時間：2023-05-30 10:19:03
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇金屬加工液，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：水基金屬加工液；脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸；乳化劑；抗硬水劑
中圖分類號：TE624.82文獻標識碼：A
Application and Development of Alcohol Ether Carboxylic Acid as
Emulsifier/Hard Water Resistance Additive in Water-based Metalworking Fluids
LI Tuan-le， WANG Jun-ming， ZHOU Xu-guang， MA Shu-jie
（PetroChina Lanzhou Lubricating Oil R&D Institute， Lanzhou 730060， China）
Abstract：Emulsifier is an important additive of water-based metalworking fluids， and it is an unambiguous development trend to improve the hard water resistance ability and biodegradability. Fatty alcohol polyoxyethylene ether carboxylic acid（APECA） acts as an excellent emulsifier/hard water resistance additive in water-based metalworking fluid formulations， with advantages of comprehensive performances of both anionic and non-ionic emulsifier. In recent years， the systematical research on preparation， performance， and application of APECA has been done at home and abroad. In this review， the research progress of APECA is summarized both domestic and overseas. The emulsification， hard water resistance and biodegradability of APECA are also discussed when they are used as the emulsifier/hard water resistance additive of water-based metalworking fluids. Moreover， the preparation methods of APECA are summarized.
Key words：water-based metalworking fluid； fatty alcohol polyoxyethylene ether carboxylic acid； emulsifier； hard water resistance additive
0引言
水基金屬加工液由于具有油基產品難以媲美的冷卻性能及低廉的成本獲得了迅速發展，使得金屬加工液市場從單一的純油型產品發展為純油型產品與乳化型、微乳型和全合成水基產品并存的多元化市場格局。據統計，2010年我國鋼鐵行業金屬成型工藝用油液總消耗量約為10×105 t，銅鋁等有色金屬行業金屬成型工藝用油液總消耗量約為50×104 t，目前國內金屬加工油液需求量正以73%～15%的年增幅不斷上升，市場需求旺盛[1]。作為金屬加工液的主要成員，水基金屬加工液的使用比例逐年增加，因此，綠色環保、性好的水基金屬加工劑是未來金屬加工油液的發展趨勢。
“水質通”與“材質通”是水基金屬加工液發展的必然趨勢，“水質通”即同一款產品可以不受水質影響，能在較大的地域范圍內使用；“材質通”即同一款產品既能加工黑色金屬，也能加工鎂鋁合金等材質。但輕質金屬在加工過程中易析出相應的金屬離子，特別是鎂合金，由于其表面氧化膜疏松多孔，致使鎂合金耐腐蝕性較差，鎂離子易進入水溶性加工液中富集，大大增加體系硬度，致使加工液壽命縮短或失效。一般來說，添加抗硬水劑是提高金屬加工液抗硬水能力的有效方法，目前所使用的抗硬水劑多為能螯合體系中的二價金屬離子的乙二胺四乙酸及其鈉鹽，其抗硬水能力一般，更多的是在產品說明書中規定了產品的耐硬水能力和稀釋用水的硬度，從而延長產品的使用壽命。但是不同地區水的硬度差異很大，很難做到一款產品在不同地域的水質環境中通用。以非離子乳化劑調制水基金屬加工液在軟硬水中均能形成穩定的乳液，但是非離子乳化劑本身并不能絡合金屬加工液中富集的鈣、鎂離子并加以分散，即耐硬水并不抗硬水。而且當水的硬度超過一定限值時，非離子乳化體系同樣也變得不穩定。
作為非離子乳化劑脂肪醇聚氧乙烯醚的改性產物，脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽（AEC）由于同時含有聚氧乙烯醚基團和羧基兩種親水基團，具有非離子和陰離子乳化劑的雙重表面化學性能，有良好的鈣皂分散能力和抗電解質穩定性，成為性能優異的乳化/抗硬水劑。由于脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽（AEC）的發泡能力強，在金屬加工液領域并不直接使用AEC，而是使用其酸化產物，即脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸，簡稱醇醚羧酸。醇醚羧酸的結構式為：RO（CH2CH2O）nCH2COOH，其中，R為脂肪鏈，n為聚氧乙烯單元（EO）數。從分子結構上看，在親水羧基和疏水長碳鏈之間嵌入了一定數量的親水EO基團。羧基在水中發生電離后可以捕捉鈣鎂離子，同時結構中的聚氧乙烯醚（EO）基團可將其良好的分散在體系中，不至析皂。醇醚羧酸兼有陰離子和非離子表面活性劑的綜合性能優點，集溫和性、使用安全性、易生物降解性于一體，符合可持續發展的要求。本文綜述了水基金屬加工液乳化/抗硬水劑脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸的研究進展，總結了醇醚羧酸的制備方法，并提出了制備脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸需要解決的關鍵問題。
第6期李團樂等.醇醚羧酸型乳化/抗硬水劑在水基金屬加工液中應用進展
油2016年第31卷
添加劑ADDITIVE1醇醚羧酸研究進展
1.1醇醚羧酸的研究現狀
醇醚羧酸是世界上普遍公認的性能優異的綠色表面活性劑，自從1934年H.Haussmann用醇醚、金屬鈉和氯乙酸鈉首次合成出用于紡織工業的醇醚羧酸鈉以來，國外發達國家都積極參與其研究開發。Henkel的Gerhard Borggrefe等人[2]于1972年制備了多元醚羧酸，從而取代了傳統中含N、P元素的有機多元羧酸用于絡合金屬離子，特別是堿金屬離子，避免了絡合物在水中降解后產生N、P元素。Shell的W.W.Schmidt等人[3]系統研究了市面上常見的數種表面活性劑的發泡能力、鈣皂分散能力及耐硬水能力。結果顯示，醇醚羧酸在發泡能力上遠低于醇醚羧酸鈉及醇醚硫酸鈉，說明醇醚羧酸具有低泡的特性，但是三者的鈣皂分散能力及耐硬水能力是相似的。
