生产实习(王自敏)

材料科学与工程学院本科生产实习报告系别：金属材料工程专业：材料科学与工程班级：XXXXX姓名/学号：XXXXXXXX实习地点：方圆支承、马钢四钢轧、马钢表面工程、泰尔重工、瑞慈传动、多晶科技、马钢火车车轮公司实习时间：2013年9月5日至9月18日带队教师：XXXXXX2013年10月1日目录生产实习一直被认为是同学们走出校园走向工作岗位的一门必修课，作为我们金属材料专业热处理方向的学生，在生产实习中我们必须明确一下几点：了解金属材料及热处理专业所处的地位和重要性；客观了解目前（金属）材料及热处理的发展状况；了解并掌握金属材料及其热处理方面的生产知识和操作技能，使理论与实际相结合，形成一定的感性认识；学习工厂管理人员、技术人员和工人师傅在工作、学习、管理过程中所体现出来的优良品质；了解相关企业的发展状况，对企业改制与发展的思考；了解（金属）材料及产品的生产方法，以扩展自己对材料科学的认识。此次生产实习我们将要去八个地方，分别是方圆支承、马钢四钢轧、马钢表面工程公司（电镀厂和表面修复厂）、马钢火车车轮公司、泰尔重工（包括其瑞慈传动）、多晶科技。在实习的过程中我们应该做到以下几点：(1)严格服从实习指导老师的统一安排和调度；(2)严格考勤制度；(3)遵守工厂的各项规章制度，爱护生产设备；尊重工厂领导、工程技术人员及工人等，自觉学习，虚心请教。第一部分预习报告带钢在直通式炉内连续运行过程中完成的退火工艺。带钢的连续退火研究开始于20世纪30年代。50～60年代连续热处理工艺在镀锡原板的生产中得到广泛运用。随后，日本采用高温轧制(Ar3点以上)、高温卷取(Ar1点以上)工序同退火时过时效处理工序合并的方法，生产深冲用冷轧钢板获得成功。1971年和1972年日本先后建成了两条连续退火生产线。到了80年代连续退火得到了广泛应用。连续退火机组的工艺流程：1-开卷和焊接；2-清洗；3-活套；4-连续退火；5-平整和拉矫；6-卷取。连续退火炉按作业方式分立式(塔式)与卧式两种。塔式退火炉用于每月必须退火1万吨以上的带钢时才是经济的。产量低时，用卧式连续退火炉较经济，因为这种炉子投资低、热量消耗较少。目前，在生产中运行的有4种工艺：(1)新日铁公司的NSC-CAPL方法；(2)日本钢管公司的NKK-CAL方法；(3)川崎公司的KM-CAL方法；(4)比利时公司的NOWAQ方法。连续退火优点：1．产品质量好,板形平直,表面清洁,性能均匀;2．成材率高,不会产生罩式退火易出现的粘结、折边等缺陷,成材率可提高2%-3%;3．品种多样化,除了能生产罩式退火炉的全部品种外,还可以生产高强度钢板、电工钢板等;5．布置紧凑、占地面积小;6．生产周期短、生产效率高;7．节能20%以上,节省劳动力,生产成本低。尽管连续退火生产发展很快,但还不可能完全取代罩式退火炉。热镀锌也叫热浸锌和热浸镀锌：是一种有效的金属防腐方式，主要用于各行业的金属结构设施上。是将除锈后的钢件浸入500℃左右融化的锌液中，使钢构件表面附着锌层，从而起到防腐的目的。热镀锌工艺流程：成品酸洗-水洗-加助镀液-烘干-挂镀-冷却-药化-清洗-打磨-热镀锌完工。热镀锌是由较古老的热镀方法发展而来的，自从1836年法国把热镀锌应用于工业以来，已经有一百四十年的历史了。然而，热镀锌工业是近三十年来伴随冷轧带钢的飞速发展而得到了大规模发展。工业方法：湿法工艺、单张钢板、惠林热法线内退火、森吉米尔法、美钢联法、赛拉斯法、莎伦法、改良森吉米随着工业的发展，热镀锌产品已经运用到很多领域，热镀锌的优点在于防腐年限长久，适应环境广泛一直是很受欢迎的防腐处理方法。被广泛运用与电力铁塔、通信铁塔、铁路、公路防护、路灯杆、船用构件、建筑钢结构构件、变电站附属设施、轻工业等。热镀锌原理：将铁件清洗干净，然后溶剂处理，烘干后浸入锌液中，铁与熔融锌反应生成合金化的锌层，其流程为：脱脂--水洗--酸洗--助镀--烘干--热浸镀锌--分离--冷却钝化。热镀锌的合金层的厚度主要取决于钢材的硅含量等化学成份，钢材的横截面积大小，钢材表面的粗糙程度，锌锅温度，浸锌时间，冷却快慢，冷轧变形等。热镀锌的优点：1、处理费用低：热浸镀锌防锈的费用要比其他漆料涂层的费用低；2、持久耐用：在郊区环境下，标准的热镀锌防锈厚度可保持50年以上而不必修补；在市区或近海区域，标准的热镀锌防锈层则可保持20年而不必修补；3、可靠性好：镀锌层与钢材间是冶金结合，成为钢表面的一部分，因此镀层的持久性较为可靠；4、镀层的韧性强：镀锌层形成一种特别的冶金结构，这种结构能承受在运送及使用时受到机械损伤；5、全面性保护：镀件的每一部分都能镀上锌，即使在凹陷处、尖角及隐藏处都能受到全面保护；6、省时省力：镀锌过程要比其他的涂层施工法更快捷，并且可避免安装后在工地上涂刷所需的时间。