金屬冶煉與加工技術作業指導書TOC\o"1-2"\h\u15022第1章金屬冶煉基礎知識 422581.1金屬的結晶與組織 4195431.1.1金屬結晶 463131.1.2金屬組織 4197191.2冶煉過程原理 525921.2.1熱力學原理 545181.2.2動力學原理 557091.2.3電化學原理 5285721.2.4物理化學原理 617174第2章煉鐵技術 6109842.1高爐煉鐵工藝 629132.1.1原料準備 697492.1.2高爐結構 6219632.1.3煉鐵過程 6273002.2熱風爐操作 755952.2.1燃燒器選擇與布置 755972.2.2熱風溫度控制 751402.2.3熱風爐的換爐操作 7218062.3其他煉鐵方法簡介 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 8249203.1轉爐煉鋼工藝 893673.1.1轉爐概述 88393.1.2轉爐煉鋼原料 8103943.1.3轉爐煉鋼過程 811283.1.4轉爐煉鋼操作要點 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電爐煉鋼過程 824783.2.4電爐煉鋼操作要點 8144733.3煉鋼過程中的爐外精煉 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 9217233.3.4爐外精煉設備 926691第4章鑄造技術 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 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 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 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 127122第6章焊接技術 12252966.1氣體保護焊 12268236.1.1概述 12236186.1.2設備與材料 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設備與材料 1325356.2.1.2焊接工藝 1360456.2.2釬焊 13106786.2.2.1設備與材料 13260906.2.2.2釬焊工藝 14115896.3自動焊接技術 14104976.3.1概述 14121136.3.2設備與材料 1489676.3.3焊接工藝 146753第7章金屬熱處理技術 14188327.1鋼鐵的熱處理原理 1456917.1.1相變規律 1450627.1.2熱處理工藝參數 14230267.2常見熱處理工藝 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熱處理質量控制 155317.3.1工藝參數控制 1568957.3.2設備和儀表校準 15180627.3.3材料檢驗 1571787.3.4工藝過程監控 1686327.3.5質量檢測 164281第8章金屬表面處理技術 16195278.1金屬腐蝕與防護 1696928.1.1金屬腐蝕原理 16170438.1.2金屬腐蝕分類 16177878.1.3金屬腐蝕防護措施 16290058.2表面涂裝技術 16207728.2.1表面涂裝技術種類 17176418.2.2表面涂裝施工方法 17143878.3電鍍與化學鍍 1764548.3.1電鍍原理 1744718.3.2化學鍍原理 17130648.3.3電鍍與化學鍍工藝 17232408.3.4常見問題及解決辦法 1731710第9章特種金屬冶煉與加工技術 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設備選擇與操作要點 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設備選擇與操作要點 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設備選擇與操作要點 20260559.3.2鈦的加工 20129399.3.2.1加工方法 2053229.3.2.2工藝流程及質量控制 206809第10章金屬加工工藝與設備 201253410.1金屬切削加工工藝 201182610.1.1概述 20370610.1.2車削加工 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金屬加工設備選型與維護 212155410.3.1設備選型原則 21864910.3.2常見金屬加工設備 2170110.3.3設備維護與管理 22第1章金屬冶煉基礎知識1.1金屬的結晶與組織金屬的結晶與組織是金屬冶煉過程中的基本概念，對于理解金屬的性質和加工過程具有重要意義。