國內對醇醚羧酸的研究始于90年代中期，目前多采用羧甲基化法制備醇醚羧酸，雖有產品面世，但是醇醚羧酸的品種和產量較少，應用領域不夠廣泛，仍處于起步階段，有待繼續開發和改進。近幾年，包括江南大學與中國日用化學工業研究院等單位在醇醚羧酸鹽的合成與應用研究上都有不同程度的進展。楊明等[4]采用羧甲基化法制備了十二烷基甘油醚羧酸鹽，并對產品的一系列性能如潤濕性、穩泡性、去污力、鈣皂分散力、降低表面活性等進行了研究。許圓圓等[5]亦采用羧甲基化法制備了油醇聚氧乙烯醚羧酸鹽（C12AEC）與十六醇聚氧乙烯醚羧酸鹽（C16AEC），并研究了其驅油性能，結果顯示，C12AEC與C16AEC具有優良的抗一價離子的能力，45 ℃下對NaCl的容忍度分別為122 g/L和135 g/L，與典型的耐鹽性表面活性劑AES相當。C12AEC與C16AEC微乳體系的最佳鹽度（NaCl）和中相鹽寬亦與AES微乳體系接近。通過與兩性表面活性劑復配或者與兩性表面活性劑及非離子表面活性劑復配，C12AEC與C16AEC能用于無堿驅油劑配方。李運玲等[6]采用催化氧化技術，在貴金屬催化劑存在下將醇醚直接氧化為醇醚羧酸鹽，并研究了不同EO加合數與不同支鏈對醇醚羧酸鹽表面張力、潤濕性、乳化性等性能的影響。催化氧化法制備醚羧酸可避免副產物氯化鈉的生成，符合綠色與可持續發展的趨勢，但是Pd/C催化劑難以回收利用以及反應需要在高壓條件下進行阻礙了此方法的工業化應用。此外，金泰氯堿化工康永等[7]研究了醇醚羧酸鈉鹽的生物降解性能，結果顯示醇醚羧酸鹽在生物降解時沒有停滯期和緩滯期，降解度與時間是線性關系，并在36 h內可降解95%以上。
目前，國外對脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸已經進行了系統的研究，國外公司諸如Sasol、Kao Chemicals、Clariant等已有系列產品面世并應用于不同的領域。而國內對醇醚羧酸的研究還處于起步階段，鮮有產品問世。
1.2醇醚羧酸在金屬加工液中的應用研究
醇醚羧酸是一類在皂的親水基和疏水基之間嵌入聚氧乙烯單元的表面活性劑，它克服了陰離子表面活性劑抗硬水性差和非離子表面活性劑鈣皂分散能力的缺點。同時，與同被作為抗硬水劑的AESO、AES及AEC相比，醚羧酸不會劇烈發泡，因此可以廣泛應用于金屬加工液等工業領域。Heinz Mueller等人[8]研究了在水基鉆井液中加入醇醚羧酸對其性能的影響。鉆井液的配方如表1所示，從表中可以看出，在鉆井液配方中要引入鈣鹽及鋇鹽，因此乳化劑的抗硬水能力就顯得尤為重要。
從表2中可以看出，當在鉆井液中加入醚羧酸后，電穩定性顯著提高。
同時，將醇醚羧酸或醇醚羧酸鹽用于金屬加工液也屢見報道[9-11]。陳寅和等人[9]將醇醚羧酸或醇醚羧酸鹽作為水溶性切削液的表面活性添加劑，加入量為09%～25%，使得該切削液產品能抵抗7000 μg/g的硬水，普遍適用于水質硬度高的地區，稀釋水不需經水質軟化處理就可以直接使用，且工作液使用壽命長。醇醚羧酸作為表面活性劑在輕質金屬加工領域也有應用，侯海燕等人[10]以醇醚羧酸銨鹽作為抗硬水表面活性劑加入鎂合金切削液，加入量為1%～4%，該產品抗硬水更是高達10000 μg/g，且工作液能使用半年以上，與國內外同類產品相比具有明顯的優勢。近年來，水基金屬加工液在我國發展迅速，國內廠家的產品不僅性能、防銹抗腐蝕性能、循環使用壽命等性能指標得到了顯著提升，而且耐硬水能力有所提高。但隨著環保問題的日益嚴峻，水基金屬加工液的生物可降解性越來越受到人們的重視。林麗靜等人[11]將含有醇醚羧酸鹽的表面活性劑加入一種水溶性切削液，該產品兼具有耐硬水和生物降解的特性，是一款環保型抗硬水水溶性切削液。
目前國內用于金屬加工液配方的醚羧酸產品主要有上海宏澤的部分產品，其具有優異的抗硬水能力。國外主要有Clariant以及Kao Chemicals的系列產品。Clariant的MARLOWET系列醚羧酸產品具有優良的鈣皂分散性，同時具有陰離子和非離子乳化劑的優點，在酸堿環境下均具有優良的抗電解質穩定性，可作為乳化油中的助乳化劑，避免析油析皂，對鎂離子及銅離子形成的油泥同樣具有分散作用。而Kao Chemicals的短鏈醇醚羧酸產品具有優異的抗電解質能力，用于鎂合金配方時有突出效果。同時，Sasol的醇醚羧酸產品的鈣鹽及鎂鹽在各自的鹽溶液中具有優異的皂鹽分散能力。圖1為Sasol醇醚羧酸部分產品在不同硬度鈣鹽中的表面張力，從圖中可以看出，當只有油酸與鈣鹽存在時，體系表面張力增大，會出現油酸鈣沉淀。當以3∶1加入油酸與醇醚羧酸時，鈣鹽仍舊分散于體系，特別是加入產品C時，在50°dH的水中表面張力為41 mN/m。
2醇醚羧酸的制備
2.1醇醚羧酸的制備方法
由脂肪醇醚合成脂肪醇醚羧酸目前主要有兩條技術路線，即氧化法[13-14]、羧甲基化法[15-18]。
（1）氧化法
氧化法是采用貴金屬催化空氣直接氧化或用鉻酸、硝酸進行氧化，將末端羥乙基氧化成羧基，在氧化法中較為先進的方法是貴金屬催化氧化法和氮氧自由基催化氧化法：在貴金屬或氮氧自由基的存在條件下將脂肪醇聚氧乙烯醚末端羥甲基氧化為羧基，若脂肪醇聚氧乙烯醚的環氧乙烷加和數相同，氧化法所得的脂肪醇聚氧乙烯羧酸鹽比羧甲基化法得到的脂肪醇聚氧乙烯羧酸鹽少一個乙氧基單元。日本Kao Chemicals最早提出用貴金屬催化氧化醇醚制醇醚羧酸，該工藝以貴金屬如鈀和鉑等為催化劑，在100～270 ℃下醇醚液相脫氫氧化為醇醚羧酸[19]。
其反應機理如下：
（2）羧甲基化法
羧甲基化法是在堿性條件下（通常選用氫氧化鈉和醇鈉）用氯乙酸直接同醇醚進行反應的技術路線，該路線現在發展得比較成熟，克服了過去氯乙酸殘留難以除去的難題，使得羧甲基化關鍵技術有了突破性進展。羧甲基化法的原料脂肪醇聚氧乙烯醚比較易得，合成的反應條件比較溫和，合成反應產生的“三廢”較少，與氧化法相比其較為經濟可行。但反應產物中含有副產物氯化鈉，若根據需要采用適當的分離方法除去氯化鈉，該路線則無疑是一種比較好的合成方法。
2.2制備醇醚羧酸的關鍵問題
（1）親水親油值HLB調控技術
親水親油（HLB）平衡不僅是保持乳化液穩定性的關鍵因素，而且還可以通過調節HLB來改變醇醚羧酸的乳化性能及發泡能力。決定醇醚羧酸HLB的因素是碳鏈長度及氧乙烯基團（EO）加和數。李運玲等[14]研究了直鏈醇醚羧酸鈉分子中不同EO加和數對醇醚羧酸鹽性能的影響，結果顯示，隨著EO數的減少，表面張力逐漸減小，其泡沫、潤濕、乳化性能均相對增強。這說明EO數的增加對金屬加工液在乳化性能上有消極作用，而由于發泡能力的減弱，對金屬加工液有積極作用。由此可見，EO數對醇醚羧酸性能的影響是非常顯著的。因此，以不同EO加和數的脂肪醇聚氧乙烯醚為原料制備醇醚羧酸，對研究EO加和數對醇醚羧酸抗硬水能力、乳化能力的影響具有重要意義。
雖然可以通過自行制備脂肪醇醚來調控，但脂肪醇醚制備涉及脂肪醇與環氧乙烷/環氧丙烷等原料的高壓聚合反應，工藝及設備復雜，原料易燃，屬于大化工范疇。所以目前醇醚羧酸的制備技術及市場大部分為國外大型表面活性劑公司（沙索、花王等）所壟斷，國內幾乎沒有自主生產醇醚羧酸鹽的企業，就更談不上生產醇醚羧酸了。即使有，也是極少數小公司以市售的的脂肪醇醚為起始原料進行羧甲基化反應制得的，從原料上受上游脂肪醇醚生產企業的限制，所以產品種類非常單一，質量也受脂肪醇醚影響很大。
（2）后處理技術
由于羧甲基化反應結束后，需要加鹽酸酸化才能得到醇醚羧酸，還需利用醇醚羧酸的濁點，將其從富含NaCl的水溶液中分離出來，難免會在產品中夾雜NaCl。目前市售醇醚羧酸均有以NaCl計的氯化物含量指標，要求低于12%，如果使用多次水洗，不僅廢水量大，而且產物損失較大，所以還需對后處理技術進行深入研究。
3結論
脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸是一種性能優異的乳化/抗硬水劑，在水基金屬加工液中引入醇醚羧酸，能夠顯著提高其抗硬水能力及生物降解能力。目前市面上醇醚羧酸產品以國外公司如Sasol、Kao Chemicals、Clariant等的系列產品為主，而國內主要處于研究階段，產品數量較少。催化氧化法是一種綠色制備醇醚羧酸的方法，但是此方法對設備要求高，且存在催化劑回收的問題。羧甲基化法工藝比較成熟，使用最為廣泛。目前采用羧甲基化法制備醇醚羧酸的關鍵在于有效處理“三廢”，使其符合環保要求。
參考文獻：
[1] 孫建林，肖湘濤.金屬加工油液的發展與創新[J].石油商報， 2012， 30（1）：42-45.