7、初期成本低：一般情况下，热浸锌的成本比施加其他保护涂层要低，原因很简单，其他保护涂层如打砂油漆是劳力密集的工序，反之热浸锌的工序为高机械化，紧密控制的厂内施工。8、检验简单方便：热浸锌层可以目视及简单的非破坏性涂层厚度表作测试。9、可靠性：热浸锌的规格一般按照BSENISO1461执行，规限其最低的锌层厚度，所以其防锈年期及表现是可靠及可预计的。电镀:利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺。可以起到防止腐蚀,提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用。电镀的概念：就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。电镀时，镀层金属做阳极，被氧化成阳离子进入电镀液；待镀的金属制品做阴极，镀层金属的阳离子在金属表面被还原形成镀层。为排除其它阳离子的干扰，且使镀层均匀、牢固，需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，以保持镀层金属阳离子的浓度不变。电镀的目的是在基材上镀上金属镀层(deposit),改变基材表面性质或尺寸.电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。电镀作用：利用电解作用在机械制品上沉积出附着良好的、但性能和基体材料不同的金属覆层的技术。电镀层比热浸层均匀，一般都较薄，从几个微米到几十微米不等。通过电镀，可以在机械制品上获得装饰保护性和各种功能性的表面层，还可以修复磨损和加工失误的工件。镀层大多是单一金属或合金，如锌、镉、金或黄铜、青铜等；也有弥散层，如镍-碳化硅、镍-氟化石墨等；还有覆合层,如钢上的铜-镍-铬层、钢上的银-铟层等。电镀的基体材料除铁基的铸铁、钢和不锈钢外,还有非铁金属,如ABS塑料、聚丙烯、聚砜和酚醛塑料，但塑料电镀前,必须经过特殊的活化和敏化处理。电镀原理：在盛有电镀液的镀槽中，经过清理和特殊预处理的待镀件作为阴极，用镀覆金属制成阳极，两极分别与直流电源的正极和负极联接。电镀液由含有镀覆金属的化合物、导电的盐类、缓冲剂、pH调节剂和添加剂等的水溶液组成。通电后，电镀液中的金属离子，在电位差的作用下移动到阴极上形成镀层。阳极的金属形成金属离子进入电镀液，以保持被镀覆的金属离子的浓度。在有些情况下，如镀铬，是采用铅、铅锑合金制成的不溶性阳极，它只起传递电子、导通电流的作用。电解液中的铬离子浓度，需依靠定期地向镀液中加入铬化合物来维持。电镀时，阳极材料的质量、电镀液的成分、温度、电流密度、通电时间、搅拌强度、析出的杂质、电源波形等都会影响镀层的质量，需要适时进行控制。电镀方式：电镀分为挂镀、滚镀、连续镀和刷镀等方式，主要与待镀件的尺寸和批量有关。挂镀适用于一般尺寸的制品,如汽车的保险杠,自行车的车把等。滚镀适用于小件，如紧固件、垫圈、销子等。连续镀适用于成批生产的线材和带材。刷镀适用于局部镀或修复。电镀液有酸性的、碱性的和加有铬合剂的酸性及中性溶液，无论采用何种镀覆方式，与待镀制品和镀液接触的镀槽、吊挂具等应具有一定程度的通用性。热喷涂技术是利用热源将喷涂材料加热至溶化或半溶化状态，并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的基体表面形成涂层的方法。热喷涂技术在普通材料的表面上，制造一个特殊的工作表面，使其达到：防腐、耐磨、减摩、抗高温、抗氧化、隔热、绝缘、导电、防微波辐射等一系多种功能，使其达到节约材料，节约能源的目的，我们把特殊的工作表面叫涂层，把制造涂层的工作方法叫热喷涂。热喷涂技术是表面过程技术的重要组成部分之一，约占表面工程技术的三分之一。作为新型的实用工程技术目前尚无标准的分类方法，一般按照热源的种类，喷涂材料的形态及涂层的功能来分。如按涂层的功能分为耐腐，耐磨，隔热等涂层，按加热和结合方式可分为喷涂和喷熔：前者是机体不熔化，涂层与基体形成机械结合；后者则是涂层再加热重熔，涂层与基体互溶并扩散形成冶金结合。从热喷涂技术的原理及工艺过程分析,热喷涂技术具有以下一些特点。1.由于热源的温度范围很宽,因而可喷涂的涂层材料几乎包括所有固态工程材料,如金属,合金,陶瓷,金属陶瓷,塑料以及由它们组成的复合物等。因而能赋予基体以各种功能(如耐磨,耐蚀,耐高温,抗氧化,绝缘,隔热,生物相容,红外吸收等)的表面2.喷涂过程中基体表面受热的程度较小而且可以控制,因此可以在各种材料上进行喷涂(如金属,陶瓷,玻璃,布疋,纸张,塑料等),并且对基材的组织和性能几乎没有影响,工件变形也小。3.