1.1.1金屬結晶金屬結晶是指金屬原子在冷卻過程中由液態轉變為固態的過程。金屬原子在液態時呈無序分布，而在結晶過程中，原子按照一定的規則排列成晶體結構。金屬結晶過程主要包括以下幾個階段：（1）形核：在過飽和溶液中，原子團聚集形成穩定的晶核；（2）生長：晶核周圍的原子不斷附著在晶核上，使晶體逐漸長大；（3）晶粒細化：在金屬結晶過程中，晶粒不斷細化，提高金屬的力學功能。1.1.2金屬組織金屬組織是指金屬內部晶粒的排列、形狀和大小。金屬組織對金屬的力學功能、物理功能和化學功能具有重要影響。金屬組織可以分為以下幾類：（1）等軸晶組織：晶粒呈等軸狀，大小均勻，常見于純金屬和低合金鋼；（2）樹枝晶組織：晶粒呈樹枝狀，具有明顯的生長方向，常見于高合金鋼；（3）層狀晶組織：晶粒呈層狀排列，常見于銅、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，常見于定向凝固技術制備的金屬材料。1.2冶煉過程原理冶煉過程是將金屬原料轉化為具有一定純度和功能的金屬產品的過程。冶煉過程主要包括以下幾個基本原理：1.2.1熱力學原理熱力學原理是指在冶煉過程中，通過加熱、冷卻等手段，使金屬原料的化學成分、結構和組織發生變化，以達到所需的功能。熱力學原理主要包括以下幾個方面：（1）化學反應：在高溫下，金屬原料與其他物質發生化學反應，所需的金屬產品；（2）相變：通過控制溫度，使金屬原料發生固態相變，改變其組織和功能；（3）熱處理：通過加熱和冷卻，調整金屬的晶粒大小、形態和分布，進一步提高金屬的力學功能。1.2.2動力學原理動力學原理是指在冶煉過程中，金屬原子、離子或分子的運動規律及其與外界的相互作用。動力學原理主要包括以下幾個方面：（1）擴散：金屬原子在固體或液體中的自發性遷移，對于金屬的成分均勻化和晶粒長大具有重要作用；（2）對流：在液體金屬中，由于溫度和密度差異引起的流動現象，有助于成分均勻化；（3）攪拌：通過機械攪拌或氣體攪拌，加速金屬原子間的相互作用，提高反應速率和成分均勻性。1.2.3電化學原理電化學原理是指在冶煉過程中，利用電解質溶液中的離子遷移來實現金屬的提取和精煉。電化學原理主要包括以下幾個方面：（1）電解：利用電流通過電解質溶液，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：在電場作用下，金屬離子通過孔隙或微裂紋遷移，實現金屬的提取和精煉。1.2.4物理化學原理物理化學原理是指在冶煉過程中，利用物理方法和化學方法相結合的技術來實現金屬的提取、精煉和加工。物理化學原理主要包括以下幾個方面：（1）磁分離：利用磁場將金屬粒子從其他物質中分離出來；（2）浮選：利用氣泡將金屬顆粒從溶液中分離出來；（3）離子交換：利用離子交換樹脂吸附金屬離子，實現金屬的提取和精煉。本章主要介紹了金屬冶煉基礎知識，包括金屬的結晶與組織、冶煉過程原理。這些基礎知識對于理解金屬冶煉與加工技術具有重要意義。第2章煉鐵技術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原料準備（1）鐵礦石：選用品位高、脈石含量低的鐵礦石，經過破碎、篩分、洗滌等預處理過程。（2）焦炭：選用優質焦炭，作為高爐內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，促進鐵水的分離。2.1.2高爐結構高爐主要由爐體、爐喉、爐腰、爐缸和爐底等部分組成。爐體內壁襯有耐火材料，以承受高溫和化學反應的侵蝕。2.1.3煉鐵過程（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：焦炭在爐內燃燒CO，與鐵礦石中的氧化鐵反應金屬鐵。（3）爐渣的形成：脈石和石灰石在爐內反應爐渣，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，經過鐵口排出高爐。2.2熱風爐操作熱風爐是高爐煉鐵的關鍵設備，其主要功能是為高爐提供高溫、富氧的還原氣體。