金属处理工艺全解
金属成型工艺有哪些【详解】
一图看懂17种常见金属成型工艺,一起来看看吧。
1、刨削加工—是用刨刀对工件作水平相对直线往复运动的切削加工方法,主要用于零件的外形加工。
刨削加工的精度为IT9~IT7,表面粗糙度Ra为6.3~1.6um。
2、磨削加工—磨削是指用磨料,磨具切除工件上多余材料的加工方法。
磨削加工是应用较为广泛的切削加工方法之一。
3、选择性激光熔融—在一个铺满金属粉末的槽内,计算机控制着一束大功率的二氧化碳激光选择性地扫过金属粉末表面。
在激光所到之处,表层的金属粉末完全熔融结合在一起,而没有照到的地方依然保持着粉末状态。
整个过程都需要在一个充满惰性气体的密封舱内进行。
4、选择性激光烧结—是SLS法采用红外激光器作能源,使用的造型材料多为粉末材料。
加工时,首先将粉末预热到稍低于其熔点的温度,然后在刮平棍子的作用下将粉末铺平;激光束在计算机控制下根据分层截面信息进行有选择地烧结,一层完成后再进行下一层烧结,全部烧结完后去掉多余的粉末,则就可以得到一烧结好的零件。
目前成熟的工艺材料为蜡粉及塑料粉,用金属粉或陶瓷粉进行烧结的工艺还在研究之中。
5、金属沉积—与“挤奶油”式的熔融沉积有些相似,但喷出的是金属粉末。
喷嘴在喷出金属粉末材料的同时,还会一并提供高功率激光以及惰性气体保护。
这样不会受到金属粉末箱尺寸的局限,能直接制造出更大体积的零部件,而且也很适合对局部破损的精密零件进行修复。
6、辊轧成型—辊轧成型方法是使用一组连续机架来把不锈钢轧成复杂形状。
辊子的顺序是这样设计的,即:每个机架的辊型可连续使金属变形,直到获得所需的最终形状。
如果部件的形状复杂,最多可用三十六个机架,但形状简单的部件,三、四个机架就可以了。
7、模锻—是指在专用模锻设备上利用模具使毛坯成型而获得锻件的锻造方法。
此方法生产的锻件尺寸精确,加工余量较小,结构也比较复杂生产率高。
8、模切—即下料工艺,将前制程成型后的薄膜定位在冲切模公模上,合模去除多余的材料,保留产品3D外形,与模具型腔相匹配。
金属表面喷涂处理工艺【详解】
金属表面涂装一般分为两部份:一是涂装前金属的表面处理,也叫前处理技术;二是涂装的施工工艺。
表面处理是通过化学反应的方式进行除油、除锈、清洁的过程,表面处理得好与坏直接影响涂装的质量,金属工件的防锈能力和寿命,是一个不可忽视的重要环节。
涂装施工是把油漆喷涂、刷涂、滚涂等方式附着在金属表面的过程,对金属进行保护和装饰。
金属表面涂装工艺如下1.准备工作,准备好要涂装的金属工件,检查其表面是否有毛刺,如有应进行打磨毛刺。
2. 脱脂处理,又称除油,指把润滑油、防锈油、泥土等杂物从金属表面除掉的过程。
一般采用隔油池和除油池。
脱脂的方法有:有机溶剂脱脂、化学脱脂、电化学脱脂。
3. 热水洗,把金属表面的碱性溶液用热水清洗干净。
4. 冷水洗5. 酸洗,又称除锈,利用酸溶液去除金属表面上的氧化皮和锈蚀物的方法称为酸洗。
氧化皮、铁锈等铁的氧化物(Fe3o4,Fe2o3,Feo等)与酸溶液发生化学反应,形成盐类溶于酸溶液中而被除去。
酸洗常用的酸为:盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、氢氟酸。
在酸洗时务必加入酸洗缓蚀剂,防止酸对金属的腐蚀。
6. 冷水洗7. 中和,如果偏碱性,就用强酸调节pH=7,如果偏酸性就用强碱调节PH=7。
8. 冷水洗9. 磷化处理,磷化工艺过程是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程,所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。
10. 冷水洗11. 热水洗12. 干燥13. 喷涂前检查,喷涂前应检查金属工件表面是否有凹凼、批挂,如有应进行补腻子和打磨。
14. 底漆的调配,准备好调缸,底漆先充分搅拌均匀,加入一定数量的底漆到调缸,再按比例加入固化剂搅拌均匀,最后进入稀释剂调整粘度,用180目过滤布过滤,静止10min后即可喷涂。
15. 面漆喷涂前检查,查看底漆是否平整光滑,如果表面粗糙,应用600目的砂纸打磨平整。
16. 面漆的调配,准备好干净的调缸,充分搅拌面漆,加入一定数量的底漆到调缸,再按比例加入固化剂搅拌均匀,最后进入稀释剂调整粘度,用200目过滤布过滤,静止15min后即可喷涂。
详解正火、淬火、回火、退火工艺过程
详解正火、淬火、回火、退火工艺过程金属热处理是机械制造中的重要工艺之一,与其他加工工艺相比,热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分,而是通过改变工件内部的显微组织,或改变工件表面的化学成分,赋予或改善工件的使用性能。
其特点是改善工件的内在质量,而这一般不是肉眼所能看到的。
正如有些人说,机械加工是外科,热处理就是内科,代表一个国家制造业的核心竞争力。
工艺过程热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程,有时只有加热和冷却两个过程。
