時(shí)間，然后緩慢冷卻至室溫的熱處理工藝。退火主要用于降低硬度、改善加工功能、消除內(nèi)應(yīng)力、穩(wěn)定尺寸和改善組織。7.2.2正火正火是將鋼鐵加熱至臨界點(diǎn)Ac3以上，保溫一定時(shí)間，然后快速冷卻的熱處理工藝。正火可以提高鋼鐵的硬度和強(qiáng)度，改善耐磨性。7.2.3淬火淬火是將鋼鐵加熱至臨界點(diǎn)Ac3以上，保溫一定時(shí)間，然后迅速冷卻至室溫的熱處理工藝。淬火能使鋼鐵獲得高硬度和高強(qiáng)度，但韌性較低。7.2.4回火回火是將淬火后的鋼鐵重新加熱至一定溫度，保溫一定時(shí)間，然后冷卻至室溫的熱處理工藝?；鼗鹂梢越档陀捕?，提高韌性，改善綜合功能。7.2.5滲碳滲碳是將鋼鐵加熱至900℃左右，同時(shí)通入含碳?xì)怏w，使鋼鐵表面吸收碳原子，從而提高表面硬度和耐磨性的熱處理工藝。7.3熱處理質(zhì)量控制為保證熱處理質(zhì)量，應(yīng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行控制：7.3.1工藝參數(shù)控制嚴(yán)格按熱處理工藝規(guī)程進(jìn)行操作，保證加熱溫度、保溫時(shí)間和冷卻速度等工藝參數(shù)符合要求。7.3.2設(shè)備和儀表校準(zhǔn)定期檢查和校準(zhǔn)熱處理設(shè)備、溫度控制器等儀表，保證設(shè)備正常運(yùn)行和工藝參數(shù)的準(zhǔn)確性。7.3.3材料檢驗(yàn)對(duì)熱處理前的原材料進(jìn)行檢驗(yàn)，保證材料成分、功能等符合標(biāo)準(zhǔn)要求。7.3.4工藝過(guò)程監(jiān)控對(duì)熱處理過(guò)程中的溫度、時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)，保證熱處理質(zhì)量。7.3.5質(zhì)量檢測(cè)熱處理完成后，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行功能、硬度、金相等檢測(cè)，以保證熱處理質(zhì)量符合要求。第8章金屬表面處理技術(shù)8.1金屬腐蝕與防護(hù)金屬在特定環(huán)境下，會(huì)受到腐蝕的影響，導(dǎo)致其功能下降，使用壽命縮短。本節(jié)主要介紹金屬腐蝕的原理、分類(lèi)及防護(hù)措施。8.1.1金屬腐蝕原理金屬腐蝕是指金屬在接觸氧氣、水蒸氣等環(huán)境中，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而導(dǎo)致金屬表面的損耗。金屬腐蝕原理主要包括電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕。8.1.2金屬腐蝕分類(lèi)金屬腐蝕可分為以下幾類(lèi)：（1）均勻腐蝕：金屬表面各部分均勻受到腐蝕。（2）局部腐蝕：金屬表面局部區(qū)域受到嚴(yán)重腐蝕。（3）晶間腐蝕：金屬晶粒間的腐蝕。（4）應(yīng)力腐蝕：金屬在應(yīng)力作用下發(fā)生的腐蝕。8.1.3金屬腐蝕防護(hù)措施（1）選用耐腐蝕材料：根據(jù)使用環(huán)境，選擇具有良好耐腐蝕功能的金屬材料。（2）表面涂層：在金屬表面涂覆一層防護(hù)涂層，隔絕金屬與腐蝕介質(zhì)的接觸。（3）陰極保護(hù)：采用外加電流或犧牲陽(yáng)極的方法，使金屬表面形成保護(hù)膜，防止腐蝕。（4）緩蝕劑：在腐蝕介質(zhì)中加入緩蝕劑，減緩金屬腐蝕速度。8.2表面涂裝技術(shù)表面涂裝技術(shù)是通過(guò)在金屬表面涂覆一層涂料，以保護(hù)金屬、裝飾金屬和提高金屬的耐腐蝕功能。本節(jié)主要介紹表面涂裝技術(shù)的種類(lèi)和施工方法。8.2.1表面涂裝技術(shù)種類(lèi)（1）涂料種類(lèi)：包括油脂涂料、醇酸樹(shù)脂涂料、環(huán)氧樹(shù)脂涂料、丙烯酸樹(shù)脂涂料等。（2）涂裝方式：包括刷涂、噴涂、淋涂、電泳涂裝等。8.2.2表面涂裝施工方法（1）表面處理：金屬表面需進(jìn)行打磨、清洗、除油等預(yù)處理，以提高涂料附著力。（2）涂裝：采用合適的涂裝方法，將涂料均勻涂覆在金屬表面。（3）干燥與固化：涂料在金屬表面干燥、固化，形成防護(hù)層。（4）檢查與修補(bǔ)：涂裝完成后，檢查涂膜質(zhì)量，對(duì)不合格部位進(jìn)行修補(bǔ)。8.3電鍍與化學(xué)鍍電鍍與化學(xué)鍍是通過(guò)在金屬表面沉積一層金屬或合金，以提高金屬的耐腐蝕性、耐磨性和裝飾性。