[2] Borggrefe G. Ether Carboxylic Acids：US， 4219672 [P].1972.
[3] Schmidt W W， Durante D R， Gingell R， et al. Alcohol ethoxycarboxylates―Mild， High-Foaming Surfactants for Personal-Care Products[J]. Journal of the American Oil Chemists' Society， 1997， 74（1）： 25-31.
[4] 楊明，蔣惠亮，顧信鴿，等. 十二烷基甘油醚羧酸鹽陰離子表面活性劑的合成及性能研究[J]. 應用化工， 2010， 39（2）： 202-208.
[5] 許園園，崔正剛. 驅油用醇醚羧酸鹽類表面活性劑的合成與性能分析[D]. 無錫：江南大學， 2012.
[6] 李運玲，宋永波，侯素珍，等. 醇醚羧酸鹽的綠色制備及其性能研究[J]. 日用化學品科學， 2014，37（10）：21-24.
[7] 康永，艾江，高偉超. 醇醚羧酸鹽表面活性劑性能研究[J]. 乙醛醋酸化工， 2015（2）：27-30.
[8] Mueller H， Herzog N， Behler A， et al. Borehole Treating Substance Containing Ether Carboxylic Acids： US， 0049500 A1[P]. 2007.
[9] 陳寅和，林興國，常建忠. 耐硬水水溶性切削液： CN， 1730633A [P]. 2006.
[10] 侯海燕，何集寶，王文榮. 一種鎂合金切削液： CN， 101870909 A [P]. 2010.
[11] 林麗靜，何部聰，常建忠. 生物降解型耐硬水水溶性切削液： CN， 1026603368 A [P]. 2012.
[12] MARLOWET Ether Carboxylic Acids[Z]. Sasol’s Product Manuals，2009.
[13] Fried H E. Process for the Preparation of Alkoxyalkanoic acids： US， 5488154 [P].1994.
[14] 李運玲，李秋小，李明，等. 氧化法制備醇醚羧酸鹽的合成工藝及性能[J]. 精細石油化工， 2009（5）：5-7.
[15] 王偉，鄭鵬武，高麗新，等. 系列醇醚羧酸鹽的合成及性能研究[J]. 日用化學品科學， 2000，23（s1）：81-83.
[16] 夏良樹，彭國文. 月桂醇聚氧乙烯 （9） 醚乙酸鈉的合成與表面活性研究[J]. 精細石油化工， 2002（2）：2.
[17] 許虎君，呂春緒，葉志文. 一類綠色表面活性劑的合成與性能[J]. 南京理工大學學報（自然科學版）， 2005，29（1）：62-65.
【關鍵詞】機械加工；金屬清洗；污垢；溶劑
在機械加工和生產中，金屬部件的油污、塵垢清洗是必不可少的一個環節。尤其是在近幾年，隨著企業機械加工自動化、智能化程度的提高，機械加工中的金屬清洗也已經不再是傳統的手工清洗了，逐漸轉變為機械自動高壓噴洗。這種方法的應用有效提高了金屬清洗速度和效率，也極大降低了人工勞動強度。
1.金屬清洗概述
1.1概念
金屬清洗主要指的是機械加工過程中，工件因為油污、塵垢污染而產生污物，從而通過物理、化學以及機械手段將機械表面的污物清理干凈的現代化手段。在目前的機械加工金屬清洗工作中，常見的清洗方法主要是以機械清洗為主，它的主要目的在于提高產品的外觀性能、整體質量、使用壽命和可靠性，以滿足下一工序的正常開展。
隨著科技的進步，目前我們常說的金屬清洗不僅是金屬工件表面污物的清除，同時還包含對加工機械表面的液體、固體污染物的清理，這也是機械加工當中不可忽略的環節。
1.2金屬清洗作用
金屬清洗主要是在規定時間內、相同條件下，能在滿足下道工序加工要求的基礎上，采用機械、人工、物理、化學等方式清除掉機床和金屬工件表面的各種污物。其中我們常見的金屬表面污物包含油污、塵垢、碎屑等。經過一段時間的工作分析，金屬清洗的主要作用在于保證產品的外表美觀性、提高金屬產品的使用性能和可靠性，讓金屬產品在下一工序快速進行。
2.金屬清洗對象
隨著我國制造業的飛速發展，社會對金屬清洗技術要求越來越高，清洗量也不斷增大。在這種背景下，我們必須要全面考慮金屬清洗對象，有目的的進行清洗，從而達到提高清洗效果的研究目的。在目前的金屬清洗工作中，主要的清洗對象包含污垢和工件兩個方面。
2.1污垢
污垢主要指的是金屬工件在加工完成或者新買的工件表面存在一定的污染物質，這些物質在機械加工的過程中主要表現出以下幾種特性。
2.1.1水溶性污垢
在機械加工的過程中，工件表面必然會發生變化，這個時候受到高溫的影響極容易在金屬表面粘附上粉塵、碎屑等雜物，同時金屬加工蒸發的無機鹽、高分子聚合物也會通過水溶的形式粘附在金屬表面，形成污垢。
2.1.2可皂化油性無垢
這種污垢主要是因為金屬在加工的過程中選擇了不同種類的材料，且這些材料含有豐富的植物油脂或者化學油脂。在這類金屬工件加工的時候，由于油脂是由脂肪酸和甘油形成的，它能在高溫條件下溶于各種有機物質中，形成脂肪酸鹽，也就是我們常說的肥皂。這些肥皂自形成便粘附在金屬表面，雖然它不能被水清洗干凈，但是它卻具備清楚油污的能力，因此在這種情況下的金屬污物一般都只有此類污物一種。
2.1.3不可皂化性污垢