这些过程互相衔接,不可间断。
(加热)金属加热时,工件暴露在空气中,常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低),这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。
因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热,也可用涂料或包装方法进行保护加热。
加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一,选择和控制加热温度,是保证热处理质量的主要问题。
加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异,但一般都是加热到相变温度以上,以获得高温组织。
另外转变需要一定的时间,因此当金属工件表面达到要求的加热温度时,还须在此温度保持一定时间,使内外温度一致,使显微组织转变完全,这段时间称为保温时间。
(保温)采用高能密度加热和表面热处理时,加热速度极快,一般就没有保温时间,而化学热处理的保温时间往往较长。
(冷却)冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤,冷却方法因工艺不同而不同,主要是控制冷却速度。
工艺分类金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。
根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同,每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。
同一种金属采用不同的热处理工艺,可获得不同的组织,从而具有不同的性能。
钢铁是工业上应用最广的金属,而且钢铁显微组织也最为复杂,因此钢铁热处理工艺种类繁多。
整体热处理是对工件整体加热,然后以适当的速度冷却,获得需要的金相组织,以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。
深度剖析金属材料热处理的新工艺
深度剖析金属材料热处理的新工艺随着冶金技术的不断发展,金属材料热处理的工艺也在不断升级和创新。
近年来,深度剖析金属材料热处理的新工艺成为了学界和业界研究的热点。
这种工艺结合了先进的数学方法和计算机技术,旨在提高金属材料的机械性能和延长其使用寿命。
本文将对这种新工艺进行详细的介绍和分析。
一、新工艺的基本原理深度剖析金属材料热处理的新工艺是一种基于晶体学和热力学原理的过程模拟方法。
它采用有限元方法、相场方法等数值计算技术,对金属材料的热处理过程进行模拟和分析,预测并优化材料的性能和结构。
这种工艺主要针对金属材料的热处理过程中的相变和微观结构变化进行模拟和优化。
在具体操作中,新工艺的基本流程包括以下几个步骤:1. 建立数学模型。
采集材料的物理参数和热力学参数,利用有限元方法等数学工具,建立相应的过程模拟模型。
2. 模拟材料的热处理过程。
将模型中建立好的材料参数、热力学参数等输入到相应的模拟软件中,通过对热处理过程的模拟,分析材料的微观结构以及相变等变化情况。
3. 优化材料的性能。
根据模拟结果,对材料中存在的缺陷或者对材料性能影响比较大的区域进行优化。
例如,可以通过改变工艺参数等方式,逐步优化材料的性能。
4. 检验模拟结果。
将模拟结果与实验结果进行比对,检验模拟结果的准确性和可靠性。
二、新工艺的优点深度剖析金属材料热处理的新工艺相对于传统的热处理工艺,具有以下优点:1. 精度高。
采用有限元方法等数学工具,模拟结果更为准确,可以更好地预测材料的性能变化。
2. 成本低。
新工艺可以预测材料的性能变化,不需要大量的实验费用和时间。
3. 安全性好。
采用模拟的方式进行优化,可以有效降低由于不当操作而导致的安全隐患。
4. 可持续性强。
新工艺可以优化材料性能,提高材料的使用寿命,减少企业的资源浪费和环境污染,具有重要的经济与社会意义。
三、应用前景随着科学技术的不断进步,深度剖析金属材料热处理的新工艺将在未来得到广泛应用。
金属前处理工艺
金属前处理工艺
金属前处理工艺是金属表面处理的重要环节,主要包括以下步骤:
1.脱脂清洗:将金属表面的油污、研磨切削液,以及其他粉尘类污垢进行
清洗。
通常采用合适的金属清洗剂,通过喷淋、浸泡、擦涂等方法进行表面清洁。
2.漂洗:用清水将脱脂后的工件表面冲洗干净,并进行烘干冷却。
3.酸洗除锈:将表面有锈斑或氧化膜的工件进行酸洗。
需要注意的是,酸
洗时要防止基材被腐蚀或产生氢脆,需要严格控制酸洗液的浓度和操作方法,且选用对工件金属基材几乎没有影响的环保除锈液。
4.活化:促进镀层附着性,可用各种酸溶液使金属表面活化。
5.中和:电镀前应立刻去除表面的酸洗液膜,保障表面的干净度然后电
镀。
此外,金属前处理工艺还包括磷化处理、氧化处理等。
磷化处理是将金属浸入含有磷酸盐、锌盐、硝酸盐等成分的溶液中,使金属表面形成一层磷化膜,提高金属的耐腐蚀性和耐磨性。
