金属材料工程生产实习报告.docx

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金属材料工程生产实习报告

金属材料工程生产实习报告

　　一组织领导

　　由专业老师负责筹备，组成实习队委员会，委员会由二名领导教师及班长，团支书记和生活委员五人组成。

委员会下分两个实习小组，设组长一名。

在指导老师的指导工作下，负责带领学生按实习队的要求。

管理和安排实习和秒等具体工作并组织讨论，总结和评比等，实习期间，班上党团组织在实习过程中都应以身作则，起到模范带头作用，确保实习任务圆满完成

　　二实习方法

　　1）学生进厂后，由厂方有关技术人员介绍本厂产品的生产工艺和所用设备，作典型产品生产工艺路线的专题报告和安全教育等。

　　2）学生分组安排到不同的热处理工序或班组进行实习，定期轮换，使每个学生都可在不同的工序或班组中实习这样可基本保证学生对热处理车间有一个全面的了解。

　　3）学生生产实习的主要形式是跟班参加劳动，由实习所在工厂统一安排，学生应以技术人员和工人师傅为师，尊敬和虚心学习，要善于思考，不懂就问，使实习深入化

　　4）不论在什么工序，何种设备上实习学生都应做好实习笔记，便于提高

　　金属材料工程专业对口的生产实习是本专业教学计划中的一个重要的实践性环节。

此次实习是安排在学生完成专业基础课和主要专业课之后。

通过生产实习，一方面可使学生将已学完的技术基础课较好的应用到实践中去，是理论联系实际的过程，另一方面可使学生通过实践进一步掌握已学过的基础技术课，加强对基础专业的理解，同时可使学生基本掌握热处理车间的工作内容和基本生产操作技能，了解工程技术人员在热处理车间的作用及职责范围，从事热处理专业技术人员应该掌握的知识范围以及热处理在国民经济中的地位和作用，从而使学生进一步端正学习态度，明确学习方向，牢固地树立专业思想。

也可使学生获得本专业对口的实践知识，并了解本专业与其它专业的协作关系。

为毕业设计以及今后的工作打下良好的基础。

　　生产实习的主要任务是：

掌握热处理车间设备的基本功能及操作技能，掌握热处理生产工艺过程，应用已学过的有关知识分析经热处理过的零件的化学成份，组织和性能的变化规律。

掌握如何用热处理工艺来保证和提高热处理零件质量和使用寿命热处理零件经常出现的质量问题和解决质量问题的方法和措施，基本掌握热处理质量检测设备仪器的使用及保养。

　　1轧钢和钎具生产过程

　　2热处理的定义,工艺分类及其在机械制造业中的地位和作用

　　3退火，正火。

淬火。

的定义，种类及目的，工艺过程，采用的设备，组织和性能。

　　4回火的定义及目的，三种不同回火工艺的组织，性能和应用

　　5各种加热设备的结构、名称及用途

　　6钢的化学热处理分类，不同种类的化学热处理的工艺过程及所用的设备及学热处理后成分组织和性能的主变化。

　　7钢的感应加热表面淬火的工艺过程，所使用的设备和仪器的使用方法

　　8轧制的基本知识。

　　9检测热处理零件质量的常任设备和仪器的使用方法

　　10热处理车间的厂房结构，车间设备的平面布置

　　1）自学遵守厂规帮纪及厂里的作息时间，不迟到，不早退，不无故矿工，要在指定的工序实习不准到与实习无关的车间或工序，在实习地段不要打闹，玩耍，在公共场所要自党觉遵守公共秩序，维护社会公德

　　2）整个实习期间，对安全问题一定要给予高度重视，要听从实习单位的安排，不懂不要装懂，不该动手的地方千万不要动手

　　3）实习期间，要求同学们都要穿工作服，穿皮鞋，女同学要带安全，。

女同学不能穿裙子，高跟鞋，男同学不能穿短裤，脱鞋

　　一热处理的基本知识

　　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，以获得需要的组织。

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。

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或保温时间很短，而化学热处理的保温时间往往较长。

　　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。

一般退火的冷却速度最慢，正火的冷却速度较快，淬火的冷却速度更快。

但还因钢种不同而有不同的要求，例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬。

　　金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理、局部热处理和化学热处理等。

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，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。

钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。

　　退火是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。

正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。

　　淬火是将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。

淬火后钢件变硬，但同时变脆。

为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于710℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。

退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。

　　“四把火”随着加热温度和冷却方式的不同，又演变出不同的热处理工艺。

为了获得一定的强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来的工艺，称为调质。

某些合金淬火形成过饱和固溶体后，将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间，以提高合金的硬度、强度或电性磁性等。