在目前的金屬加工中，常見的加工手段主要是切削、鉆削和銑削，但是不管是哪種加工技術和加工方法，它在加工中都需要使用劑、防銹油，這些物質由于本身含有豐富的礦物質油，在高溫的影響下容易形成高分子聚合物和燒結污垢。從而造成金屬表面出現污垢的現象。
2.2污齡
污齡顧名思義就是金屬表面的污垢存在時間的長短。在大多數情況下，金屬表面的污垢都是不穩定的，只有經過長期置放，使得表面污垢發生氧化反應或者聚合反應，其才會表現出穩定性。比如在金屬加工中產生不飽和脂肪酸，這類污物在干燥的空氣中長期置放便會發生風干反應，從而形成難以清洗的污垢。機械加工時所選擇的劑由于溫度過高產生蒸發，其也會在金屬表面新城新生表層，并且與表面發生摩擦化學反應，這種污物的清洗難度更加大，需要采用特定的清洗劑和方法才能清楚。因此對于金屬清洗最好是在加工完成之后進行，這樣能有效保證清洗效果。
2.3工件材質
工件的材質、形狀和體積大小對清洗有很大影響。在金屬加工件中應用最廣泛的有：鑄鐵、碳鋼、不銹鋼等黑色金屬和鋁、銅、鋅及其各自的合金等有色金屬。通常，黑色金屬能耐堿但不耐酸；銅及其合金可耐普通酸堿，但遇到有強絡合性能的物質如醇胺等時容易發生絡合反應，出現銅綠現象，使用醇胺堿性清洗劑時要慎重。鋅、鋁是兩性金屬，既與酸反應也與強堿反應。清洗鋅、鋁及其合金的工件，宜在中性或弱堿性環境中進行。
3.合理選擇清洗劑
清洗劑是影響清洗效果最重要的因素之一。應根據被清洗工件的材質構造形狀、污垢性質和清潔度要求來選擇。一種清洗劑不可能適合所有的污垢和金屬。
3.1溶劑清洗劑
溶劑清洗劑是指石油烴類、鹵代烴以及醇、醚、酯類具有溶解油污能力的有機溶劑。其中氯化溶劑除去油垢效果最為理想，對極性和非極性油性污垢去除能力均很強，其去污能力是溶劑汽油的10倍，不會燃燒。
3.2水基清洗劑
主要由一些堿性較強的無機堿或無機鹽如氫氧化鈉、碳酸鈉、硅酸鹽、磷酸鹽等構成。清洗時，將加工好的工件直接放入盛有清洗液的槽中，清洗溫度80℃至接近沸騰，輔以機械攪動。溫度越高，清洗效果越好。其優點是價格便宜，效果不錯，廣泛應用于黑色金屬類五金加工件如鑄鐵件、碳鋼沖壓件的清洗。特別適合除去沖壓件殘留的動、植物油污垢，但不適合礦物油基的油、拋光蠟和防銹油污垢清洗，也不能用于有色金屬的清洗。
3.3清洗設備和工藝
清洗工件選擇什么方法或幾種方法的組合是十分關鍵的。取決于工件要求的清潔度和清洗速度。設備和工藝一般在機械加工生產工程設計時就預先選定。在實際清洗程序中，可以根據需要調整清洗溫度、壓力和清洗劑濃度。
3.4清洗與其它生產工序的關系
工件的清洗已成為生產過程中的重要環節。因為污染物的存在會影響工件的后續工藝甚至是后續多道工藝，并使工件達不到預定的性能。清潔度的要求取決于直接的后續工作和后續的后續工作能否順利進行，預定的特性能否滿足。如果后續工藝能夠順利進行，工件特性能滿足要求，清洗就是合格的。反之，清洗后產品必須報廢，或者工藝必須重復，或者產品性能不能滿足客戶要求，這樣的清洗不論是技術上還是經濟上都是不實用的。因此，合理的清洗工藝必須經過實際檢驗，滿足生產要求。
4.結束語
（1）金屬清洗是機械加工中的重要過程工序，很大程度上影響生產效率和產品質量。清洗的好壞取決于污染物的種類和污齡、工件的材質和形狀、清洗劑、清洗工藝和設備等要素。
（2）了解清洗機理和與清洗相關聯的工序要求有利于選擇合理的清洗系統并確定合適的工件清潔度。
（3）清洗劑屬于無毒害產品，但使用時要注意安全，廢液要適當處理，以免影響生態環境。
【參考文獻】
[1]閻佳，楊軍，王爾茂，趙奇志.油污-油膩性重垢金屬清洗劑的研究[J].化工時刊，2009（08）.
[關鍵詞]變形鋁合金 熔鑄工藝 工藝分析
中圖分類號：TG27 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）29-0022-01
引言
鋁加工業的發展使鋁材的應用更加廣泛，尤其是在目前的航空航天工業、軌道交通業、乘用車輛制造業、軍工材料及民用產品的開發行業中，鋁材應用的市場被開拓發展成為了十分廣闊的大市場，因此就對鋁材的質量也提出了更高更嚴的要求。而鋁材的熔鑄是鋁材生產的第一道工序，其目的主要是是為鋁材軋制、鍛造、擠壓生產提供優質錠坯。錠坯的冶金質量的高低，是在后續的工序中再難以進行更改的。因此，控制好錠坯的生產與質量是發揮鋁材的潛力的重要前提。要以先進的工藝技術和最低的成本獲得高性能、高質量的鋁合金鑄錠使之滿足后續工序及最終成品的需要是現代化鋁材應用所追求的。
一、變形鋁合金熔鑄
鋁熔鑄是利用電解鋁液、返回廢料、中間合金為主要入爐原料，經熔化、保溫、精煉、鑄造成錠，鑄錠經鋸切、銑面處理成壓延車間需要的合格扁錠，或者鑄軋/連鑄連軋成板帶坯。其主要的工藝過程為熔煉、熔體處理、鑄造。鋁熔鑄的這三個主要工序過程是緊密銜接、相互制約、密切配合才能完成熔鑄過程。在此過程中，如何發揮設備壽命期內的能力，提高生產力，節能降耗，降低生產成本越來越受到鋁加工行業的關注。
二、變形鋁合金熔煉
熔煉過程為了使熔體內部成分、溫度均勻，需要采用適當的攪拌技術，建議采用電磁攪拌。電磁攪拌的主要優點是：減少爐內各部位熔體的溫度差；熔體成分均勻；由于提高了熱的傳輸，能耗下降；爐渣下降。
鋁熔體處理一般指對熔體進行合金化、凈化與細化。合金化的目的是為了提高強度，此外，還應該考慮改善加工性、抗蝕性、耐磨性、硬度、液態金屬的流動性、表面性能以及其他特殊性能等。凈化處理或精煉是采取措施使鋁熔體中不希望存在的氣體與固體物質降到所允許的范圍以內，以確保材料的性能符合標準或某些特殊要求。鋁熔體的凈化處理主要是將氫及氧化鋁降到所要求的水平或更低一些。為了獲得鑄錠均勻細小的最佳晶粒組織，主要途徑有控制凝固時的溫度制度，細化處理。
三、變形鋁合金鑄造