氧化处理是将金属暴露在氧气、臭氧、加热的碱性溶液等环境中,使金属表面形成一层氧化膜,提高金属的耐腐蚀性和耐磨性。
以上信息仅供参考,建议咨询专业人士获取更准确的信息。
化学镀铜工艺流程解读
化学镀铜工艺流程解读化学镀铜是一种常用的金属表面处理技术,通过在金属表面涂覆一层铜薄膜,可以提高材料的导电性、耐腐蚀性和美观度。
本文将对化学镀铜工艺流程进行详细解读。
一、工艺概述化学镀铜工艺是利用电解质中铜离子的还原作用在金属表面形成铜层的过程。
该工艺相对于真空镀铜而言,成本低、操作简便,常用于电子、电器、通信等行业。
二、工艺流程1. 表面准备在进行化学镀铜之前,首先需要对金属表面进行准备工作。
这包括去除表面的污垢、油脂和氧化层。
一般采用化学腐蚀剂进行酸洗或溶液浸泡的方式,确保金属表面干净,以便铜层附着。
2. 预处理在表面准备后,需要进行一系列的预处理步骤,以提高镀铜效果。
其中常用的预处理方法包括活化处理、催化剂处理和敏化剂处理。
活化处理主要是通过酸浸、碱洗等手段去除表面氧化层,提高金属表面的可镀性。
催化剂处理利用一种特殊的化学液体,使金属表面产生催化层,促进铜离子的还原。
敏化剂处理则是为了增强催化剂的效果,提高铜层的附着力和均匀性。
3. 镀铜预处理完成后,金属样品进入化学镀铜槽中进行镀铜处理。
镀铜槽中含有铜离子和其他辅助剂,通过电流的作用,铜离子被还原成金属铜,沉积在金属表面形成铜层。
镀铜的过程中需要控制电流密度、温度和镀铜时间等因素,以获得理想的镀层厚度和质量。
4. 后处理镀铜完成后,需要进行一些后处理工作。
通常包括清洗、除漆和抛光。
清洗是为了去除残留的电解质和杂质,确保铜层的纯净度。
除漆则是为了去除镀铜过程中可能产生的涂层或污渍,使铜层表面更加平整。
抛光可以进一步改善铜层的外观,提高光亮度。
三、工艺控制在化学镀铜工艺中,需要进行一定的工艺控制,以保证镀层的质量和一致性。
其中关键的工艺参数包括电流密度、温度、PH值和镀铜时间。
电流密度控制决定了铜层的厚度和均匀性,温度控制可以影响镀铜速度和结晶形态,PH值控制可以调节溶液中铜离子的浓度和还原性,而镀铜时间则是决定铜层厚度的重要因素。
四、应用领域化学镀铜工艺广泛应用于电子、电器、通信等领域。
金属热处理及表面处理工艺
一、热处理工艺简解1、退火操作方法:将钢件加热到Ac3+30~50°C或Acl+30~50°C或Acl以下的温度(能够查阅有关材料)后,通常随炉温缓慢冷却。
意图:1.下降硬度,进步塑性,改进切削加工与压力加工功能;2.细化晶粒,改进力学功能,为下一步工序做准备:3.消除冷、热加工所发生的内应力。
运用关键:1.适用于合金布局钢、碳素东西钢、合金东西钢、高速钢的锻件、焊接件以及供给状况不合格的原材料;2.通常在毛坯状况进行退火。
2、正火操作方法:将钢件加热到Ac3或Accm以上30~50"C,保温后以稍大于退火的冷却速度冷却。
意图:1.下降硬度,进步塑性,改进切削加工与压力加工功能:2.细化晶粒,改进力学功能,为下步工序做准备:3.消除冷、热加工所发生的内应力。
运用关键:正火通常作为锻件、焊接件以及渗碳零件的预先热处理工序。
关于功能需求不高的低碳的和中碳的碳素布局钢及低合金钢件,也可作为最终热处理。
关于通常中、高合金钢,空冷可致使彻底或部分淬火,因而不能作为最终热处理工序。
3、淬火操作方法:将钢件加热到相变温度Ac3或Acl以上,保温-段吋刻,然后在水、硝盐、油、或空气中疾速冷却。
意图:淬火通常是为了得到高硬度的马氏体安排,有时对某些高合金钢(如不锈钢、耐磨钢)淬火时,则是为了得到单-•均匀的奥氏体安排,以进步耐磨性和耐蚀性。
运用关键:1.通常用于含碳量大于百分Z零点三的碳钢和合金钢;2.淬火能充分发挥钢的强度和耐磨性潜力,但一起会构成很大的内应力,下降钢的塑性和冲击韧度,故要进行回火以得到较好的归纳力学功能。
4、回火操作方法:将淬火后的钢件从头加热到Acl以下某■温度,经保温后,于空气或油、热水、水中冷却。
意图:1.下降或消除淬火后的内应力,削减工件的变形和开裂;2.调整硬度,进步塑性和耐性,取得作业所需求的力学功能;3.安稳工件尺度。
运用关键:1.坚持钢在淬火后的高硬度和耐磨性时用低温回火;在坚持必定韧度的条件下进步钢的弹性和屈从强度时用中温回火:以坚持高的冲击韧度和塑性为主,又有满足的强度时用高温回火:2.通常钢尽量防止在230-280 °C >不锈钢在400~450°C 之间回火,因为这时会发生一次回火脆性。
金属表面处理工艺图文详解-推荐
渗 碳
• 提高工件表面硬度、耐磨
的 机
性及疲劳强度,同时保持
车 从
心部良好的韧性。
动 齿
轮
• ⑵渗碳用钢
为含0.1-0.25%C的低碳钢。 碳高则心部韧性降低。
• ③渗碳方法 • ⑴ 气体渗碳法 • 将工件放入密封炉内,在高
温渗碳气氛中渗碳。
• 渗剂为气体 (煤气、液化气 等)或有机液体(煤油、甲醇 等)。
金属表面处理工艺
一、表面热处理
1、表面淬火 • 表面淬火是指在不改变钢的化学成分及心部组织情
况下,利用快速加热将表层奥氏体化后进行淬火以 强化零件表面的热处理方法。
火焰加热