设备简单,操作灵活,既可对大型构件进行大面积喷涂,也可在指定的局部进行喷涂;既可在工厂室内进行喷涂也可在室外现场进行施工。4.喷涂操作的程序较少,施工时间较短,效率高,比较经济。随着热喷涂应用要求的提高和领域的扩大,特别是喷涂技术本身的进步,如喷涂设备的日益高能和精良,涂层材料品种的逐渐增多,性能逐渐提高,热喷涂技术近十年来获得了飞速的发展,不但应用领域大为扩展,而且该技术已由早期的制备一般的防护涂层发展到制备各种功能涂层;由单个工件的维修发展到大批的产品制造;由单一的涂层制备发展到包括产品失效分析,表面预处理,涂层材料和设备的研制和选择,涂层系统设计和涂层后加工在内的喷涂系统工程;成为材料表面科学领域中一个十分活跃的学科。并且在现代工业中逐渐形成铸,锻,焊和热处理那样的独立的材料加工技术。成为工业部门节约贵重材料,节约能源,提高产品质量,延长产品使用寿命,降低成本,提高工效的重要的工艺手段,在国民经济的各个领域内得到越来越广泛的应用。近年来表面工程学发展迅速，新的表面涂层技术层出不穷，气象沉积就是发展最快的新涂层技术之一。物理气象沉积是一种物理气象反映生长法。沉积过程是在真空或低气压气体放电条件下，即在80~200℃等离子体条件中进行的。涂层的物质源是固态物质，利用气体放电或加熱的方式使靶材蒸发或电离，经过“蒸发或溅射”后，在电场的作用下，在工件表面生成与基材性能不同的新的固态物质涂层。PVD(物理气象沉积)的特点：1．沉积层的材料来自固体物质源，采用各种加热源使固体物质变为原子态。2．获得的沉积层薄，厚度范围为nm-um数量级，属薄膜范畴。3．沉积层是在真空条件下获得的，涂层的纯度高。4．在低温等离子体条件下产生，沉积层粒子的整体活性大，易与反应气体进行化合反应，获得各种涂层。PVD镀膜技术的应用主要分为两大类：装饰镀膜和工具镀膜。装饰镀的目的主要是为了改善工件的外观装饰性能和色泽同时使工件更耐磨耐腐蚀延长其使用寿命；这方面主要应用五金行业的各个领域，如门窗五金、锁具、卫浴五金等行业。工具镀的目的主要是为了提高工件的表面硬度和耐磨性，降低表面的摩擦系数，提高工件的使用寿命；这方面主要应用在各种刀剪、车削刀具（如车刀、刨刀、铣刀、钻头等等）、各种五金工具（如螺丝刀、钳子等）、各种模具等产品中。第二部分实习培训报告马钢表面工程技术有限责任公司特种电镀厂是集冷轧工作辊镀铬、结晶器加工及镀镍合金、轴类及板类镀铬、模具制作等产品专业生产加工为一体的一个分厂。马钢表面工程公司（表面修复）拥有从国外全套引进的超音速喷涂、火焰喷焊喷涂、冷轧辊镀硬铬、连铸机结晶器合金电镀等生产装备和工艺技术，具有集堆焊、喷焊、喷涂、合金电镀以及机械加工为一体的表面工程技术和冶金设备制造、修复能力。马钢表面工程技术有限公司多年来围绕机械产品加工制造及表面技术应用不断开拓进取，形成了自己独特的生产能力。在烧结领域：具有制作、加工和修复大小规格烧结机、带冷机、环冷机及其破碎单辊、四辊、台车、链节、破碎辊等烧结成套设备与备件的专业生产能力。在炼铁领域：具有制作、加工和修复转底炉、料钟、炉喉钢砖、风口大套、进风系统、加料小车、泥炮、上料闸、秤量漏斗和各种耐磨衬板等炼铁成套设备与备件的专业生产能力。在表面技术应用方面：具有集堆焊（埋弧焊、明弧焊）、喷焊（火焰喷涂）、喷涂（等离子喷涂和超音速喷涂）、电镀（结晶器多元素合金电镀、轧辊镀硬铬）、镜面处理等表面技术产品。在炼钢领域：具有制作、加工和修复各种规格型号的连铸结晶器铜管、铜板及其总成，各种规格扇形段、中间罐及中间罐车、倾翻装置以及各种输送辊道等炼钢与连铸成套设备及备件的专业生产能力。在轧钢领域：具有制作、加工和修复各种规格型号的轧机轴承座、导卫、轧辊（修复）及夹送辊、助卷辊、层流冷却辊、中低温炉辊、沉没辊、稳定辊及各类工艺辊等轧钢成套设备及关键备件的专业生产能力。马鞍山多晶金属材料科技有限公司是安徽省首家以PVD（物理气相沉积）涂层为核心技术的研发、生产型高科技企业。PVD硬质膜广泛应用于刀具、模具、零部件等机械加工行业，可以显著提高工模具表面硬度、耐磨性、耐高温性，大幅度提高工模具使用寿命；具有绿色环保无污染的特性，是未来机械加工行业应用发展的方向。PVD技术出现于二十世纪七十年代末，制备的薄膜具有高硬度、低摩擦系数、很好的耐磨性和化学稳定性等优点。最初在高速钢刀具领域的成功应用引起了世界各国制造业的高度重视，人们在开发高性能、高可靠性涂层设备的同时，也在硬质合金、陶瓷类刀具中进行了更加深入的涂层应用研究。与CVD工艺相比，PVD工艺处理温度低，在600℃以下时对刀具材料的抗弯强度无影响；薄膜内部应力状态为压应力，更适于对硬质合金精密复杂刀具的涂层；PVD工艺对环境无不利影响，符合现代绿色制造的发展方向。