鋁合金鑄造是將經檢驗合格的鋁熔體澆注到帶有水冷卻設施的結晶器中，使熔體在重力場或外力場的作用下充型、冷卻、凝固成鋁錠坯的工藝過程。變形鋁合金鑄造主要有半連續鑄造、鑄軋、連鑄連軋三種鑄造工藝。半連續鑄造屬于靜模鑄造，鑄軋和連鑄連軋屬于動模鑄造。對于變形鋁合金鑄造來說，作者認為動模鑄造是發展的方向，它可以實現液體金屬一次加工成材，達到節能、降耗、提高生產效率的目的。動模鑄造可分為四類：其一是輥間鑄造，液體金屬從供流嘴流到一對相向轉動的軋輥之間冷凝成形并被壓延成板材，典型的輥間鑄造是連續鑄軋技術；其二是輪間鑄造，用帶定型槽溝的環形輪和鋼帶組成結晶器，金屬液進入結晶腔內，隨鑄輪同步運行，在鑄輪與鋼帶分離處，熔體凝結成坯并以與鑄輪周邊相同的線速度拉出錠坯；其三是帶間鑄造，結晶器由兩條相互平行的履帶式類型的鋼板模或鋼帶組成；其四是無接觸鑄造，氣化層鑄造以及電磁鑄造屬此類的鑄造方式。對于變形鋁合金板帶的成型，選用鑄軋和連鑄連軋的優勢明顯。
（一）半連續鑄造坯錠
目前應用最多的是直接水冷立式半連續鑄造機，它可以生產各種鋁合金牌號和規格的扁錠以及實心和空心圓鑄錠。鑄造過程中鋁液重量基本壓在引錠座上，對結晶器壁的側壓力較小、凝殼與結晶器壁之間的摩擦阻力較小，且比較均勻。牽引力穩定可保持鑄造速度穩定，鑄錠的冷卻均勻且容易控制。其中尤以液壓鑄造機的應用最為普遍，特別是內導式鑄造機的優點更為明顯。
（二）鑄軋
鋁熔體從凈化處理裝置流出后，進入可以控制液面高度的前箱內。通過前箱底側的橫澆道流入由保溫材料制成的供料嘴中，液體金屬靠靜壓力由供料嘴直接進入一對相反方向旋轉的鑄軋輥中間。鑄軋輥使液體金屬快速結晶。隨著鑄軋輥的轉動，鋁熔體的熱量不斷通過凝固殼被鑄軋輥帶走，結晶前沿溫度持續下降，結晶面不斷向熔體內部推進，當上下兩個結晶層增厚并相遇時，即完成鑄造過程而進入軋制區，經軋制變形成為鑄軋帶坯。鋁帶坯連續鑄軋技術代替了通常鑄錠熱軋工藝生產帶坯所需的鑄造、鋸切、銑面、加熱、熱軋等全部工序。
（三）連鑄連軋
連鑄連軋工藝是一種工藝設備緊湊，在連續鑄造機后面緊接著配置熱連軋軋機組的緊湊生產線，是從液體到板帶材一次性完成的連續生產線。顯然，連鑄連軋不同于連續鑄軋，后者是在旋轉的鑄軋輥中，鋁熔體同時完成凝固及軋制變形兩個過程。但是兩種方法的共同點均是將熔煉、鑄造、軋制集中在一條生產線，從而實現從鋁液到鋁板帶坯連續性生產，比常規的間斷式生產流程少了多道工序。
在連鑄連軋工藝中，鋁熔體通過鑄造前箱及鑄嘴進入運動的雙鋼帶水冷模腔。前箱安放在鑄機的進口處，進入前箱鋁液的流量大小由流槽上的浮漂式控制器來控制，控制信號大小由鑄造速度傳感器反饋。鑄嘴上開有小孔，在小孔中通入低壓惰性氣體等，均勻地分布在鋼帶和鋁液之間，起到鋁液和鋼帶間的熱傳遞，使進入鋼帶口的鋁液凝固均勻，不會使鋼帶間產生急速的熱脹冷縮，引起鋼帶變形，影響鋁板帶表面的平整度。在鋼帶的下部安裝有釹-鐵-硼強磁體支撐輥，產生的強磁力對鋼帶有極強的吸引力，使鋼帶限制在鑄機規定的范圍內運動，鑄造出來的鑄坯截面是矩形的。
結語
綜上所述，在變形鋁合金板帶材生產的工藝選擇上，連鑄連軋具有相當明顯的優勢，對于鋁熔鑄的工藝配置應該是針對企業對產品定位方面的考慮，單就產能及基本投資而言，從產品產能的靈活性以及生產產品的多樣性考慮，首選的應該是普通熱軋工藝流程。但是對于剛剛起步或初涉獵鋁加工的企業來說，選擇成熟的鑄軋工藝也不失為一種少投入、快見效、迅速回收成本、產能雖小不會被套牢的工藝。
參考文獻
[1] 刁莉萍，梁巖.鋁合金熔鑄配料工序的工作原則和依據[J].輕合金加工技術，2006，03：11-14.
[2] 吳樹文.提高鋁合金熔鑄質量的技術措施[J].青海科技，2008，03：83-85.
[3] 謝曉會，冀中年，李素娟.變形鋁合金熔鑄工藝綜合分析[J].輕合金加工技術，2013，08：22-25+50.
1、冶金及石油工業，用于冶金工業和金屬加工在冶du金工業部門，zhi特別是有色金屬的生產過程需要使用硫酸。例如用電解法精煉銅、鋅、鎘、鎳時，電解液就需要使用硫酸，某些貴金屬的精煉，也需要硫酸來溶解去夾雜的其他金屬。
2、解決人民衣食住行，用于化學纖維的生產為人民所熟悉的粘膠絲，它需要使用硫酸、硫酸鋅、硫酸鈉的混合液作為粘膠抽絲的凝固浴。
3、鞏固國防，某些國家硫酸工業的發展，曾經是和軍用炸藥的生產緊密連結在一起的。無論軍用炸藥（發射藥、爆炸藥）或工業炸藥，大都是以硝基化物或硝酸酯為其主要成分。
4、原子能工業及火箭技術，原子反應堆用的核燃料的生產，反應堆用的鈦、鋁等合金材料的制備，以及用于制造火箭、超聲速噴氣飛機和人造衛星的材料的鈦合金，都和硫酸有直接或間接的關系。
5、土壤改良，在農業生產中，越來越多地采用硫酸改良高pH值的石灰質土壤。過去20年來，尿素-硫酸肥料的產量大幅度提高并在美國西部諸州的土壤中廣泛施用。
6、化肥生產，用于肥料的生產硫酸銨（俗稱硫銨或肥田粉）和過磷酸鈣（俗稱過磷酸石灰或普鈣）這兩種化肥的生產都要消耗大量的硫酸。
7、日常家居用途，世界各地大多數酸性化學通渠用品均含有濃硫酸。這一類的通渠用品就和堿性的通渠用品一樣，可以溶解淤塞在渠道里的油污及食物殘渣等。
（來源：文章屋網 ）
關鍵詞：含油廢水；來源；處理工藝
Abstract: this paper introduces the source of oily wastewater treatment process, concrete, the process and to oily wastewater treatment, the importance of old and new process and compared.