这样的热处理工艺称为时效处理。

把压力加工形变与热处理有效而紧密地结合起来进行，使工件获得很好的强度、韧性配合的方法称为形变热处理；在负压气氛或真空中进行的热处理称为真空热处理，它不仅能使工件不氧化，不脱碳，保持处理后工件表面光洁，提高工件的性能，还可以通入渗剂进行化学热处理。

　　表面热处理是只加热工件表层，以改变其表层力学性能的金属热处理工艺。

为了只加热工件表层而不使过多的热量传入工件内部，使用的热源须具有高的能量密度，即在单位面积的工件上给予较大的热能，使工件表层或局部能短时或瞬时达到高温。

表面热处理的主要方法，有激光热处理、火焰淬火和感应加热热处理，常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感应电流、激光和电子束等。

　　化学热处理是通过改变工件表层化学成分、组织和性能的金属热处理工艺。

化学热处理与表面热处理不同之处是后者改变了工件表层的化学成分。

化学热处理是将工件放在含碳、氮或其它合金元素的介质（气体、液体、固体）中加热，保温较长时间，从而使工件表层渗入碳、氮、硼和铬等元素。

渗入元素后，有时还要进行其它热处理工艺如淬火及回火。

化学热处理的主要方法有渗碳、渗氮、渗金属、复合渗等。

（一）．退火的种类

　　1．完全退火和等温退火

　　完全退火又称重结晶退火，一般简称为退火，这种退火主要用于亚共析成分的各种碳钢和合金钢的铸，锻件及热轧型材，有时也用于焊接结构。

一般常作为一些不重要工件的最终热处理，或作为某些工件的预先热处理。

　　2．球化退火

　　球化退火主要用于过共析的碳钢及合金工具钢。

其主要目的在于降低硬度，改善切削加工性，并为以后淬火作好准备。

　　3．去应力退火

　　去应力退火又称低温退火，这种退火主要用来消除铸件，锻件，焊接件，热轧件，冷拉件等的残余应力。

如果这些应力不予消除，将会引起钢件在一定时间以后，或在随后的切削加工过程中产生变形或裂纹。

（二）．淬火

　　为了提高硬度采取的方法，主要形式是通过加热、保温、速冷。

最常用的冷却介质是盐水，水和油。

盐水淬火的工件，容易得到高的硬度和光洁的表面，不容易产生淬不硬的软点，但却易使工件变形严重，甚至发生开裂。

而用油作淬火介质只适用于过冷奥氏体的稳定性比较大的一些合金钢或小尺寸的碳钢工件的淬火。

　　（三）．回火

　　1．降低脆性，消除或减少内应力，钢件淬火后存在很大内应力和脆性，如不及时回火往往会使钢件发生变形甚至开裂。

　　2．获得工件所要求的机械性能，工件经淬火后硬度高而脆性大，为了满足各种工件的不同性能的要求，可以通过适当回火的配合来调整硬度，减小脆性，得到所需要的韧性，塑性。

　　3稳定工件尺寸

　　4．对于退火难以软化的某些合金钢，在淬火后常采用高温回火，使钢中碳化物适当聚集，将硬度降低，以利切削加工。

　　三常用炉型的选择

　　炉型应依据不同的工艺要求及工件的类型来决定

　　1．对于不能成批定型生产的，工件大小不相等的，种类较多的，要求工艺上具有通用性、多用性的，可选用箱式炉。

　　2．加热长轴类及长的丝杆，管子等工件时，可选用深井式电炉。

　　3．小批量的渗碳零件，可选用井式气体渗碳炉。

　　4．对于大批量的汽车、拖拉机齿轮等零件的生产可选连续式渗碳生产线或箱式多用炉。

　　5．对冲压件板材坯料的加热大批量生产时，最好选用滚动炉，辊底炉。

　　6．对成批的定型零件，生产上可选用推杆式或传送带式电阻炉

　　7．小型机械零件如：

螺钉，螺母等可选用振底式炉或网带式炉。

（一）、过热现象

　　我们知道热处理过程中加热过热最易导致奥氏体晶粒的粗大，使零件的机械性能下降。

　　1）.一般过热：

加热温度过高或在高温下保温时间过长，引起奥氏体晶粒粗化称为过热。

粗大的奥氏体晶粒会导致钢的强韧性降低，脆性转变温度升高，增加淬火时的变形开裂倾向。

而导致过热的原因是炉温仪表失控或混料。

过热组织可经退火、正火或多次高温回火后，在正常情况下重新奥氏化使晶粒细化。

　　2）.断口遗传：

有过热组织的钢材，重新加热淬火后，虽能使奥氏体晶粒细化，但有时仍出现粗大颗粒状断口。

产生断口遗传的理论争议较多，一般认为曾因加热温度过高而使MnS之类的杂物溶入奥氏体并富集于晶界，而冷却时这些夹杂物又会沿晶界析出，受冲击时易沿粗大奥氏体晶界断裂。