以下是熱風爐操作的主要要點：2.2.1燃燒器選擇與布置燃燒器應選用高效、低氮的燃燒器，合理布置燃燒器，以保證熱風爐內燃燒充分、均勻。2.2.2熱風溫度控制熱風溫度是影響高爐煉鐵的重要因素，應通過調整燃燒器的給風量、給煤量等手段，使熱風溫度保持在適宜范圍內。2.2.3熱風爐的換爐操作熱風爐在運行過程中，需定期進行換爐操作，以保證熱風爐的穩定運行。換爐操作主要包括：停爐、清灰、檢查、修補、重新點火等步驟。2.3其他煉鐵方法簡介除了高爐煉鐵工藝外，還有其他幾種煉鐵方法，以下簡要介紹：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。該方法具有節能、環保等優點，但生產成本較高。2.3.2電爐煉鐵電爐煉鐵是利用電能轉化為熱能，對鐵礦石進行加熱和還原的方法。該方法適用于處理細小的鐵礦石，具有生產效率高、污染小等優點。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）對鐵礦石進行還原的方法。該方法具有還原速度快、生產過程清潔等優點，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，在高溫下進行熔融還原的方法。該方法具有生產效率高、鐵水質量好等優點，但設備投資和運行成本較高。第3章煉鋼技術3.1轉爐煉鋼工藝3.1.1轉爐概述轉爐煉鋼是通過在旋轉爐內吹氧或噴吹氧燃燒廢鋼和生鐵中的雜質，實現鋼水脫碳、脫硫、脫磷等反應的過程。轉爐具有生產效率高、成本低、適用范圍廣等優點。3.1.2轉爐煉鋼原料本節主要介紹轉爐煉鋼所需原料的種類及要求，包括廢鋼、生鐵、造渣料、冷卻劑等。3.1.3轉爐煉鋼過程詳細描述轉爐煉鋼的各個階段，包括吹煉前期、吹煉中期、吹煉后期和出鋼過程。3.1.4轉爐煉鋼操作要點本節闡述轉爐煉鋼過程中的關鍵操作要點，如吹氧強度、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，并通過爐內化學反應實現鋼水脫碳、脫硫、脫磷等過程。電爐煉鋼具有靈活性高、環境污染小等優點。3.2.2電爐煉鋼原料介紹電爐煉鋼所需原料的種類及要求，包括廢鋼、生鐵、合金料、造渣料等。3.2.3電爐煉鋼過程詳細描述電爐煉鋼的各個階段，包括熔化期、氧化期、還原期和出鋼過程。3.2.4電爐煉鋼操作要點闡述電爐煉鋼過程中的關鍵操作要點，如電力控制、爐渣控制、溫度控制等。3.3煉鋼過程中的爐外精煉3.3.1爐外精煉概述爐外精煉是在轉爐或電爐煉鋼后，對鋼水進行進一步處理的過程。通過爐外精煉，可以調整鋼的成分、溫度，去除有害元素，提高鋼的純凈度和質量。3.3.2爐外精煉方法介紹常見的爐外精煉方法，包括LF爐、VD爐、RH爐、CASOB等。3.3.3爐外精煉操作要點闡述爐外精煉過程中的關鍵操作要點，如溫度控制、成分調整、氣體控制等。3.3.4爐外精煉設備介紹爐外精煉設備的主要結構、功能參數和操作注意事項。第4章鑄造技術4.1砂型鑄造工藝4.1.1概述砂型鑄造工藝是一種傳統的鑄造方法，適用于多種金屬的鑄造生產。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鍵環節，主要包括以下步驟：（1）選砂：根據鑄件材質和工藝要求，選擇合適的砂料。（2）配砂：按照一定比例混合砂料、粘結劑和固化劑。（3）混砂：將配好的砂料攪拌均勻。（4）制型：根據鑄件結構制作砂型和砂芯。（5）硬化：使砂型達到足夠的硬度和強度。4.1.3澆注與冷卻澆注是將熔化的金屬液倒入砂型中，冷卻至凝固的過程。應注意以下事項：（1）澆注溫度：控制熔化金屬液的溫度，以保證鑄件質量。（2）澆注速度：合理控制澆注速度，避免產生氣孔、夾渣等缺陷。（3）冷卻：保證鑄件在冷卻過程中不產生變形和裂紋。4.1.4鑄件清理鑄件冷卻凝固后，需進行清理，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、表面質量好、生產效率高等優點。4.2.2金屬型制備金屬型制備包括以下步驟：（1）設計：根據鑄件結構設計金屬型。（2）制造：采用機械加工、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程與砂型鑄造類似，但應注意以下幾點：（1）澆注系統設計：合理設計澆注系統，以保證金屬液流動順暢。（2）金屬型預熱：避免因溫差過大導致鑄件產生熱裂。（3）控制冷卻速度：保證鑄件質量和金屬型壽命。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：對鑄件進行打磨、拋光等，以滿足精度要求。