当前PVD涂层技术已普遍应用于硬质合金立铣刀、钻头、阶梯钻、油孔钻、铰刀、丝锥、可转位铣刀片、车刀片、异形刀具、焊接刀具等的涂层处理。PVD技术不仅提高了薄膜与刀具基体材料的结合强度，涂层成分也由第一代的TiN发展为TiC、TiCN、ZrN、CrN、MoS2、TiAlN、TiAlCN、TiN-AlN、DLC和Ta-C等多元复合涂层。马钢薄板工程是“十五”期间总投资150多亿元建立的结构调整系统工程的龙头项目之一。该工程关键技术和设备从德国西马克-德马克、西门子、日本三菱-日立、意大利达涅利、奥地利艾百纳等公司引进，代表了当今世界先进的工艺技术装备水平。薄板工程于2004年4月28日全部竣工投产，具有年产200万吨热轧板卷、150万吨冷轧薄板卷和35万吨镀锌板卷的生产能力。马钢镀锌生产线配有光整机组和和耐指纹处理，厂内和各地加工配送中心均可根据用户需求进行精整、分卷、横切和纵剪，同时具备板状和卷状交货能力。镀锌概况：1号镀锌线：采用改良森吉米尔法热镀锌生产工艺，产品规格为0.3-2.5×900-1575mm。镀层分为纯锌镀层和锌铝合金镀层(5%Al)，产品均为无锌花镀锌板。2号镀锌线：采用美联钢法热镀锌生产工艺，产品规格为0.3-2.0×900-1600mm。可生产纯锌镀层和锌铁合金镀层热镀锌卷板，产品定位于汽车用钢板和家电用钢板。产品介绍：1.无锌花镀锌板(无铬钝化)马钢无锌花热镀锌产品力学性能和耐蚀性达到家电用钢板的相关标准要求。采用无铅锌锭，配以无Cr钝化，不含铅和铬等重金属，符合欧盟RoHs指令的要求，已经通过第三方检测，获得了SGS证书。2.镀锌铝板(含5%铝)镀锌铝钢板的优点是镀层的塑性和附着性很好，而且变形前后的耐腐蚀性不变；其耐腐蚀性是普通热镀锌板的2-3倍，并具有良好的涂敷性、焊接性。3.耐指纹镀锌板马钢生产的无铬耐指纹板，其耐蚀性、耐指纹性、耐酸碱性、焊接性等多项指标均达到家电用户要求。对于高档家电产品的面板，如冰箱和洗衣机外板、电脑机箱外板，马钢耐指纹镀锌板是一个很好的选择。安徽泰尔重工股份有限公司成立于2001年，位于马鞍山市经济技术开发区。公司具备工业万向轴、齿轮联轴器和剪刃等三类产品的开发和制造能力，主要应用领域为钢铁厂。其产品主要有：鼓形齿式联轴器轧机传动系统通过鼓形齿式联轴器联接是普遍的联接方式之一。鼓形齿式联轴器是动力传动系统中的关键部件，其性能好环将影响到带钢表面质量及厚度的控制。现代高效齿式传动轴要求维护量小、经济性高。基于此原因，泰尔重工为满足最尖端的轧制设备要求，其设计的鼓形齿式联轴器在保证功能和运行高效率的同时，操作维护简便。所有上述优势都是通过长期积累设计、生产以及现场使用鼓形齿式联轴器的基础上，通过特殊齿廓设计、热处理、材料质量、密封材料来实现的。精轧机鼓形齿式接轴特点：内外齿齿面经渗碳、淬火、磨齿加工，传递精度高、扭矩大、工作转速高；齿轮副采用齿侧、齿顶双定位，提高传动精度和稳定性；采用强制稀油循环润滑技术，能充分润滑和带走轧制过程中所产生的热量，降低齿面磨损和摩擦升温；轴向窜辊伸缩由鼓形齿副移动实现，其他部分采用静配合，以减少非易损件的磨损，减少备品、备件量。重载鼓形齿式接轴2008年6月28日安徽省科学技术厅组织专家对安徽泰尔重工股份有限公司开发完成的“热连轧精轧机组重载鼓形齿式接轴”项目进行技术鉴定，鉴定委员听取了项目技术总结报告、用户使用报告、经济效益分析报告和科技查新报告，审查了鉴定材料，并对现场进行了考察。经充分讨论，形成以下鉴定意见：与国内外同类产品比较，该项目产品在结构形式、润滑方式、力学性能、使用寿命等方面达到国内领先、国际先进水平，完全能够替代进口。剪刃产品简介工艺装备能力、质量控制能力，并在剪刃的选材、加工、热处理方面形成泰尔自主研制的一系列制造技术。泰尔重工所生产的冷剪、热剪已达600多个品种，圆盘剪最大直径可达1600mm，定尺剪最长可达5200mm，产品质量稳定，有些产品的性能质量已达到或超过进口的同类产品，产品供货全国各大钢铁企业，部分产品销往澳大利亚、巴基斯坦、斯洛伐克、法国等国家，目前，泰尔剪刃产品、技术都在向前发展。另外，公司在碎边剪刀盘、剪刃配垫、刮刀、各种冲模的生产上也有很成熟的经验。我们采用磨削和铣削结合的方式来加工剪刃垫片，有效保证了垫片精度，得到了客户的好评，中国一重也给予了积极的评价。剪刃材料：剪刃的材料主要选用耐冲击工具钢、基体钢、冷作模具钢和热作模具钢，还有我公司与华中科技大联合开发的特种钢如TEJ-1、TEJ-2等。冷剪选用硬度HRC50—60；热剪选用硬度HRC38—52。剪刃的材料来源：材料一般在国内大型的特种钢厂（西宁特钢、抚顺特钢、大连特钢、太钢锻钢厂、北满特钢等）采购。