　　3）.粗大组织的遗传：

有粗大马氏体、贝氏体、魏氏体组织的钢件重新奥氏化时，以慢速加热到常规的淬火温度，甚至再低一些，其奥氏体晶粒仍然是粗大的，这种现象称为组织遗传性。

要消除粗大组织的遗传性，可采用中间退火或多次高温回火处理。

（二）、过烧现象

　　加热温度过高，不仅引起奥氏体晶粒粗大，而且晶界局部出现氧化或熔化，导致晶界弱化，称为过烧。

钢过烧后性能严重恶化，淬火时形成龟裂。

过烧组织无法恢复，只能报废。

因此在工作中要避免过烧的发生。

　　（三）、脱碳和氧化

　　钢在加热时，表层的碳与介质中的氧、氢、二氧化碳及水蒸气等发生反应，降低了表层碳浓度称为脱碳，脱碳钢淬火后表面硬度、疲劳强度及耐磨性降低，而且表面形成残余拉应力易形成表面网状裂纹。

　　（四）、氢脆现象

　　高强度钢在富氢气氛中加热时出现塑性和韧性降低的现象称为氢脆。

出现氢脆的工件通过除氢处理也能消除氢脆，采用真空、低氢气氛或惰性气氛加热可避免氢脆。

（1）.钢的氮化

　　氮化是向钢的表面层渗入氮原子的过程，其目的是提高表面硬度和耐磨性，以及提高疲劳强度和抗腐蚀性。

　　它是利用氨气在加热时分解出活性氮原子，被钢吸收后在其表面形成氮化层，同时向心部扩散。

　　氮化通常利用专门设备或井式渗碳炉来进行。

适用于各种高速传动精密齿轮、机床主轴，高速柴油机曲轴、阀门等。

　　氮化工件工艺路线：

锻造－退火－粗加工－调质－精加工－除应力－粗磨－氮化－精磨或研磨。

　　由于氮化层薄，并且较脆，因此要求有较高强度的心部组织，所以要先进行调质热处理，获得回火索氏体，提高心部机械性能和氮化层质量。

　　钢在氮化后，不再需要进行淬火便具有很高的表面硬度及耐磨性。

氮化处理温度低，变形很小，它与渗碳、感应表面淬火相比，变形小得多

（2）.钢的碳氮共渗：

碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程，习惯上碳氮共渗又称作氰化。

目前以中温气体碳氮共渗和低温气体氮碳共渗应用较是广。

中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度，低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。

　　10.调质处理quenchingandtempering：

一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。

调质处理广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。

调质处理后得到回火索氏体组织，它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织为优。

它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关，一般在HB200—350之间。

　　11钎焊：

用钎料将两种工件粘合在一起的热处理工艺

名称

　用途

　结构

　主要参数

　高频感应表面淬火仪

　表面淬火

　高频电源、感应线圈

　200KHZ

　中频感应加热仪

　加热

　中频电源、感应线圈

　10～20MHZ

　高温淬火炉

　高温淬火

　电阻丝、盐浴

　1100’C

　中温淬火炉

　中温淬火

　电阻丝、盐浴

　渗碳渗氮炉

　渗碳渗氮碳氮共渗

　电阻丝、炉膛结构

　890,520

　中温回火炉

　中温回火

　电阻丝、盐浴

　450

　钎杆抛丸强化机

　钎杆抛丸

　金属丸循环系统

　B22~35D32~81（mm）

　镫粗机、领盘机

　镫粗、车领盘

　中频感应加热仪模具

　1050’C~1150’C

　轧钢煤气加热炉

　轧钢

　煤气发生炉加热炉

　　　轧制：

将金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙，因受轧辊的压缩使材料截面减小，长度增加的压力加工方法这是生产钢材最常用的生产方式，主要用来生产型材、板材、管材。

分冷轧、热轧。

分为热轧和冷轧.