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，提高生產效率。（3）高精度：鑄件尺寸精度高，表面質量好。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。其主要特點如下：（1）真空環境：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，提高鑄件質量。（3）精密鑄造：適用于精密鑄件的生產。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，旨在為金屬冶煉與加工技術作業提供理論指導和實踐參考。第5章鍛造技術5.1自由鍛造工藝5.1.1工藝概述自由鍛造是一種在無模具限制條件下，通過鍛造機械對金屬進行塑性變形的工藝。該工藝具有生產靈活性高、適用范圍廣、成本較低等優點。5.1.2工藝流程（1）原材料準備：選用合適的金屬材料，進行切割、下料等預處理。（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：利用鍛造機械對加熱后的金屬材料進行塑性變形，使其達到所需形狀和尺寸。（4）冷卻：鍛造完成后，對工件進行冷卻處理，以穩定組織和功能。（5）后續處理：包括切邊、校正、熱處理、表面處理等，以滿足產品使用要求。5.1.3注意事項（1）合理選擇鍛造溫度，避免過高或過低導致鍛造缺陷。（2）控制鍛造變形程度，防止過度變形或變形不足。（3）保證鍛造設備具有良好的功能和精度，以保證鍛造質量。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，對金屬進行塑性變形，使其達到所需形狀和尺寸的鍛造方法。該工藝具有生產效率高、產品質量好、精度高等優點。5.2.2工藝流程（1）模具設計：根據產品形狀和尺寸設計合適的模具。（2）原材料準備：選用合適的金屬材料，進行切割、下料等預處理。（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，通過鍛造機械進行塑性變形。（5）冷卻：鍛造完成后，對工件進行冷卻處理。（6）后續處理：與自由鍛造相同。5.2.3注意事項（1）模具設計要合理，保證鍛造過程中金屬流動順暢。（2）控制模具磨損，及時進行維修和更換，以保證產品質量。（3）合理選擇鍛造溫度，避免因溫度不合適導致的鍛造缺陷。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、燃氣爐加熱、感應加熱等。（3）加熱溫度：根據金屬的種類、性質和鍛造工藝要求確定。5.3.2冷卻（1）目的：穩定金屬的組織和功能，消除鍛造過程中產生的應力。（2）冷卻方式：自然冷卻、水冷、油冷等。（3）冷卻速度：根據金屬的種類、性質和鍛造工藝要求控制冷卻速度。5.3.3注意事項（1）合理控制加熱溫度和冷卻速度，避免因溫度和速度不當導致的鍛造缺陷。（2）保證加熱和冷卻設備功能良好，以保證鍛造質量。（3）注意鍛造過程中的安全防護，避免因操作不當造成的人員傷害和設備損壞。第6章焊接技術6.1氣體保護焊6.1.1概述氣體保護焊是利用惰性氣體或活性氣體作為保護介質，防止熔池金屬與空氣中的氧、氮等氣體發生反應，從而保證焊縫質量的一種焊接方法。6.1.2設備與材料（1）焊接設備：采用具有穩定電弧、可靠功能的氣體保護焊機。（2）保護氣體：根據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，應選用符合國家標準的優質材料。6.1.3焊接工藝（1）焊接參數：根據焊接材料、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。（2）焊接操作：采用合適的焊接手法，保證熔池穩定，焊縫成形美觀。（3）氣體保護：保證保護氣體流量適中，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焊接部位產生的熱量，使金屬局部加熱至熔化狀態，然后在壓力作用下使金屬連接的一種焊接方法。6.2.1.1設備與材料（1）焊接設備：采用具有穩定電流、可靠功能的電阻焊機。（2）焊接材料：根據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：根據工件材料、板厚等因素，合理選擇焊接電流、焊接時間、壓力等參數。（2）焊接操作：保證工件表面清潔、無氧化物，保證焊接質量。