感 应
加
热
• 表面淬火目的: • ① 使表面具有高的硬度、耐磨性和疲劳极限; • ② 心部在保持一定的强度、硬度的条件下,具有足够的塑性和
• 中频感应加热 频 率 为 2500-8000Hz , 淬 硬 层 深 度 2-10mm 。
中频感应加热表面淬火的机车凸轮轴
各种感应器
• 工频感应加热 • 频率为50Hz,淬硬层
深度10-15 mm
感应穿透加热
各种感应器
• ⑵ 火焰加热: 利用乙炔火焰直接 加热工件表面的方法。成本低,但 质量不易控制。
要件,后者用于要求不高的普 通件。 • ⑵目的: • 为表面淬火作组织准备; • 获得最终心部组织。
回火索氏体 索氏体
• ③表面淬火后的回火 • 采用低温回火,温度不高于200℃。 • 回火目的为降低内应力,保留淬火高硬度、耐磨性。 • ④表面淬火+低温回火后的组织 • 表层组织为M回;心部组织为S回(调质)或F+S(正火)。
感应加热表面淬火 感应淬火机床
重金属废水处理工艺全套
重金属废水处理工艺全套1 .化学法1. 1.化学沉淀法化学沉淀法是广泛应用于工业重金属废水处理中比较有效的方法,是向水体中投加化学药品,通过沉淀反应去除重金属离子的方法,主要包括氢氧化物沉淀、硫化物沉淀和铁氧体法。
氢氧化物沉淀法处理含重金属废水具有技术成熟、投资少、处理成本低、管理方便等优点。
MirbagherzSA等采用碱性试剂,如石灰、氢氧化钠对含铜铭废水进行处理,在PH值分别为12和8.7时,Cu2+和Cr3+完全沉淀下来,废水可达标排放。
唱鹤鸣等用氢氧化钠溶液逐渐调节电镀废水PH值,在多个PH值点分别沉淀出电镀废水中铜、铭、锌和银,使废水中的重金属含量减少到最低。
虽然氢氧化物沉淀法可以实现重金属离子从废水中的分离,但氢氧化物沉淀法也存在不足之处:对于两性氢氧化物,PH值若控制不当,重金属离子将会再次溶解;对稀溶液中重金属去除效果不好;沉淀体积量大、含水率高、过滤困难。
目前此法在重金属废水的处理中已很少应用。
硫化物沉淀反应速度较快,沉淀物溶解度低,可以选择性处理重金属离子,通过冶炼,实现重金属离子的回收。
李静文采用硫化钠沉淀法处理模拟含铅废水。
在反应时间20min,硫化钠投加量与铅离子的物质的量比为5:1,初始PH值为8的条件下,对废水中铅离子的去除率为99.72%,出水达到了国家污水综合排放标准。
硫化物处理重金属废水时,沉淀剂本身在水中残留,过量时易形成水溶性多硫化物,遇酸生成硫化氢气体,产生二次污染。
目前应用较广的是铁氧体法,是指向重金属废水中投加硫酸亚铁盐,通过控制PH值和加热条件等,使废水中的重金属离子与铁盐生成稳定的铁氧体共沉淀物。
左明等研究了铁氧体法处理含镇、铭、锌、铜的废水,处理后,出水水质指标符合国家污水排放标准。
但处理时间较长,温度要求较高,约70℃,因此不适用于处理较大规模的重金属废水,目前常将铁氧体法同其他废水处理方法联合使用。
陈梦君等利用铁氧体联合硫化物沉淀处理电镀废水,Cu、Cr及Ni的去除率分别高达94.51%.97.78%和96.94%,达到电镀污染物排放标准。
金属材料表面处理方法及应用技巧解析
金属材料表面处理方法及应用技巧解析导言:金属材料表面处理是指对金属材料表面进行改性或修饰的一系列工艺和方法,旨在提高金属材料的耐腐蚀性、耐磨性、附着力等性能,从而增强金属材料的使用寿命和功能性。
本文将对金属材料表面处理方法及应用技巧进行解析,以帮助读者更好地理解和使用这些技术。
一、机械表面处理方法机械表面处理是通过物理力量对金属材料表面进行改性的方法,常用的机械表面处理方法包括研磨、抛光和喷丸等。
1. 研磨研磨是利用磨削工具和磨粒对金属材料进行切削,去除材料表面的不均匀性和缺陷,从而获得光滑的表面。
研磨可分为粗糙研磨和精细研磨两种。
粗糙研磨主要用于去除表面凸起的氧化膜、铁锈等,而精细研磨则可使金属表面获得更高的光洁度。
2. 抛光抛光是使用研磨膏和抛光机将金属材料表面进行镜面处理的方法。
抛光能去除研磨过程中造成的微小划伤和氧化层,使金属材料表面具有光洁度和反射性。
抛光常用于装饰性金属制品和光学器件的加工。
3. 喷丸喷丸是将高速喷射的硬质颗粒对金属材料表面进行冲击,去除表面氧化膜、松散的金属层和污染物的方法。
喷丸不仅能改善金属表面的光洁度,还可提高金属材料的附着力,增强与涂层和粘接材料的结合力。
二、化学表面处理方法化学表面处理是通过化学反应对金属材料表面进行改性的方法,常用的化学表面处理方法包括酸洗、电镀和阳极氧化等。
1. 酸洗酸洗是将金属材料浸泡在酸性溶液中,通过溶解和清除表面氧化膜、锈蚀物和污染物的方法。
酸洗能清除金属材料表面的杂质和缺陷,提高金属表面的纯度和质量,为后续的处理工艺创造条件。
2. 电镀电镀是在金属材料表面通过电解沉积金属镀层的方法。
电镀能提高金属材料的耐腐蚀性、耐磨性和装饰性,常用于制造金属制品、电子器件和汽车零部件等。
常见的电镀方法有镀铬、镀镍、镀锌等。
3. 阳极氧化阳极氧化是将金属材料表面制成阳极,在酸性溶液中通过电解产生氧化反应,形成致密的氧化膜。
阳极氧化能提高金属材料的耐腐蚀性、硬度和附着力,常用于铝合金和镁合金等材料的表面处理。