Keywords: oily wastewater; Source; process
1、引言
含油廢水是一種量大面廣的工業廢水，它來自鋼鐵、機械、石油化工和油的運轉，產生于石油的開采、加工、運輸過程中，也產生于各用環節，隨著我國工業的快速發展，含油廢水的排放量逐年增加，成分也日趨復雜。其若直接排入水體，因其表層的油膜會阻礙氧氣融入水中，從而致使水中缺氧、生物死亡、發出惡臭，嚴重污染環境。因此，含油廢水的處理關系到企業的發展和人們的健康。
2、含油廢水的來源
含油廢水的主要工業來源之一是石油工業。石油生產、煉制、儲運或在使用這種工業產品過程中都會產生含油廢水。特別是煉油工業產生大量含油廢水，主要來源是油氣和油品的冷凝分離水、油氣和油品的洗滌水、反應生成水、油槽車洗滌水、煉油設備洗滌排水、地面沖洗水等。加熱和冷卻期間，有些油料會進入水系統。油料可能從密封不嚴處、冷凝處或熱交換器裝置側引進。用作油脂或油制品直接加熱的蒸汽，其回收的冷凝液有很有可能受到污染。
工業區下暴雨后的雨水徑流可能受到油料污染，雨水沖洗工業生產設備、人行道、建筑物和周圍場地，帶走沉積在那里的一些油料。
在運輸業中，含油廢水多數是油漏失、溢出或清洗產生的，運輸油料的游船、駁船和油槽車需要清洗，以防產品可能受到污染，清洗液中常含有油料，如果不加以處理而排出，會帶來污染。
含油廢水的另一較大來源是金屬工業。金屬工業中含油廢水的的兩大來源是鋼材制造及金屬加工業。在剛才制造業中，鋼錠被熱軋或冷軋成所需要的形狀，來自熱軋過程的廢水主要含有油和液壓油。金屬加工業生產成型的金屬器件，如活塞及其他的機械零部件，其過程產生的油性廢水含研磨油、切削油及油。在許多金屬加工過程中也要用油-水乳化液作為冷卻劑。
含油廢水的第三大來源是食品加工業。在加工處理肉、魚和家禽時，油脂類物質主要產生于屠宰、清洗及副產品加工等過程中。其中的主要來源是來自脂肪提取工段，特別是濕法（或蒸汽）脂肪的提取過程。肉類加工廠的廢水中脂肪含量可達數千毫克每升。
其他工業如紡織工業、橡膠工業也排放含油廢水。
3、含油廢水處理方法
含油廢水的處理一般采用浮選、過濾、絮凝等方法。前兩種比較好處理，而乳化油含油界面活性劑和起同樣作用的有機物，油分以微米數量級大小的粒子存在，分離難度頗大。以下是近年來在處理含油廢水中應用較多的方法與技術。
3.1 鹽析法
基本原理是壓縮油粒于水面界面處雙電層的厚度，使油粒脫穩。單純鹽析法投藥量大（1％~5％），聚析的速度慢，沉降分離一般在24h以上，設備占地面積大，而且對由表面活性劑穩定的含油乳化液的處理效果不好。但該法由于操作簡單，費用較低，所以使用較多，作為初級處理應用更為廣泛。
3.2 絮凝法
常用的無機絮凝劑是鋁鹽和鐵鹽，尤其近年出現的無機高分子凝聚劑，如聚硫酸鐵和聚氯化鋁等，以其用量少、效率高、最優pH值范圍比較寬等優點，日益受到人們的關注。雖然無機絮凝劑的處理速度快，裝置比鹽析法小型化，但藥劑較貴，污泥生成量多。目前有機高分子絮凝劑在含油廢水的處理方面還可用作其他方法的輔助劑。
3.3 電絮凝除油法
以金屬鋁或鐵作陽極電解處理含油廢水的方法，主要適用于機械加工工業中冷卻液在化學絮凝后的二級處理。電絮凝具有處理效果好、占地面積小、操作簡單、浮渣量相對較少等優點，但是它存在陽極金屬消耗量大、需要大量鹽類作輔助藥劑，耗電量高，運行費用較高等缺點。
3.4 粗粒化法
粗粒化方法除油的效果與表面活性劑的存在和量多少有關。有微量表面活性劑的存在能抑制粗粒化床的效果，因而該法對含有表面活性劑的乳化含油廢水的除油會失效。粗粒化法無需外加化學藥劑，無二次污染，設備占地面積小，且基建費用較低，前景較好，但出水含量較高，所以常需再進行深度處理。
3.5 吸附法
活性劑是一種優良的吸附劑，它不僅對油有很好的吸附性能，而且能同時有效地吸附水中其他有機物，但吸附容量有限（對油一般為30~80mg/L），且成本高，再生困難，故一般只用于含油廢水的深度處理。
3.6 浮選法
空氣微泡由非極性分子組成，能與疏水性的油結合在一起，帶著油粒一起上浮，所以該法油水分離效率較高，但其主要用于不含表面活性劑的分散油的分離。一般采用加壓溶氣浮選法。
3.7 膜分離法
近幾十年來，膜分離技術發展迅速。在國外，膜技術已廣泛應用于含油污水中乳化油、溶解油的去處和脫鹽的研究與工業化試驗。微濾（MF）和超濾（Fu）技術處理含油廢水的特點是：不加藥劑，是一種純物理分離，不產生污泥，對原水油份濃度的變化適應性強，需要壓力循環污水，進水需嚴格處理，膜需定期殺菌清洗。簡單的除油機理是乳化油基于油滴尺寸大于膜孔徑被膜阻止，而溶解油則是基于膜和溶質分子間的相互作用，膜的親水性越強，阻止游離油透過的能力越強，水通量越高。含油污水中油的存在狀態是選擇膜的首要依據，若水體中得油是因有表面活性劑的存在，使油滴乳化成穩定的乳化油和溶解油，油珠之間難以相互粘結，則須采用親水或親油的超濾膜分離，為此超濾膜孔徑遠＜10，而且超細的膜孔有利于破乳或有利于油滴聚結。
4、含油廢水的常規典型處理流程
我國的石油化工行業含油廢水處理起步較早，工業技術比較成熟，其（老三套）四個典型流程如下：
① 含油廢水隔油浮選過濾生物處理水體或灌溉；
② 含油廢水浮選浮選或過濾生物處理水體或灌溉；
③ 含油廢水隔油浮選浮選或過濾水體或灌溉；
④ 含油廢水隔油浮選水體或灌溉。
其中①~③適用于深度加工煉油廠的含油廢水處理，而④則適用于淺度加工煉油廠的含油廢水處理。
5、含油廢水處理的意義
（1）如果含油廢水不合理回注和排放，不僅使地面設備不能正常工作，而且會因地層堵塞而帶來危害，同時也會造成環境污染，影響油田安全生產。因此，必須合理地處理利用含油廢水。另外，隨著油田注水的進行帶來了兩大問題：一是注水的水源問題人們希望得到供水量大而穩定的水源；二是原油含水量不斷上升，含油廢水量越來越大，廢水的排放和處理是個大問題。在生產實踐中，人們認識到油田廢水回注是合理開發和利用水資源的正確途徑。
（2）由于工業的迅速發展和城市人口的增加，生活用水和工業用水量急劇增加，因此不少國家頗感水源不足。解決水源缺乏的辦法之一是提高水的循環利用率。油田廢水經處理后代替地下水進行回注是循環利用水的一種方式。如果廢水處理回注率是100％，即不管原油含水率多高，從油層中采出的水全部回注，那么注水量中只需要補充由于采油造成地層虧空的水量便可。
參考文獻：
【1】韓建華.煉油廠含硫堿渣處理工藝【J】.石油化工環境保護，2000，2（8）:34-39.