剪刃加工工艺简述：下料→锻造→球化退火（目的：保证在淬火时能得到较好的组织）→超声波探伤（目的：防止锻件内部有裂纹等缺陷）→淬火前加工（以铣削为主，对弧面和大多数斜面，都采用数控铣床加工）→去应力回火→淬火前精加工→淬火（对某些材料低温长时间的淬火可以得到更好的韧性，从而达到其强韧性的最佳配合，兼顾提高耐磨性，达到了延长使用寿命的目的）→两次回火（经过两次回火，进一步消除内应力，稳定组织，从而提高性能，H13钢回火会析出细小的碳化物组织，可以提高剪刃的耐磨性）→淬火后加工（数控磨床磨削，最大磨削长度可达到6米）→去磁处理→磁粉探伤（可以防止剪刃表面有细微裂纹）→检验包装发货。马钢股份有限公司车轮轮箍分公司是我国生产火车整体碾钢车轮和轮箍的特大型企业,公司坐落在安徽省马鞍山市南麓、闻名遐迩的采石矶畔，始建于1961年，1964年全面建成投产。公司经营销售车轮、轮箍环件、轮件、盘件、锻件六大系列产品，品种规格达1300多种。产品覆盖面涵及铁路机车车辆、机械、化工、石油、纺织、冶金、矿山、航天、港口、地铁等行业。公司经营销售600-2010mm直径的铁路机车用轮箍；724-1098mm直径的铁路客、货车辆、冶金、矿山、地铁车辆用车轮；600-2500mm直径的机械、化工、石油、纺织、航天等行业用的各种断面环件；550-1000mm直径的起重、港口用轮件；120-400mm直径的锻件。公司除经营销售上述六大类产品外，还可根据客商的要求，按ISO、AAR、UIC、BS、JIS等标准生产销售各种规格的产品。公司经营销售的产品除满足国内各行业的需求外，自1982年起产品销往国外，至今已销往东南亚、欧美等二十多个国家。车轮制造的工业流程：首先炼钢，以前为平炉炼钢和模具炼，现为高炉炼。炼钢之后为连铸，连铸之后将圆坯切段→加热变成奥式体→轧制→墩粗→金属域分配→成型压力机成型→最终成型→经冷床防止形成白点→粗加工→精加工→热处理加工→安全检测→包装出厂。生产需注意生产安全和质量安全。马钢主要车轮产品有：GE-P3车轮：出口美国通用电器公司的系列产品之一，按美国AAR标准生产。2003年开始出口，每年出口约1万件。AT840车轮：供法国阿尔斯通公司地铁的车轮，出口布达佩斯，2003年开始供货，订货量逐年增加，现每年供1500件左右。ZC970车轮：为株洲出口澳大利亚整车配套产品，轴重40吨，每年供货4500件左右。KKD车轮：供铁道部客车使用的车轮，按铁标组织生产，最高运行时速达200公里/小时。约45000件/年。HDSA车轮：供铁道部货车使用的车轮，按铁标组织生产，最高运行时速达120公里/小时。约160000件/年。HDEA车轮：供铁道部货车使用的重载车轮，按铁标组织生产，约150000件/年。K1250A车轮：出口国外外径最大、重量最重的机车轮，外径1250mm，重量852Kg。韩国NEWTEC公司近年采购数百件。车轮与轮箍的生产设备应根据生产规模、产品方案、产品标准以及所确定的工艺流程配置。主要生产设备为：坯料准备设备：由钢锭切割机床、劈断机、坯料称量系统、坯料修整机床所组成。也可选用钢锭切口机与大压力(20MN)折断机，或选择锯切刀缝小的钢锭锯切设备，以提高钢锭利用率。加热设备：压轧前坯料加热到1250～1280℃，多用大型(φ28～33m)环形加热炉，并配有炉前装取料机械(或地上行走装取料机)和输送辊道等输出设备。同时生产车轮与轮箍(环件)的工厂也可选配多座较小直径的环形炉，以便较灵活地互相调配。为了消除坯料表面氧化铁皮，一般选用高压水除鳞装置。压轧设备：是车轮和轮箍生产的关键设备。车轮压轧机组一般由30MN镦粗压痕水压机1～2台10万t以下规模的工厂此工序由车轮成形水压机一并完成、60～100MN车轮成形水压机1台、车轮轧机1台(立式或卧式八辊轧机，主电机950～1000kw)、30～35MN压弯冲孔水压机1台、打印机1台以及压轧后的输送冷床等组成。轮箍压轧机组由30～40MN镦粗冲孔水压机1台、轮箍(环件)轧机1台或2台(1台粗轧、1台精轧)以及打印机、输送辊道等设备组成。上述机组中的水压机吨位、台数，轧机的能力、机械化水平等按产品方案和年产能力以及制定的压轧工艺确定。热处理设备：车轮压轧后的热处理设备主要有等温处理井式炉(600～650℃)，如采用真空脱气的钢则可不进行等温处理，而改用台车式炉或隧道炉控制冷却即可。车轮淬火加热多采用环形炉(φ28m环形炉或φ14m工件自转式环形炉)，加热到850～900℃由机械手(或地上装出料机)出炉，放在淬火机(卧式或立式)上谇火。淬火后的回火(500～600℃)在井式回火炉、吊挂式隧道回火炉中进行。轮箍的热处理设备由压轧后的缓冷坑(加热或不加热式)、淬火(800～870℃)井式炉、回火(650～750℃)井式炉和井式淬火槽组成。上述各种热处理设备的形式、能力、数量，根据年产量与工艺要求确定。