金属表面处理工艺类别详解
常用金属表面处理工艺类别详解一、表面热处理表面热处理主要有表面火焰淬火、感应加热两个方法表面淬火表面淬火是指在不改变钢的化学成分及心部组织情况下,利用快速加热将表层奥氏体化后进行淬火以强化零件表面的热处理方法。
1、感应加热利用交变电流在工件表面形成巨大感应涡流,使工件表面迅速加热的方法。
感应加热分为:(1)高频感应加热,频率为250-300KHz,淬硬层深度0.5-2mm;(2)中频感应加热,频率为2500-8000Hz,淬硬层深度2-10mm;(3)工频感应加热,频率为50Hz,淬硬层深度10-15mm。
2、火焰加热利用乙炔火焰直接加热工件表面的方法。
其成本低但质量不易控制。
3、激光加热利用高能量密度的激光对工件表面进行加热的方法。
其效率高,质量好。
发蓝和磷化1、发蓝(也称发黑)钢材或钢件在空气、水蒸汽或化学药品中加热到适当的温度使其表面形成一层蓝色或黑色氧化膜的工艺。
发蓝工艺常用于精密仪器、光学仪器、工具、硬度块机机械行业中的标准件等。
2、磷化工件浸入磷化液(酸式磷酸盐为主的溶液),在表面沉积形成一层不溶于水的结晶型磷酸盐转换膜的过程,称之为磷化。
磷化广泛用于防蚀技术,金属冷变形加工工业。
二、化学表面热处理1、化学表面热处理化学热处理是将工件置于特定的介质中加热保温,使介质中活性原子渗入工件表成从而改变工件表层化学成分和组织,进而改变其性能的热处理工艺。
化学热处理也是使工件表面增加硬度,里面增大韧性性能的方法之一。
与淬火相比,化学热处理不仅改变表层组织,还改变其化学成分。
根据渗入的元素不同,可分为渗碳、氮化、多元共渗、渗其它元素等。
化学热处理包括“分解-吸收-扩散”三个基本过程。
三、表面覆层强化通过物理或化学的方法在金属表面涂覆一层或多层其它金属或非金属的表面强化工艺。
目的是提高钢件的耐磨性、耐蚀性、耐热性或进行表面装饰。
1、金属喷涂技术将金属粉末加热至熔化或半熔化状态,用高压气流使其雾化并喷射于工件表面形成涂层的工艺称为热喷涂。
金属加工技术及工艺流程解析
金属加工技术及工艺流程解析金属加工技术是指对金属材料进行切削、成形和连接等工艺的方法。
它广泛应用于各个工业领域,包括汽车制造、航空航天、电子设备和建筑等。
本文将对金属加工技术及其工艺流程进行解析,以便读者更好地了解这一领域。
1. 切削加工技术切削加工技术是最常见和基础的金属加工技术之一。
它包括车削、铣削、钻削和刨削等方法。
其中,车削是将旋转的刀具顺着工件的轴线进行切削,用于加工圆柱体和圆锥体等形状;铣削是通过旋转的铣刀进行切削,用于加工各种平面、曲面和凸轮等形状;钻削是用钻头进行孔的加工,用于加工各种直径大小的孔洞;刨削是将刀具沿工件表面的一条直线进行切削,用于加工平面和槽等形状。
2. 成形加工技术成形加工技术是利用压力将金属材料变形为所需形状的加工方法。
常见的成形加工技术包括锻造、冲压、拉伸和压铸等。
锻造是将金属材料置于模具中进行加热后,通过敲打或压制使其变形为所需形状;冲压是将金属板材置于模具中,利用冲压机进行冲压,形成各种形状的零件;拉伸是将金属材料拉至所需形状,常见于制作管材和线材等;压铸是将熔融金属注入模具中,冷却后形成所需形状。
3. 连接加工技术连接加工技术是将两个或多个金属材料连接在一起的加工方法。
常见的连接加工技术包括焊接、铆接和胶接等。
焊接是通过将两个金属材料加热至熔点后进行连接,常用于连接较厚的金属板材;铆接是将铆钉穿过金属材料并在反面压制,用于连接较薄的金属板材;胶接是利用胶水将金属材料粘合在一起,适用于连接较脆弱的金属材料或形状复杂的零件。
4. 工艺流程解析金属加工通常包括前期准备、加工操作和后期处理三个阶段。
前期准备包括确定加工工艺和选择合适的材料,以及设计和制作所需的模具。
加工操作包括根据所选工艺进行切削、成形和连接等加工操作。
后期处理包括清洁、抛光、热处理和表面涂装等,以提高产品的质量和外观。
在整个金属加工过程中,操作者需要掌握相关的操作技能和安全规范,以确保加工的准确性和安全性。
铜冶炼工艺介绍全解
铜冶炼工艺介绍全解
首先是选矿阶段。
在选矿过程中,首先需要对矿石进行破碎和磨矿,以便更好地释放有价金属和非有价金属,并提供给后续工艺中的分选和浸出等步骤使用。
破碎和磨矿过程中要选择适当的设备和操作参数,以保证矿石颗粒大小的合理分布。
接下来是浸出阶段。
铜矿石中的铜一般以硫化铜的形式存在,所以在浸出过程中,一般采用浸出法将硫化铜转化为可溶性的铜离子。
常用的浸出法有硫酸浸出法、氨浸出法和酸氢氧化法等。
通过浸出,可将铜矿石中的铜分离出来,并转化为铜离子。
然后是溶液处理阶段。
通过浸出法得到的铜离子溶液通常含有其他金属离子和杂质离子。
为了提高铜的纯度,需要对溶液进行一系列的处理工艺,如中和、沉淀、反应离子交换等。
这些工艺可以将溶液中的其他金属和杂质离子去除,使铜的含量得到进一步提高。
接下来是电镀阶段。
通过电镀法,将溶液中的铜离子电解沉积在阴极上,得到纯铜。
电镀是铜冶炼中的一种常用工艺,可获得纯度较高的铜金属。
最后是熔炼阶段。