本節(jié)主要介紹電鍍與化學(xué)鍍的原理、工藝及常見(jiàn)問(wèn)題。8.3.1電鍍?cè)黼婂兪抢秒娊庠?，在金屬表面沉積一層金屬的過(guò)程。電鍍過(guò)程中，金屬作為陰極，電鍍液中的金屬離子在電流作用下，沉積在金屬表面。8.3.2化學(xué)鍍?cè)砘瘜W(xué)鍍是利用化學(xué)反應(yīng)，在金屬表面沉積一層金屬或合金的過(guò)程?；瘜W(xué)鍍過(guò)程中，無(wú)需外加電流，通過(guò)還原劑使金屬離子還原沉積在金屬表面。8.3.3電鍍與化學(xué)鍍工藝（1）預(yù)處理：金屬表面進(jìn)行打磨、清洗、除油等處理。（2）電鍍或化學(xué)鍍：根據(jù)金屬種類(lèi)和功能要求，選擇合適的電鍍液和工藝參數(shù)。（3）后處理：對(duì)電鍍或化學(xué)鍍后的金屬進(jìn)行清洗、干燥等處理。8.3.4常見(jiàn)問(wèn)題及解決辦法（1）氫脆：電鍍過(guò)程中，金屬表面吸附氫原子，導(dǎo)致金屬變脆。解決辦法：優(yōu)化電鍍工藝，控制電流密度。（2）鍍層疏松：鍍層結(jié)構(gòu)不致密，影響金屬功能。解決辦法：提高電鍍液濃度，降低電流密度。（3）鍍層脫落：鍍層與基體金屬結(jié)合力不足，導(dǎo)致鍍層脫落。解決辦法：加強(qiáng)預(yù)處理，提高鍍層與基體金屬的結(jié)合力。第9章特種金屬冶煉與加工技術(shù)9.1鋁的冶煉與加工9.1.1鋁的冶煉鋁是地殼中含量最豐富的金屬元素，主要通過(guò)電解法進(jìn)行冶煉。本節(jié)主要介紹鋁的冶煉工藝流程、設(shè)備選擇及操作要點(diǎn)。9.1.1.1冶煉工藝流程（1）原料準(zhǔn)備：選用高品質(zhì)鋁土礦，進(jìn)行破碎、研磨等預(yù)處理；（2）氧化鋁制備：通過(guò)拜耳法或燒結(jié)法提取氧化鋁；（3）電解：采用霍爾埃魯法進(jìn)行電解，獲得金屬鋁。9.1.1.2設(shè)備選擇與操作要點(diǎn)（1）原料準(zhǔn)備：選用高效、低能耗的破碎、研磨設(shè)備；（2）氧化鋁制備：根據(jù)鋁土礦品質(zhì)選擇合適的提取工藝及設(shè)備；（3）電解：選用優(yōu)質(zhì)電解槽，控制電流、電壓等參數(shù)，保證鋁的純度和產(chǎn)率。9.1.2鋁的加工本節(jié)主要介紹鋁的加工方法、工藝流程及質(zhì)量控制要點(diǎn)。9.1.2.1加工方法（1）鑄造：包括砂型鑄造、金屬型鑄造等；（2）鍛造：采用熱鍛、冷鍛等方法；（3）擠壓：通過(guò)擠壓機(jī)進(jìn)行連續(xù)擠壓；（4）熱處理：包括退火、固溶、時(shí)效等。9.1.2.2工藝流程及質(zhì)量控制（1）鑄造：控制熔煉溫度、澆注速度等參數(shù)，保證鑄件質(zhì)量；（2）鍛造：根據(jù)材料特性選擇合適鍛造工藝，避免缺陷產(chǎn)生；（3）擠壓：調(diào)整擠壓速度、溫度等參數(shù)，保證產(chǎn)品尺寸精度；（4）熱處理：根據(jù)材料牌號(hào)制定合適的熱處理工藝，提高產(chǎn)品功能。9.2銅的冶煉與加工9.2.1銅的冶煉銅的冶煉主要有火法冶煉和濕法冶煉兩種方法。本節(jié)主要介紹火法冶煉工藝及其設(shè)備選擇。9.2.1.1冶煉工藝流程（1）原料準(zhǔn)備：選用高品位銅精礦；（2）焙燒：將銅精礦進(jìn)行焙燒，轉(zhuǎn)化為易于浸出的氧化銅；（3）浸出：采用硫酸或氨水等浸出劑進(jìn)行浸出；（4）電解：對(duì)浸出液進(jìn)行電解，獲得金屬銅。9.2.1.2設(shè)備選擇與操作要點(diǎn)（1）焙燒：選用高效、低污染的回轉(zhuǎn)窯等設(shè)備；（2）浸出：根據(jù)銅精礦特性選擇合適的浸出劑及設(shè)備；（3）電解：采用優(yōu)質(zhì)電解槽，控制電解參數(shù)，保證銅的純度和產(chǎn)率。9.2.2銅的加工本節(jié)主要介紹銅的加工方法、工藝流程及質(zhì)量控制要點(diǎn)。9.2.2.1加工方法（1）鑄造：包括砂型鑄造、金屬型鑄造等；（2）鍛造：采用熱鍛、冷鍛等方法；（3）擠壓：通過(guò)擠壓機(jī)進(jìn)行連續(xù)擠壓；（4）精密加工：包括拉伸、沖壓、切削等。9.2.2.2工藝流程及質(zhì)量控制（1）鑄造：控制熔煉溫度、澆注速度等參數(shù)，保證鑄件質(zhì)量；（2）鍛造：根據(jù)材料特性選擇合適鍛造工藝，避免缺陷產(chǎn)生；（3）擠壓：調(diào)整擠壓速度、溫度等參數(shù)，保證產(chǎn)品尺寸精度；（4）精密加工：選用高精度設(shè)備，提高加工精度。9