机械加工设备：主要是车轮专用加工机床。一般有两种形式：机群式，即按车轮加工工序分两组机床来完成车轮加工；机组式，即一个车轮全部工序由每组2台车轮加工机床完成。也有由多台机床组成自动或半自动加工线的，这是现代化车轮加工机床的发展趋向。有的车轮轴孔要求精加工，还需设车轮轴孔精镗机床。有辐板孔的车轮用专用双孔钻床一次将车轮辐板孔加工出来。车轮加工所产生的大量切屑用收集回收机械连续回收处理。轮箍一般在轮箍厂不加工，到机车厂组装车轮前再加工。少量轮箍有时要修整加工，主要选用普通立式车床。上述各种加工设备的能力、台数按生产规模计算确定。检测设备：在对车轮与轮箍质量要求越来越高的形势下，车轮与轮箍生产中的检测设备十分重要，如车轮与轮箍的超声波探伤设备、车轮辐板的磁粉探伤设备、高速车轮的静动平衡试验设备、尺寸外观检测设备、硬度检测设备等，它们多是在线连续检测仪器和装备。车轮与轮箍成品的最终检验主要有落锤试验以及化学、力学、金相检验，在专门的落锤试验间和理化检验室内完成。表面处理设备：主要有车轮的喷丸(表面清理和辐板强化)设备和车轮的喷漆设备，在专门的连续线上完成。2.5方圆支承介绍马鞍山方圆回转支承股份有限公司是国内规模最大的集研发、设计、制造回转支承的专业化生产厂家之一，为行业内首家上市公司，公司简称：方圆支承。公司现有滚道直径φ5000mm以下多条数控化回转支承生产线，可生产单排球式、双排球式、交叉滚柱式、三排柱式、双列球式、双回转式、腰鼓式、哈呋式等系列回转支承。公司的主导产品—“方圆”牌回转支承广泛应用于建筑机械、工程机械、港口机械、冶金机械、轻工机械、风力发电、医疗CT、军工等领域。第三部分下厂实习报告这次下厂实习主要去了八个地方。分别是方圆支承、马钢四钢轧、马钢表面工程公司（电镀厂和表面修复厂）、马钢火车车轮公司、泰尔重工（包括其瑞慈传动）、多晶科技。方圆支承主要涉及到了与我们专业相关的热处理工艺，其滚道中频感应加热淬火热处理工艺等处理国内领先水平。马钢四钢轧主要是连续退火的热处理工艺，在瑞慈传动我们看到了渗碳热处理工艺以及水淬、油淬和双液淬火等。多晶科技和马钢表面工程公司主要涉及材料表面处理相关方面的知识，如PVD硬质膜，超音速火焰喷涂技术，等离子堆焊，电镀等。下面我就这几天下厂实习的所见所想分类进行叙述，其中有的是相关工艺介绍，有的是对于各自公司产品问题的一些思考和个人看法，也借鉴了别人的一些研究结果和经验，叙述中肯定有错误偏颇之处，但却是我这几天下厂实习的真实总结，是我实习全部收获。四钢轧主要分为三个部分，以生产热轧板、冷轧板和镀锌板为主，这次我们下厂实习是去了镀锌生产线，其主要涉及到的就是连续退火工艺，由于在前已经介绍过这里就不再赘述。我主要想说一下我对以下几个问题的认识。自从超音速火焰喷涂技术诞生以来,其应用的范围就在不断的扩展之中,超音速喷涂已经成为热喷涂技术的主流发展方向,目前在国外已经渗透到各种领域,如石油化工、机械、印刷、航空航天、冶金、电力、塑料,等工业部门。特别是在高科技领域,超音速喷涂的高质量涂层能够满足航天、航空和原子能等尖端领域对材料的苛刻要求。等离子堆焊是利用焊炬的钨极作为电流的负极和基体作为电流的正极之间产生的等离子体作为热量，并将热量转移至被焊接的工件表面，并向该热能区域送入焊接粉末，使其熔化后沉积在被焊接工件表面，从而实现零件表面的强化与硬化的堆焊工艺。该堆焊技术具有生产率高，成型美观以及堆焊过程易于实现机械化及自动化等优点，符合绿色制造的发展趋势，在制造业中的应用日益广泛。马钢表面修复厂除了埋弧焊外其大多主要是等离子堆焊的应用。粉末等离子堆焊有如下特点:(1)等离子弧区的温度高达(1.0-5.0)x104K，因此可以堆焊各种金属，使用材料范围广，制备简单，可配置不同性能的粉末;(2)工艺稳定性好，熔化材料的喷射速度可高达600m/s,因此，堆焊层的材料密度高、机械性能好;(3)沉积效率比较高(可高达98kg/h);(4)调节性好，易于自动化操作;(5)稀释率低，小于5%，能充分保证合金材料性能，并且采用氢气、氮气等作为工作气体，被堆焊材料不易氧化;(6)堆焊层平整光滑，尺寸范围宽，且可精确控制，一次可以堆焊宽1-150mm，厚0.25-8mm;(7)被堆焊的上件温度较低，一般不易变形，为了进一步降低堆焊时工件的温度，还可以用气体对工件进行冷却。因此，等离子堆焊与其它堆焊技术相比具有明显的优势:堆焊层与母材具有典型的冶金结合，堆焊层在服役过程中的剥落倾向小，而且可以根据服役性能选择或设计堆焊合金，使材料或零件表面具有良好的耐磨、耐腐蚀、耐高温、抗氧化、耐辐射等性能，并且在工艺上有很大的灵活性。另外实习的最后一天，我们来到了马钢表面工程的另一个分厂，即马钢表面工程技术公司特种电镀厂。其主要就是轧辊表面的电镀和结晶器的生产。