6.2.2釬焊釬焊是利用液態金屬作為釬料，在低于母材熔點的溫度下加熱，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設備與材料（1）焊接設備：采用具有溫度控制功能的釬焊爐。（2）釬料：根據母材種類、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：根據母材種類、釬料種類等因素，合理選擇釬焊溫度、保溫時間等參數。（2）釬焊操作：保證母材表面清潔、無氧化物，釬料均勻涂抹在接縫處。6.3自動焊接技術6.3.1概述自動焊接技術是利用自動化設備完成焊接過程，提高焊接效率和質量的一種方法。6.3.2設備與材料（1）焊接設備：采用具有自動化控制功能的焊接設備，如焊接、自動化焊接專機等。（2）焊接材料：根據焊接工藝要求，選用符合國家標準的優質焊接材料。6.3.3焊接工藝（1）編程：根據焊接工件的特點，編寫合適的焊接程序，設置焊接參數。（2）焊接操作：采用自動化設備進行焊接，保證焊接質量穩定、效率高。（3）設備維護：定期對焊接設備進行維護保養，保證設備正常運行。第7章金屬熱處理技術7.1鋼鐵的熱處理原理鋼鐵的熱處理是通過在特定條件下，控制加熱、保溫和冷卻過程，以改變其組織結構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律，即通過控制奧氏體、鐵素體、滲碳體等組織的轉變，實現鋼鐵功能的優化。7.1.1相變規律鋼鐵在加熱過程中，組織會發生相應的相變。主要相變包括：（1）奧氏體相變：當鋼鐵加熱至臨界點Ac3以上時，鐵素體和滲碳體轉變為奧氏體。（2）共析反應：在冷卻過程中，奧氏體轉變為鐵素體和滲碳體的共析反應。（3）貝氏體相變：在快速冷卻過程中，奧氏體轉變為貝氏體。7.1.2熱處理工藝參數熱處理工藝參數主要包括加熱溫度、保溫時間和冷卻速度。合理選擇這些參數，對鋼鐵的組織和功能具有重要影響。7.2常見熱處理工藝根據熱處理的目的和工藝參數的不同，常見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Ac3以上，保溫一定時間，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、消除內應力、穩定尺寸和改善組織。7.2.2正火正火是將鋼鐵加熱至臨界點Ac3以上，保溫一定時間，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度，改善耐磨性。7.2.3淬火淬火是將鋼鐵加熱至臨界點Ac3以上，保溫一定時間，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，保溫一定時間，然后冷卻至室溫的熱處理工藝。回火可以降低硬度，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，同時通入含碳氣體，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熱處理質量控制為保證熱處理質量，應從以下幾個方面進行控制：7.3.1工藝參數控制嚴格按熱處理工藝規程進行操作，保證加熱溫度、保溫時間和冷卻速度等工藝參數符合要求。7.3.2設備和儀表校準定期檢查和校準熱處理設備、溫度控制器等儀表，保證設備正常運行和工藝參數的準確性。7.3.3材料檢驗對熱處理前的原材料進行檢驗，保證材料成分、功能等符合標準要求。7.3.4工藝過程監控對熱處理過程中的溫度、時間等參數進行實時監控，及時調整工藝參數，保證熱處理質量。7.3.5質量檢測熱處理完成后，對產品進行功能、硬度、金相等檢測，以保證熱處理質量符合要求。第8章金屬表面處理技術8.1金屬腐蝕與防護金屬在特定環境下，會受到腐蝕的影響，導致其功能下降，使用壽命縮短。本節主要介紹金屬腐蝕的原理、分類及防護措施。8.1.1金屬腐蝕原理金屬腐蝕是指金屬在接觸氧氣、水蒸氣等環境中，發生氧化還原反應，從而導致金屬表面的損耗。金屬腐蝕原理主要包括電化學腐蝕和化學腐蝕。8.1.2金屬腐蝕分類金屬腐蝕可分為以下幾類：（1）均勻腐蝕：金屬表面各部分均勻受到腐蝕。（2）局部腐蝕：金屬表面局部區域受到嚴重腐蝕。（3）晶間腐蝕：金屬晶粒間的腐蝕。（4）應力腐蝕：金屬在應力作用下發生的腐蝕。8.1.3金屬腐蝕防護措施（1）選用耐腐蝕材料：根據使用環境，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涂層，隔絕金屬與腐蝕介質的接觸。（3）陰極保護：采用外加電流或犧牲陽極的方法，使金屬表面形成保護膜，防止腐蝕。