在熔炼过程中,将电镀得到的纯铜或其他含铜物料经过高温熔炼,除去杂质和有害物质,得到高纯度的铜金属。
熔炼过程中需要控制温度和气氛,以确保铜金属的纯度和质量。
总的来说,铜冶炼工艺包括选矿、浸出、溶液处理、电镀和熔炼等阶段。
每个阶段都有其特定的工艺和设备要求,通过一系列的处理和操作,可将铜矿石中的铜分离出来,并转化为纯度较高的铜金属。
铜冶炼工艺的优化和改进对于提高铜的冶炼效率和纯度具有重要意义。
金属表面处理新工艺
金属表面处理新工艺随着科技的不断发展和进步,金属材料在各个领域中的应用也愈发广泛。
然而,金属表面的处理问题一直是人们关注和研究的焦点之一。
传统的金属表面处理工艺存在一些问题,比如处理速度慢、处理深度不够、处理精度低等。
为了解决这些问题,新的金属表面处理工艺不断涌现出来。
下面将介绍几种新的金属表面处理工艺,包括电解沉积、化学沉积、高能束沉积、等离子体沉积等。
首先是电解沉积工艺。
电解沉积是一种通过电化学反应在金属表面沉积一层金属薄膜的方法。
它具有处理速度快、处理深度大、处理精度高等优点。
电解沉积可以用于制备镀金属薄膜、防腐蚀膜、导电膜、光学膜等。
这种方法使用电解液中的金属离子,通过外加电位的方式将离子还原成金属,并在金属表面形成一层均匀的薄膜。
其次是化学沉积工艺。
化学沉积是通过化学反应在金属表面形成一层化学反应产物的方法。
它具有处理速度快、处理深度大、处理精度高等优点。
化学沉积可以用于制备反射膜、隔热膜、防腐蚀膜等。
这种方法使用特定的化学物质和反应条件,使金属表面发生特定的化学变化,形成具有特定性能的薄膜。
再次是高能束沉积工艺。
高能束沉积是一种通过高能粒子轰击金属表面来进行处理的方法。
它具有处理速度快、处理深度大、处理精度高等优点。
高能束沉积可以用于制备高硬度薄膜、高强度膜、高热导率薄膜等。
这种方法使用高能的电子束、离子束或激光束对金属表面进行轰击,以改变金属表面的结构和性质。
最后是等离子体沉积工艺。
等离子体沉积是一种利用等离子体在金属表面产生化学反应的方法来进行处理的方法。
它具有处理速度快、处理深度大、处理精度高等优点。
等离子体沉积可以用于制备耐磨膜、耐腐蚀膜、防尘膜等。
这种方法通过提供足够的能量,使金属表面的原子和分子进入激发态或离解态,从而改变金属表面的结构和性质。
综上所述,新的金属表面处理工艺在处理速度、处理深度、处理精度等方面具有很大的优势。
这些新工艺的出现将推动金属材料的应用范围进一步扩大,为各个领域的发展带来更多的可能性。
钛合金固溶处理工艺详解
钛合⾦固溶处理⼯艺详解⼀、引⾔钛合⾦是⼀种重要的⾦属材料,以其⾼强度、良好的耐腐蚀性、低密度和良好的⽣物相容性⽽⼴泛应⽤于航空航天、医疗器械、⽯油化⼯等领域。
固溶处理作为钛合⾦⽣产过程中的⼀项关键⼯艺,对钛合⾦的性能起着⾄关重要的作⽤。
本⽂将对钛合⾦固溶处理⼯艺进⾏详细的探讨和分析。
⼆、钛合⾦固溶处理的基本原理钛合⾦固溶处理主要是通过加热和快速冷却的⽅式,使钛合⾦中的合⾦元素在基体中达到固溶状态,以改善其组织和性能。
在加热过程中,钛合⾦中的原⼦获得⾜够的能量,使得合⾦元素能够溶解到基体⾦属中。
随后通过快速冷却,使合⾦元素保持在固溶状态,避免其在后续冷却过程中析出,从⽽优化钛合⾦的性能。
三、钛合⾦固溶处理的⼯艺流程1.准备⼯作:⾸先,需要对钛合⾦进⾏清洗和去油污处理,以确保其表⾯⼲净⽆杂质。
2.加热:将钛合⾦放⼊加热设备中,按照⼀定的加热速度升温⾄固溶处理温度。
钛合⾦的固溶处理温度通常根据其成分和所需的性能来确定,⼀般在900℃~1100℃之间。
3.保温:当钛合⾦达到固溶处理温度后,需要保持⼀定的时间,使合⾦元素充分溶解到基体中。
保温时间的⻓短取决于钛合⾦的成分、原始组织状态和所需的性能。
4.冷却:保温结束后,需要迅速将钛合⾦从加热设备中取出并进⾏冷却。
冷却速度越快,越有利于获得细⼩的晶粒组织。
常⽤的冷却⽅式有⽔淬、油淬和空冷等。
5.后处理:根据需要,可以对固溶处理后的钛合⾦进⾏进⼀步的处理,如时效处理、去应⼒退⽕等,以进⼀步提⾼其性能。
四、钛合⾦固溶处理的影响因素1.加热温度:加热温度是影响钛合⾦固溶处理效果的关键因素。
温度过⾼可能导致晶粒⻓⼤和过烧现象,⽽温度过低则可能导致合⾦元素未能充分溶解。
2.保温时间:保温时间过短可能导致合⾦元素未能充分溶解,⽽时间过⻓则可能导致晶粒过度⻓⼤。
3.冷却速度:冷却速度越快,越有利于获得细⼩的晶粒组织。
但过快的冷却速度也可能导致残余应⼒的产⽣。
4.合⾦成分:钛合⾦的合⾦成分对其固溶处理效果也有重要影响。
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2.4热处理工艺2.4.1热处理概述钢的热处理是钢在固态下采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需要的组织结构与性能的工艺。
热处理工艺与其它工艺(切削加工、焊接、铸造、压力加工等)不同之处在于,其主要目的是通过改变钢的组织来达到改变材料的加工工艺性能和使用性能,而不是改变零件的形状和尺寸。
通过热处理能提高产品质量,节约钢材。
