工程化学在机械行业里面的应用

工程化学在机械行业的应用

摘要：机械制造业发展水平是一个国家工业化程度的主要标志之一，是国家重要的支柱产业，特别是我国提出了‘’中国制造2025‘’，可以看出我们国家对制造业的重视。机械制造业是多领域、多学科的综合应用，虽然更多

的涉及物理领域，但随着化学的不断发展，化学在机械制造业的作用也日益重要。

关键词：化学；机械制造

机械制造业是一个涉及范围十分广泛的产业。物理、化学等领域的发展在

机械制造业中发挥着重要的作用。以下列举化学在机械行业应用的几个方面：1.热处理

热处理是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组

织和性能的一种金属热加工工艺。热处理包括：退火、正火、淬火和回火四种

基本工艺。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)等反应，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。在热处理中，发生了化学变化，通过热处理改变其

力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。

2.气焊

气焊，是利用可燃气体与助燃气体混合燃烧生成的火焰为热源，熔化焊件和焊接材料使之达到原子间结合的一种焊接方法。助燃气体主要为氧气，可燃气体主要采用乙炔、液化石油气等。在气焊中，氧气和乙炔或液化石油气发生剧烈的化学反应，产生高温火焰使焊件熔化。

3.金属表面处理

金属材料的表面处理是化学在机械制造业中最重要的应用。

（1）化学热处理

化学热处理是利用化学反应、有时兼用物理方法改变钢件表层化学成分及组织结构，以便得到比均质材料更好的技术经济效益的金属处理工艺。经化学热处理后的钢件，实质上可以认为是一种特殊复合材料。心部为原始成分的钢，表层则是渗入了合金元素的材料。化学热处理的方法繁多，多以渗入元素或形成的化合物来命名，例如渗碳、渗氮、渗硼、渗硫、渗铝、渗铬、渗硅、碳氮共渗、氧氮化、硫氰共渗和碳、氮、硫、氧、硼五元共渗，及碳（氮）化钛覆盖等。

（2）电化学处理

电化学金属表面处理,主要是以膜隔开电解装置的阳极和负极而施行电解的办法,其实是把电渗析与电解组合起来的一种办法。主要有三种方法:电解法、电淤积、膜离合技术。

（3）化学抛光

金属的化学抛光是靠化学试剂对金属表面凹凸不平区域的选择性溶解作用消除磨痕、浸蚀整平的一种方法。在溶解过程中试样面表层会产生一层氧化膜，试样表面凸出部分由于粘膜薄，金属的溶解扩展速度较慢，抛光后的表面光滑，但形成有小的起伏波形，不能达到十分理想的要求。化学抛光设备简单，可以处理形状比较复杂的零件。

(4)涂装

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。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。

4.金属防腐

金属材料是现代社会中使用最广泛的工程材料，人们不仅在工农业生产，科学研究方面用到金属材料，在日常生活中也随处可见，无时无刻不在使用金属材料。然而金属材料易与周围介质发生反应，造成金属腐蚀现象。金属腐蚀时，其界面上发生了化学或电化学多相反应，使金属转入氧化（离子）状态。这会显著降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能，破坏金属构件的几何形状，增加零件间的磨损，缩短设备的使用寿命。金属在腐蚀过程中所发生的化学变化，从根本上来说就是金属单质被氧化形成化合物。金属腐蚀每年都造成了巨大的经济损失。

防止金属腐蚀的方法有很多，具体分为以下几种：

一、在制造金属零件的过程中，添加不易与周围介质发生反应的耐腐蚀材料。生成致密的印化溥膜，可以抵抗酸、碱、盐等腐蚀。利于金属粉末冶金可对各种金属元素进行灵活配比，利用添加不同性能的金属粉末来获得防腐蚀性能优异的金属零件。

二、采用涂层法防腐蚀。涂层法包括三大类：涂覆和喷涂、镀层和化学转化膜。在金属表面上制成保护层，借以隔开金属与腐蚀介质的接触，从而减少腐蚀。

三、电化学保护：用直流电改变被保护的金属电位，从而使腐蚀减缓或停止的保护法叫做电化学保护。这类保护方法主要有外电源阴极保护法、保护器保护法和阳极保护法三种。

目前我国处于经济转型的关键时期，机械制造业是我国的支柱产业之一，但我国的机械水平和发达国家有一定距离，因此更需要重视制造业的发展。化学为机械制造业的发展提供了强有力的支持，并且随着现代化学的飞速发展，在将来，化学对机械制造业的贡献也将越来越大