结晶器是连铸生产的关键部件，通常，结晶器表面会电镀Cr、Ni、Ni-Fe、Ni-Co等金属或热喷涂Cr-Ni合金作为保护层。但由于这些镀层本身的物理特性，使用效果不理想。镀层会很快被磨损，而露出铜基体。这些铜会渗入连铸坯中，产生被称为“星状裂纹”的小裂纹。同时，这些镀层受到400～600℃的连续热冲击后会产生裂纹，影响铸坯质量。Ni-Co-W三元素合金镀层技术因具有较高耐磨性和耐热冲击性的镀层倍受青睐于近几年迅速发展起来。电镀厂拥有从日本引进的一套三元素电镀生产线，马钢的异形坯连铸生产线、1300板坯连铸生产线已全部使用其的产品，取得了良好的经济效益。另外电镀厂的主要产品有轴类、板类零件的镀铬或镍加工，冷轧工作辊镀铬等。其中铬具有高硬度、高润滑性、抗磨损性以及低摩擦系数等独特的物理属性，镀铬因此成为保持轧辊表面特性的既优秀又经济的选择。其优势包括：1.提高产量1)提高工作辊的寿命；2)减少轧辊更换次数，每个换辊周期内轧制量提高；3)在某些情况下提高轧制速度。2.降低运营成本1)轧辊磨辊和毛化量减少；2)用于周转的轧辊数量降低，采用镀铬辊后数量降低30％；3)工作辊的处理量减少。3.改善产品表面质量1)提高抗表面缺陷的能力；2)由于镀铬辊表面耐磨的特征缺陷减少；3)带钢表面的清洁度提高。4.在轧制周期内排产灵活1)宽度计划更灵活；2)在第二个轧制周期内工作辊可以再用。特别有特色的是电镀厂镀铬具有绿色环保理念，大家都知道六价铬对环境的污染是非常大的，但是三价铬镀液污染比较少。三价铬的毒性是六价铬的百分之一。电镀时不产生有害的铬酸雾，且镀液浓度低，污水处理简单。且与六价铬相比还具有镀液分散能力覆盖能力好，光亮电流密度范围宽，电流效率高，耐蚀性好等优点。虽然有很多优点，但目前在国内的应用非常少，马鞍山也就仅表面工程（电镀厂）一家，推广应用任务任重道远。关于材料表面的另一个公司是多晶科技，其主要是以PVD（物理气相沉积）涂层为核心技术的研发、生产型高科技企业。PVD硬质膜广泛应用于刀具、模具、零部件等机械加工行业，可以显著提高工模具表面硬度、耐磨性、耐高温性，大幅度提高工模具使用寿命；具有绿色环保无污染的特性，应用前景广阔。但是了解到目前的市场还很有限，主要是因为其成本较高，而国内的刀具等由于质量一般，所以其售价很便宜，虽然镀一层硬质膜可以大大增加刀具等的使用寿命，但是其成本却远高于购买新的刀具，所以很多厂家都不倾向于镀膜，只有一些进口的刀具等由于价格较贵，所以才会选择镀膜。其主要采用的是多弧离子镀这种新的物理气象沉积工艺。多弧离子镀的基本原理就是把金属蒸发源(靶源)作为阴极,通过它与阳极壳体之间的弧光放电,使靶材蒸发并离化,形成空间等离子体,对工件进行沉积镀覆。这种工艺的特点如下:1.阴极电弧蒸发源不产生溶池,可以任意设置于镀膜室适当的位置,也可以采用多个电弧蒸发源.提高沉积速率使膜层厚度均匀,并可简化基片转动机构。2.金属离化率高,可达80%以上,因此镀膜速率高,有利于提高膜基附着性和膜层的性能。3.一弧多用，电弧既是蒸发源和离化源又是加热源和离子溅射清洗的离子源。4.沉积速度快,绕镀性好。5.入射粒子能量高,膜的致密度高,强度和耐磨性好.工件和膜界面有原子扩散,因而膜的附着力高。以钢锭(坯)为原料，用热轧加工法生产车轮、轮箍的工厂设计。车轮和轮箍主要是用于铁路机车、车辆上的两种走行元件。按结构不同车轮分为组合车轮和整体车轮。组合车轮由分别制造的轮心和轮箍及挡圈组装而成。整体车轮由一个轮坯整体轧制而成。车轮与轮箍钢的化学成分有国际标准，但各国(或地区，如欧洲铁路联盟)都有自己的标准。中国标准中，车轮钢的含碳量为0.55％～0.65％，轮箍钢的含碳量为0.55％～0.70％。车轮与轮箍钢是用平炉、电炉或转炉冶炼的镇静钢。但现在世界上的发展趋势是采用电炉冶炼，经真空处理(使氢含量降到2.2×10-6)的钢。所用钢锭为无锥度圆锭或连铸圆坯。车轮和轮箍生产都是高度机械化、多工序、流水生产线，兼有轧钢热加工和机械冷加工两种生产的特点。车轮和轮箍均采用先将轮坯初步压制成形，然后分别在车轮轧机和轮箍轧机上轧制。此方法不产生毛刺，成材率高，同时在轴向、径向和圆周方向都能进行辗轧。在压轧工艺后配以相应的热处理和精整。车轮在热轧后需经机械加工，但轮箍一般在热轧后不加工，到机车车辆厂再机械加工。然后，车轮及轮箍都经过无损检测、产品表面处理和成品检查，形成流水生产线，组成现代化火车车轮轮箍厂。在这种工厂中还可生产齿轮、滑轮、法兰、轴承环等圆形零件。车轮采用经真空处理的钢，则工艺流程中可不再进行压轧后的等温热处理，而改为控制冷却，以节省能耗。采用连铸圆坯或无锥度锭可减少切坯配尺的繁琐并保证坯料重量的精度。