【2】宮暉等.烏石化煉油廠污泥處理技術現狀.石油化工環境保護，2003,26（3）：38-41.
【3】李凡修.含油污泥無害化處理及綜合利用的途徑.油氣田環境保護，1998,8（3）：42-44.
第九屆中國有色工業爐窯工程節能減排技術與裝備發展論壇出差報告
2020年11月24日-27日，本人參加了第九屆中國有色工業爐窯工程節能減排技術與裝備發展論壇。該論壇于25日在南昌金陵大酒店召開，26日由協會組織參會人員去貴溪冶煉廠參觀。下面將論壇和參觀的相關情況匯報如下：
25日上午8點30分論壇開幕，先由中國有色金屬工業協會副會長趙家生、中國恩菲工程技術有限公司董事長陸志方、江西銅業集團有限公司副總經理劉方云先后致辭。上午9點至中午12點30分，先后由東北大學、昆明大學、中國有色金屬工業協會、中國恩菲工程技術有限公司、江銅集團、銅陵有色公司等十多家公司發表了報告。下午1點30分到晚上19點，冶煉技術、固廢處理、耐材應用、金屬加工及相關配套分論壇和工業煤制氣分論壇，又有二十多名專家進行了報告。
25日的論壇，主要針對銅的冶煉過程中，涉及到銅的冶煉技術、冶煉爐窯、冶煉燃燒原料、爐窯耐火材料以及冶煉煙氣排放等多個領域。
與金威銅業有關的內容不多，僅有一個《細晶粒超級錫磷青銅帶退火工藝的研究》。由江西銅板帶有限公司首席工程師劉羽飛報告。該公司生產的C5191、C5210、C5240等錫磷青銅有些開關復雜、折彎半徑小、折彎角度大的端子、深度較大的深沖件及一些在使用過程中需要反復按壓的電子器件會出現折彎深沖開裂及按壓失效技術 問題。針對以上問題，他們的解決方案：一是在水平連鑄時引入電磁鑄造技術，起到減少反偏板及細化晶粒的作用；二是采用鑄坯預壓下再均勻化退火技術，細化開坯后產品晶粒組織；三是調整在制品中間退火工藝，細化在制品晶粒組織；四是調整成品加工率，減少不均勻變形，提升產品彎曲性能。通過引入電磁鑄造，在磁場力的作用下，使金屬液由無序凝固變成有序凝固，減小反偏析。金相試驗表明鑄坯晶粒明顯減小。通過調整退火溫度和退火速度，發現在制品晶粒度也有明顯減小。
研究表明通過對錫青銅整個生產工藝流程的優化，在化學成分不變的情況下，成品的延伸率、屈服強度、晶粒組織及抗折彎性能有明顯的提高，解決了客戶在實際使用過程中出現的折彎橘皮開裂等技術難題。
26日，從南昌乘車前往貴溪市江銅集團貴溪冶煉廠。上午11點到達江西銅業加工事業部銅材公司鑄軋分廠，匆匆一行人僅15分鐘就參觀結束（不給細看）。該鑄軋分廠引進美國南線公司的豎爐生產線，在線連鑄連軋年產22萬噸銅桿（還有一個分廠年產15萬噸）。
下午，坐車參觀了冶煉廠的控制中心、閃速爐車間、轉爐車間、陽極爐車間。由于人員較多，加上冶煉廠限制，參觀很快結束。
【關鍵詞】：航空，難加工材料，加工技術，探析
【引言】：航空航天事業一直是各個大國搶占的制高點，也是促進和帶動全球經濟技術進步的關鍵。近年來，隨著各國在航空航天領域的擴展和實施，航空產品的技術水平和標準不斷升級優化，尤其是對各種難加工材料的使用，例如，對金屬切削刀具和技術提出了更高的要。難加工材料在很多領域都有非常廣泛的應用，由于機械零部件設計在負重減小和體積緊湊上有較高要求，使得很多零部件結構出現形狀復雜、結構怪異、型面多樣的情況，導致很多高科技新型難加工材料不斷涌現，雖然符合機械零部件的高強度、高剛性和高密度以及體積小、重量輕的設計要求，但是給后期的機械制造的可加工性和產品性能帶來很大的影響。為了應對這種情況的出現，各國技術研究部門都在探究如何讓難加工材料的加工技術得到改進和優化，滿足高精尖行業的需求，尤其是在迫切需要此類材料的航空航天業中。
1.航空難加工材料及加工技術關鍵
航空難加工材料包含鈦合金、高溫合金、復合材料和超高強度鋼等，在航空產品結構中幾乎沒有普通的工程材料，都是超高強度和高性能的高精尖材料，因此也都是比較難加工的材料。在航空難加工材料中，加工過程中最容易出現的問題為刀具磨損，它直接導致加工成本增加和加工效率降低，另外，加工質量也是目前遇到的較大困難和挑戰，影響到產品的使用性能和安全系數。
2.航空難加工材料的具體加工技術分析
2.1鈦合金及其加工技術
鈦合金的導熱系數較低，它的切削溫度能夠超出切削45號鋼的時候大約數百度以上，而且鈦合金的彈性模量比較低，加工的時候容易出現變形，導致加工表面出現回彈。另外，鈦合金切削和前刀面的接觸長度比較短，它的化學活性大，能夠和刀具產生較大的親和力，和大氣中的多種元素產生化學反應，從而形成硬且脆的外皮。
鈦合金材料的加工刀具材料選擇及加工條件選擇：如果是低速加工，則可采用高釩高速鋼和高鈷高速鋼；如果是中速加工，則要注意在加工細晶粒硬質合金時，粘結磨損較嚴重，就不宜使用含鈦的刀具，可以使用三氧化二鋁的涂層刀具；如果是高速加工，可以選用涂層硬質合金刀具、含鈦涂層硬質合金刀具和基體含鈦硬質合金刀具。
加工刀具要確保后角較大，最少要大于15°，并且保證前角不能夠過大，從而保證前?后角平衡，確保刃口強度的穩定性。在刀具的考慮上，最好選用大螺旋角銑刀。切削液的選擇，應該選用含極壓添加劑的油基切削液，但是，其中不可以含氯；采用高壓噴射冷卻液能夠使刀具耐用度得到成倍的提高，從而提升加工的質量。
2.2高溫合金及其加工技術
高溫合金的切削加工特點包含以下幾個方面：導熱系數非常低，小于45號鋼的1/3；高溫下強度比較高，在600-900℃下能夠保持中碳鋼的室溫強度；高溫合金中含有大量的組織較為致密的固溶體，導致切削時容易出現晶格扭曲，并且扭曲很嚴重，也容易導致冷卻嚴重的現象；高溫合金中含有大量的金屬碳化物、氧化物、硼化物和金屬間化物這些硬質點。在加工時，高溫合金材料的切削力是切削一般鋼材的2至3倍，它的切削功耗較大，產生了大量的切削熱量，導致切削溫度非常高。
高溫合金材料的刀具材料及其使用條件如下：拉刀和絲錐等材料的條件為：鈷高速鋼，速度是10m/min；超細晶粒硬質合金或者涂層硬質合金刀具，使用速度為30-70m/min，此時硬度提升而速度降低；如果是陶瓷材質刀具，如Sialon陶瓷、Si3N4陶瓷，則使用速度要大于200m/min，因為低速條件下刀具磨損會比較嚴重，所以速度要有較高的標準，且陶瓷刀具主要用在半精加工過程中。