提高劳动生产率和产品的使用寿命。
所以热处理在机械制造业中占有十分重要的地位。
由于热处理后钢材的性能不同,根据实际的要求可采用的不同的热处理方法,但各种热处理工艺过程都是由加热、保温、冷却三个阶段组成的。
为简明表明表示热处理的基本工艺过程,通常用温度-时间坐标绘出热处理工艺曲线,如图2- 所示,曲线①表示钢件在加热升温阶段,曲线②表示钢件加热到规定温度后处于保温阶段,曲线③表示钢件保温结束以后进行淬火冷却。
热处理工艺曲线示意图根据加热和冷却方式的不同以及组织、性能变化的特点,钢的热处理工艺可分类如下:2.4.2退火与正火热处理工艺一般分为最终热处理和预先热处理。
预先热处理是为了消除或改善前道工序引起的某些缺陷,为最终热处理做好准备,退火和正火是工件预先热处理的主要手段。
有些工件经退火或正火后已满足要求,这些退火和正火就作为最终热处理。
一、退火退火是将金属或合金加热到适当温度,保持一定的时间,然后缓慢冷却的热处理工艺。
1.退火的目的及分类退火的目的和分类退火的主要目的是降低硬度,改善力学性能;消除组织缺陷,均匀化学成分;消除或减少内应力,稳定尺寸;为最终热处理做组织准备。
退火的种类很多,通常根据退火加热温度可分为:2.常用退火工艺1)完全退火工艺完全退火是将铁碳合金加热到完全奥氏体化,随之缓慢冷却,获得接近平衡状态组织的退火工艺。
完全退火主要用于中、低碳钢的铸件、锻件、热轧钢材和焊接件。
铸件冷凝过慢或锻轧件终锻、终轧温度过高,会引起奥氏体晶粒粗大,使钢材的塑性和韧性下降;焊接件焊后会引起过热引起组织粗化、内应力、硬度高等缺陷;这些都采用完全退火来消除和改善。
因此,完全退火的目的是:降低硬度,改善加工性;细化组织,为下一步淬火做准备;增加塑性和韧性;消除内应力。
完全退火的工艺参数由加热温度、加热速度、保温时间和冷却速度等组成,其工艺要点如下:a.加热温度:一般情况下碳钢的完全退火温度选用Ac3+(30~50)℃,合金钢选用Ac3+(50~90)℃。
为了加快奥氏体化的过程,减少工艺时间,在生产中往往采用较高的温度,而对含有多种合金元素的合金钢,常采用更高的温度。
常用钢的退火温度见表。
常用钢的退火温度(℃)b.加热速度:形状简单的碳素结构钢或低合金钢可以随炉升温,不控制加热速度。
但形状复杂或中、高合金钢则应控制加热速度,中、高合金钢因合金元素含量高,导热性差,所以升温不易过快,其加热速度一般控制在80~100℃/h,低于600~700℃时控制在30~70℃/h。
c.保温时间:一般按有效截面厚度计算,实际生产中按1.5~2.5min/mm估算。
保温时间的确定,应考虑钢的成分、工件的尺寸和形状、装炉量以及采用的加热炉特性等因素,合金钢的保温时间比碳钢长一些,工件越大,装炉量越多,保温时间也越长。
d.冷却速度:在实际生产中,如冷却速度过慢,会造成工件过软;如冷却速度过快,会造成硬度偏高,一般情况下碳钢的冷却速度为100~150℃/h,低合金钢冷却速度为50~100℃/h,高合金钢为20~70℃/h,工件随炉冷到500℃左右可出炉空冷,也可埋入砂、灰堆中或冷却坑中冷却。
2)等温退火工艺将钢件或毛坯加热到高于Ac3(或Ac1)温度,保温适当时间后,较快地冷却到珠光体温度区间的某一温度并等温保持,使奥氏体转变为珠光体型组织,然后在空气中冷却的退火工艺,称为等温退火。
等温退火主要用于过冷奥氏体比较稳定的合金结构钢,可以减少合金钢的退火时间。
等温退火工艺参数的选择,下图为等温退火工艺曲线:等温退火工艺曲线a.退火温度:一般亚共析钢的退火温度为Ac3+(30~50)℃,共析钢或过共析钢的退火温度为Ac3+(20~40)℃。
b.等温温度和等温时间:在满足性能要求的前提下,尽量选用珠光体转变最快的速度。
在实际生产中常用Ar1-(20~30)℃的温度进行等温,等温时间根据钢的种类和装炉量而定,一般合金钢常用3~4h,高合金钢可长一些。
c.冷却方法:以加热温度较快地冷至Ar1以下温度等温,等温后在空气中进行冷却或缓慢冷却。
3)球化退火工艺球化退火是使钢中碳化物球状化而进行的一种退火工艺。
主要用于共析钢和过共析钢,因为共析钢和过共析钢中存在大量的片状或细片状珠光体,硬度较高,切削加工困难,通过球化退火,硬度降低,易于加工。
球化退火的主要目的是:得到球状珠光体,消除轻微网状渗碳体,为最终热处理作好组织准备;降低硬度,改善切削加工性;消除内应力,增加塑性和韧性。
常用的球化退火工艺有3种(见图),即:常用球化退火工艺曲线示意图a.普通球化退火:将钢加热到稍高于Ac1温度(一般为Ac1以上20~30℃),保温一定时间随后缓慢冷却到500℃以下空冷。
常用球化退火工艺曲线见图a)。
b.等温球化退火:实质上是共析钢和过共析钢的等温退火,将钢加热到Ac1+(20~30)℃保温,再快冷到Ar1-(20~30)℃,等温后冷却至500℃空冷。
其工艺曲线见图b)。
c.周期球化退火:将钢加热到Ac1+(10~20)℃保温,后快冷,在Ar1-(20~30)℃等温。
其特点是反复循环数次后缓冷到小于500℃后空冷,有利于碳化物球化。
一般用于共析或过共析钢中粗片状碳化物的球化,其工艺曲线见图c)。