现代车轮生产中多采用先热处理后机械加工的工艺，以避免先机械加工后热处理会使成品车轮在热处中又产生变形的现象，以保证产品精度。其热处理主要是淬火和回火，关于车轮的检测主要有车轮与轮箍的超声波探伤、车轮辐板的磁粉探伤、高速车轮的静动平衡试验、尺寸外观检测、硬度检测等。车轮的检测环节十分重要，因为车轮的质量直接关系着乘客的生命安全。实习的第一天，我们参观了方圆支承，我们了解到公司生产的“方圆”牌回转支承主要应用于工程机械、港口机械、冶金机械等行业，其主要产品有单排球式回转支承、三排柱式、交叉滚柱式和双排球式八大系列的回转支承共一千五百多个规格。其基本的加工工艺流程为:锻造→粗车加工→调质→精车加工→感应淬火、回火→钻孔→磨加工→装配。主要的热处理工艺是滚道中频感应加热淬火，在西门子8401这个大设备旁，工程师傅给我们介绍了很多很多。中频感应淬火工艺包括确定淬火温度、预冷时间、淬火液浓度等。（1）淬火加热温度感应加热属于快速加热，其淬火加热温度比常规普通淬火加热温度要高。在常规普通淬火加热时，淬火温度一般为Ac1以上20-50℃；而对于感应加热，淬火温度通常要比前者高出100-150℃。其次，加热温度与钢的原始组织密切相关，钢的原始组织越细，加热时相变发生越容易，在较低温度下即可完成，因此加热温度可以适当降低。由于回转支承产量大，毛坯供货渠道不同，造成材料的原始组织不一样，这就给确定淬火温度带来困难。因为毛坯的原始组织晶粒越细，其淬火温度就应越低；若原始组织晶粒越粗，则淬火温度越高。目前，工厂所使用的毛坯材料预处理多数为调质态或正火态，淬火温度可以选择下限，对于50Mn、42GrMo材料，淬火加热温度定为900-950℃。采用改变感应器与滚道的耦合间隙以及滚道相对于感应器的移动速度，或调整电源的电参数，以改变输出功率的方法来调整加热温度和加热速度。另外，感应器上附加导磁体，可以减少感应器的磁力线散失，提高加热效率。（2）预冷时间预冷是为了减少、淬火变形、防止淬火开裂。即当滚道加热到淬火温度后，在空气中进行短时间的停留，以适当降低滚道表面温度，再进行喷射淬火。在连续淬火时，调整感应器与滚道淬火面的相对移动速度、喷水器与感应器的距离等，就可达到上述效果。（3）冷却冷却方式的选择要考虑到工件的材料、加热方式和淬硬层深度等。回转支承采取连续加热，适于采用喷射淬火的方式，此类淬火介质有水、PAG淬火液及聚乙烯醇淬火液。对于中碳钢，由于水淬易裂，而使用PAG淬火液成本又太高，综合考虑淬火液的冷却能力和使用成本，我们选择聚乙烯醇合成淬火剂为淬火液，实际效果较佳。回转支承感应淬火是对工件局部表面进行快速加热和冷却，在工件表面产生很大的热应力和组织应力；组织转变完成后，形成较大的残余应力。为此，必须进行低温回火以消除部分应力。回转支承的使用寿命主要取决于滚道中频感应加热淬火的质量，所以由此可以看出中频感应加热淬火的重要性。3.5泰尔重工及瑞慈传动公司主要工业万向轴、齿轮联轴器和剪刃等三类产品的开发和制造，主要应用领域为钢铁厂。瑞慈传动是泰尔重工下属的一个分厂，其主要产品是小型的万向轴和联轴器等。我们两天的下厂实习在泰尔重工，我们现场体验了油淬，水淬等热处理工艺，可以看到其工作条件都是比较恶劣的，主要是瑞慈传动的设备比较陈旧，其渗碳工艺还采用较原始的滴注式。双液淬火法是将淬火工件自淬火温度中取出，先在快速冷却剂中冷却，使其奥氏体急速过冷至接近于马氏体转变区域，然后再在缓慢的冷却剂中冷却。一般是先水后油。双液淬火法的优点是在奥氏体不稳定区域快冷，而在马氏体转变区域内进行慢冷。因而组织应力与热应力都比较小，故这种淬火法可适用于淬透性不大的高碳钢形状复杂的工具淬火。但使用这种淬火法也有它的缺点。首先是很难确定在第一种淬火剂中的停留时间。如果停留时间过长，产生内应力过大，失去双液淬火的意义；如果停留时间太短，就有可能在第二种冷却剂中发生向珠光体类组织的转变，因而达不到要求。有时表面虽然达到了马氏体，但中心部分温度仍高。余热过多，这样，当工件由第一种冷却剂中移入第二种冷却剂中的一瞬间，就有可能发生由内向外的加热，造成不适当的表面回火。其次是零件自第一种冷却液中取出放入第二种冷却液中的一瞬间，工件各部分温度是不均匀的，这又会造成淬火缺陷的产生。因此，采用这种方法淬火时，要求淬火工人具有足够的经验和熟练的技巧，否则很难达到预期的目的。据瑞慈的工程师傅介绍，他们厂的工人师傅都具有多年的操作经验，所以工件双液淬火的质量都能满足要求。另外在泰尔重工，我们还看到了各种热处理箱式炉、井式炉等，看到且了解到了渗碳、渗氮及碳氮共渗等实际生产，使我们对热处理工艺有了一个更加全面的认识。在这里我第一次感觉到了书本知识和实践生产的不同，比如说工件形状、尺寸的不同对热处理加热及冷却时间的选择，这些都需要多年的经验才能做到恰到好处。实习总结为期两个礼拜的生产