　　热轧，是以板坯为原料，经加热后由粗轧机组及精轧机组制成带钢。

从精轧最后一架轧机出来的热钢带通过层流冷却至设定温度，由卷取机卷成钢带卷，冷却后的钢带卷，根据用户的不同需求，经过不同的精整作业线加工而成为钢板、平整卷及纵切钢带产品。

　　冷轧：

用热轧钢卷为原料，经酸洗去除氧化皮后进行冷连轧，其成品为轧硬卷，由于连续冷变形引起的冷作硬化使轧硬卷的强度、硬度上升、韧塑指标下降，因此冲压性能将恶化，只能用于简单变形的零件。

轧硬卷可作为热镀锌厂的原料，因为热镀锌机组均设置有退火线。

轧硬卷重一般在6~吨，钢卷在常温下，对热轧酸洗卷进行连续轧制。

内径为610mm。

　　产品特点：

因为没有经过退火处理，其硬度很高，机械加工性能极差，只能进行简单的有方向性的小于90度的折弯加工。

　　一块钢坯在加热后精过几道轧制，再切边，矫正成为钢板，这种叫热轧。

　　冷轧，是在热轧板卷的基础上加工轧制出来的，一般来讲是热轧---酸洗---冷轧这样的加工过程。

冷轧是在常温状态下由热轧板加工而成，虽然在加工过程因为轧制也会使钢板升温，尽管如此还是叫冷轧。

由于热轧经过连续冷变型而成的冷轧，在机械性能比较差，硬度太高。

必须经过退火才能恢复其机械性能，没有退火的叫轧硬卷。

轧硬卷一般是用来做无需折弯，拉伸的产品，以下厚度轧硬的运气好的两边或者四边折弯。

　　总之热轧是最初成型的板类，酸洗，冷轧以及镀锌彩涂之类的都是由此一项一项加工出来的。

　　感应加热就是利用电磁感应在工件内产生涡流而将工件进行加热。

感应加热表面淬火与普通淬火比具有如下优点：

　　1.热源在工件表层，加热速度快，热效率高

　　2.工件因不是整体加热，变形小

　　3.工件加热时间短，表面氧化脱碳量少

　　4.工件表面硬度高，缺口敏感性小，冲击韧性、疲劳强度以及耐磨性等均有很大提高。

有利于发挥材料地潜力，节约材料消耗，提高零件使用寿命

　　5.设备紧凑，使用方便，劳动条件好

　　6.便于机械化和自动化

　　7.不仅用在表面淬火还可用在穿透加热与化学热处理等。

　　感应加热的基本原理

　　将工件放在感应器中，当感应器中通过交变电流时，在感应器周围产生与电流频率相同的交变磁场，在工件中相应地产生了感应电动势，在工件表面形成感应电流，即涡流。

这种涡流在工件的电阻的作用下，电能转化为热能，使工件表面温度达到淬火加热温度，可实现表面淬火。

　　表面淬火的目的在于获得高硬度，高耐磨性的表面，而心部仍然保持原有的良好韧性，常用于机床主轴，齿轮，发动机的曲轴等。

表面淬火采用的快速加热方法有多种，如电感应，火焰，电接触，激光等，目前应用最广的是电感应加热法。

　　感应加热表面淬火就是在一个感应线圈中通以一定频率的交流电，是感应圈周围产生频率相同的交变磁场，置于磁场之中的工件就会产生与感应线圈频率相同，方向相反的感应电流，这个电流叫涡流。

由于集肤效应，涡流主要集中在工件的表层。

由涡流所产生的电阻热使工件表层被迅速加热到淬火温度，随即向工件喷水，将工件表层淬硬。

　　感应电流的频率愈高，集肤效应也愈强烈，故高频感应加热用途最广。

高频感应加热常用频率是200~300kHz，其加热速度极快，通常只有几秒种，淬硬层深度一般为~2mm。

主要用于要求淬硬层较薄的中，小型零件，如齿轮，轴等。

　　感应表面淬火后的性能

　　1.表面硬度：

经高、中频感应加热表面淬火的工件，其表面硬度往往比普通淬火高2～3个单位。

　　2.耐磨性：

高频淬火后的工件耐磨性比普通淬火要高。

这主要是由于淬硬层马氏体晶粒细小，碳化物弥散度高，以及硬度比较高，表面的高的压应力等综合的结果。

　　3.疲劳强度：

高、中频表面淬火使疲劳强度大为提高，缺口敏感性下降。

对同样材料的工件，硬化层深度在一定范围内，随硬化层深度增加而疲劳强度增加，但硬化层深度过深时表层是压应力，因而硬化层深度增打疲劳强度反而下降，并使工件脆性增加。

一般硬化层深δ＝％D。

较为合适，其中D。