在选择工艺参数时应注意下列问题:a.加热温度:加热温度过高,易造成片状珠光体增多,硬度偏高;加热温度过低,造成碳化物溶解不充分,退火后得到片状和细粒状的碳化物,同样也使硬度偏高。
b.保温时间:保温时间太长,造成碳化物过度溶解和奥氏体较为均匀化,会出现粗大的球状碳化物;保温时间过短,造成碳化物溶解不够,会有片状碳化物出现。
因此,在实际生产中应根据钢种、工件尺寸、装炉量、炉型等因素具体确定保温时间。
c.冷却速度:冷却速度过快会使碳化物颗粒太细,降低硬度;冷却速度过慢,会出现粗大的球状碳化物,硬度过高。
4)均匀化退火工艺为了减少金属铸锭、铸件或锻坯的化学成分的偏析和组织的不均匀性,将其加热到高温,长时间保温,然后缓慢冷却的退火工艺,称为均匀化退火。
均匀化退火主要应用于大型铸钢件和合金钢钢锭。
大型铸钢件和合金钢钢锭在铸造过程中会产生化学成分不均匀。
均匀化退火的目的是消除化学成分的不均匀性,减少偏析;消除内应力,改善加工性能。
均匀化退火工艺参数的选择:a.加热温度:加热温度一般为Ac3(或Acm)+(150~250)℃。
根据经验,碳钢铸件一般为950~1000℃;低合金钢铸件为1000~1050℃;高合金钢铸件为1050~1100℃;高合金钢锭为1000~1200℃。
b.加热速度:加热速度一般控制在每小时100~120℃/h。
c.保温时间:通常按有效截面厚度2~3min/mm。
d.冷却方法:随炉缓冷至500~350℃后出炉空冷。
均匀化退火由于加热温度高,保温时间长,必然会引起晶粒粗大,所以已成形的铸件在均匀化退火后应再进行正火或完全退火。
而对于钢锭,由于轧制或锻压后还需进行退火或正火处理,故可省去。
5)去应力退火工艺去应力退火是为了去除由于塑性形变加工、焊接等而造成的以及铸件内存在的残余应力而进行的退火。
一般可在Ac1点以下加热,保温2~4h后,缓冷至200~300℃再出炉空冷。
去应力退火适用于铸件、焊接件、锻轧件及机械加工件。
铸件及焊接件一般用500~650℃,机械加工件则可用稍低些的温度。
二、正火1.正火工艺正火是将钢加热到Ac3(或Acm)+(150~250)℃,保温适当时间后,在静止空气中冷却的热处理工艺。
正火的目的是:细化晶粒,并使组织均匀化;提高低碳钢工件的硬度和切削加工性能;消除切削加工后的硬化现象和去除内应力;消除过共析钢中的网状碳化物,为下一步热处理作好准备。
正火的加热温度在实际生产中常常略高一些,以促使奥氏体均匀化,增大过冷奥氏体的稳定性。
下表为常用钢材的正火温度及正火后硬度。
常用钢材的正火温度及正火后硬度正火的加热速度、保温时间与完全退火相似。
冷却方式应根据钢的成分、工件的尺寸和形状以及正火的性能要求而确定。
对于一般小件可在空气中冷却,大件可用吹风冷却或喷雾冷却。
但对于一些高合金钢,空气冷却已超过其临界冷却速度,属于淬火而非正火。
正火的冷却速度比退火要快,可得到细密的珠光体,钢的强度和硬度都比退火高。
下表为45钢、40Cr钢退火、正火后的力学性能。
45钢、40Cr钢退火、正火后的力学性能对照2.正火的应用正火与退火相比周期短,节约能源,操作简便,并可获得较好的力学性能。
所以在满足工件性能要求的条件下,一般采用正火。
下图为碳钢的硬度与热处理的关系。
图中阴影部分是适合一般切削加工的硬度范围。
从图中可以看出,碳的质量分数ωc低于0.5%的碳钢,宜采用正火;碳质量分数ωc高于0.5%的碳钢,宜采用退火;高碳钢宜采用球化退火。
碳钢的硬度与热处理的关系对于中碳以上的合金钢,一般可采用退火,这是因为合金元素使曲线右移,正火的冷却速度较快,使硬度过高,不适合机械加工。
2.4.3淬火和回火一、淬火淬火是将钢件加热到Ac3或Ac1点以上某一温度,保持一定时间,然后以适当速度冷却,获得马氏体或贝氏作的组织的热处理工艺。
这一过程的实质是完成从奥氏体向马氏体或贝氏作的转变。
淬火的目的是为了提高钢的强度、硬度、耐磨性等力学性能,从而满足各种零件或工具的不同使用要求。
亦可以满足一些特殊的物理、化学性能要求,如提高不锈钢的耐蚀性、增加磁钢的永磁性等。
1.加热介质由于淬火后的工件留有加工余量少,因此淬火加热时要求变形小,表面无氧化、脱碳,严格控制淬火加热介质,减少氧化脱碳使之保证工件淬火质量。
因此,根据对工件的要求应选择适当的加热介质。
常用加热介质有空气、熔盐、保护气氛、真空等。
1)空气:箱式、井式等电阻炉的加热介质多为空气。
加热温度越高,保温时间越长,氧化脱碳越严重。
氧化从200℃时就开始发生。
脱碳一般在600℃以上发生。
常用的防止氧化脱碳方法有装箱法和涂料保护法。
2)熔盐:采用盐浴炉加热,将工件浸入熔盐中,使工件不与氧气接触,具有加热速度快、氧化脱碳倾向小,并可局部加热等优点。
3)保护气氛:将制备的一定成分的气体通入加热炉中,可保护工件不被氧化脱碳,并得到光亮的表面,这种气体介质称为保护气氛。
保护气氛常用的有吸热式气氛、放热式气氛、滴注式气氛以及氨分解气氛。
4)真空:将工件置于真空炉加热,由于真空炉中气体稀薄,压力低于大气压,炉气的氧化性与脱碳性气体极小,可达到保护工件不氧化脱碳。