（4）緩蝕劑：在腐蝕介質中加入緩蝕劑，減緩金屬腐蝕速度。8.2表面涂裝技術表面涂裝技術是通過在金屬表面涂覆一層涂料，以保護金屬、裝飾金屬和提高金屬的耐腐蝕功能。本節主要介紹表面涂裝技術的種類和施工方法。8.2.1表面涂裝技術種類（1）涂料種類：包括油脂涂料、醇酸樹脂涂料、環氧樹脂涂料、丙烯酸樹脂涂料等。（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：金屬表面需進行打磨、清洗、除油等預處理，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，形成防護層。（4）檢查與修補：涂裝完成后，檢查涂膜質量，對不合格部位進行修補。8.3電鍍與化學鍍電鍍與化學鍍是通過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。本節主要介紹電鍍與化學鍍的原理、工藝及常見問題。8.3.1電鍍原理電鍍是利用電解原理，在金屬表面沉積一層金屬的過程。電鍍過程中，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化學鍍原理化學鍍是利用化學反應，在金屬表面沉積一層金屬或合金的過程。化學鍍過程中，無需外加電流，通過還原劑使金屬離子還原沉積在金屬表面。8.3.3電鍍與化學鍍工藝（1）預處理：金屬表面進行打磨、清洗、除油等處理。（2）電鍍或化學鍍：根據金屬種類和功能要求，選擇合適的電鍍液和工藝參數。（3）后處理：對電鍍或化學鍍后的金屬進行清洗、干燥等處理。8.3.4常見問題及解決辦法（1）氫脆：電鍍過程中，金屬表面吸附氫原子，導致金屬變脆。解決辦法：優化電鍍工藝，控制電流密度。（2）鍍層疏松：鍍層結構不致密，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：鍍層與基體金屬結合力不足，導致鍍層脫落。解決辦法：加強預處理，提高鍍層與基體金屬的結合力。第9章特種金屬冶煉與加工技術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，主要通過電解法進行冶煉。本節主要介紹鋁的冶煉工藝流程、設備選擇及操作要點。9.1.1.1冶煉工藝流程（1）原料準備：選用高品質鋁土礦，進行破碎、研磨等預處理；（2）氧化鋁制備：通過拜耳法或燒結法提取氧化鋁；（3）電解：采用霍爾埃魯法進行電解，獲得金屬鋁。9.1.1.2設備選擇與操作要點（1）原料準備：選用高效、低能耗的破碎、研磨設備；（2）氧化鋁制備：根據鋁土礦品質選擇合適的提取工藝及設備；（3）電解：選用優質電解槽，控制電流、電壓等參數，保證鋁的純度和產率。9.1.2鋁的加工本節主要介紹鋁的加工方法、工藝流程及質量控制要點。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：通過擠壓機進行連續擠壓；（4）熱處理：包括退火、固溶、時效等。9.1.2.2工藝流程及質量控制（1）鑄造：控制熔煉溫度、澆注速度等參數，保證鑄件質量；（2）鍛造：根據材料特性選擇合適鍛造工藝，避免缺陷產生；（3）擠壓：調整擠壓速度、溫度等參數，保證產品尺寸精度；（4）熱處理：根據材料牌號制定合適的熱處理工藝，提高產品功能。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。本節主要介紹火法冶煉工藝及其設備選擇。9.2.1.1冶煉工藝流程（1）原料準備：選用高品位銅精礦；（2）焙燒：將銅精礦進行焙燒，轉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行浸出；（4）電解：對浸出液進行電解，獲得金屬銅。9.2.1.2設備選擇與操作要點（1）焙燒：選用高效、低污染的回轉窯等設備；（2）浸出：根據銅精礦特性選擇合適的浸出劑及設備；（3）電解：采用優質電解槽，控制電解參數，保證銅的純度和產率。9.2.2銅的加工本節主要介紹銅的加工方法、工藝流程及質量控制要點。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：通過擠壓機進行連續擠壓；（4）精密加工：包括拉伸、沖壓、切削等。9.2.2.2工藝流程及質量控制（1）鑄造：控制熔煉溫度、澆注速度等參數，保證鑄件質量；（2）鍛造：根據材料特性選擇合適鍛造工藝，避免缺陷產生；（3）擠壓：調整擠壓速度、溫度等參數，保證產品尺寸精度；（4）精密加工：選用高精度設備，提高加工精度。9