高溫合金的加工刀具加工時的技術參數為：車刀前角小于10°，后角保持在15°左右；銑刀的前角保持在10°左右、后角15°左右，螺旋角在30-45°范圍內；陶瓷刀具或者CBN刀具要使用負前角。高溫合金材料的切削液使用條件為：如果是高速鋼刀具則使用水基切削液，并以冷卻方式為主，從而避免刀具熱塑變形的出現；如果是硬質合金刀具加工，那么最好使用極化切削油，可以達到抑制粘結和擴散磨損的效果；如果是陶瓷或者CBN刀具加工，那么切削液的使用最好嚴格而謹慎，可先通過工件熱軟化處理，讓材料更容易切削，然后要注意刀具的韌性，避免熱疲勞以及激冷裂紋的出現。
2.3高強度鋼的切削加工特點和加工技術
高強度鋼的切削加工特點包含以下特點：切削力度大，因為高強度鋼的強度非常高，能達到1960MPa，并具有一定的韌性和硬度，有非常好的綜合機械性能，所以高強度鋼的切削力較大。例如，在同等條件下，它的切削力可比45號鋼的單位切削力高出1.17-1.49倍；切削溫度較高，高強度鋼材料的導熱系數很低，只是45號鋼的60%，因為它的切削功耗比較大，切削溫度也就比45號鋼高出100℃，使得加工刀具的磨p速度比較快；斷削較為困難，高強度鋼的韌性和可塑性非常好，因此，切削時不容易折斷，導致在切削時經常纏繞在刀具和工件上，影響了切削的進度和效果。
那么，對高強度鋼的加工刀具選擇上，要遵守以下幾點原則：如果是高速鋼刀具，則可以選用Al高速鋼、涂層高速鋼、粉末冶金高速鋼或者Co高速鋼刀具；如果是硬質合金刀具，則可以選用添加了鈮、稀土元素的P類合金或者P類涂層合金、TiC基、Ti（C、N）基合金材料刀具；如果選用CBN刀具，那么要選用低含量且高強度的材質。
加工刀具的基本參數要遵循以下幾點要求：刀具刃部強度要比較高，如果是硬質合金刀，其前角要在-2°至-4°范圍內；如果是陶瓷刀具或者CBN刀具，則前角要在10°左右；刀尖的圓弧半徑在精加工的時候在0.5-0.8mm范圍內，在粗加工時在1-2mm范圍內。
高強度鋼的切削用量技術要求為：切削速度保持在45號鋼加工的30%左右，鋼強度高則速度要低；高速鋼加工速度小于10m/min、硬質合金加工速度30-80m/min、陶瓷和CBN加工速度為高于100-150m/min。高強度鋼的斷屑技術注意選擇合適的斷屑臺和斷屑槽，并根據斷屑的目標設定而進行且削用量的優化，可采用振動斷屑這些強制斷屑技術來提高斷屑質量和技術水平。
結語
航空難加工材料是航空產品加工和生產中較為關鍵的核心的技術攻堅方向，對加工工藝、加工方法及加工刀具的技術提升和優化是重點。難加工材料的切削刀具和加工技術，在刀片基體、幾何角度、涂層技術以及難加工材料的加工方法上都應該不斷突破和創新，根據不同難加工材料性能選擇不同的刀具和加工條件及參數，提高航空產品的性能，確保航空事業的發展。
【參考文獻】：
[1]楊金發，張軍. 航空難加工材料加工技術研究[J]. 金屬加工（冷加工），2012，21：11-13.
[2]谷雨，良辰. 航空難加工材料加工技術[J]. 航空制造技術，2016，03：34-35.
關鍵詞：故障診斷；神經網絡；擠壓機
1 引言
金屬擠壓加工是利用金屬塑性壓力成形的一種重要方法，其重要特點是將金屬錠坯一次性完成成管、棒、型材的加工，這是其他任何方法無法相比的。擠壓機是擠壓加工生產線中的關鍵設備，決定著擠壓車間的生產品種和能力。因此，對擠壓機的故障診斷和及時排除故障對保證產品質量和生產進度顯得尤為重要。即使是經驗豐富的工人診斷設備的運行狀態也無法與一套完整的設備狀態監控系統的判斷精度相比。一旦判斷失誤就會造成重大損失。為了提高擠壓機可靠性、經濟性，降低生產成本，提高設備的利用率，通過設備的狀態監測與故障診斷技術，實現設備的“狀態維修”就成為現代設備管理和維護的必然需要。
根據文獻檢索和現場事故調查結果， 發現擠壓機發生故障的主要原因有以下幾種情況：
（1） 現有的裝置可靠性和系統保護功能差，對誘發事故發生的初期狀態無有效的預測、預報措施。為了預防事故的發生， 擠壓機采取定期檢修的方法。計劃檢修的缺點是靈活性差，到檢修時間擠壓機沒有故障，檢修就會造成浪費；沒有到檢修期間擠壓機卻發生了故障，造成了停機或設備的損壞，損失更大。
（2） 大型擠壓機結構復雜， 涉及到機、電、液等多個專業， 對設備維護管理人員的技術水平有較高的要求， 一般工作人員不易判斷故障原因。
（3）對擠壓機的故障診斷機理和方法缺乏系統的研究， 有效實用的故障診斷措施較少。
因此， 對擠壓機進行工況監測與故障診斷，可及時發現故障的早期征兆， 防患于未然。變定期維修或故障維修為預防維修， 提高設備維修管理水平， 特別是利用遠程智能故障診斷系統， 可使一般人員也能完成復雜的故障診斷。擠壓機的實時監測、保護和故障診斷是金屬加工領域的重要課題之一。
為了解決以上問題，提出了一種基于bp神經網絡模型的擠壓機故障診斷系統。
2 bp神經網絡模型
bp算法的基本思想：信號的正向傳播與誤差的反向傳播組成了bp網絡的學習過程，這一過程則通過正向傳播和方向傳播中各層權值的不斷調整得以實現。目前采用bp算法的多層感知器的神經網絡應用廣泛，其中以具有3層感知器的單隱層網絡為主。3層感知器包括輸入層、隱層和輸出層。其中輸入層節點為故障征兆，輸出層節點為故障原因。故障現象及結論組成訓練學習的樣本空間，通過訓練學習已知樣本層，確定網絡結構，分析故障征兆，得出故障原因。神經網絡系統具備高度非線性映射能力，是一個并行和分布式的網絡信息處理結構。
3 擠壓機故障診斷
輸出結果與目標結果是一樣的，驗證了該網絡的可行性及實用性。
參考文獻
[1]魏軍.金屬擠壓機[m]化學工業出版社，2006
關鍵詞： C19400合金； 純鐵片； 銅鐵中間合金； 鐵相富集
中圖分類號： TG 339文獻標志碼： A
Application of Addition Technique of Iron in Lead Frame Materials
WU Hao
（China Copper Co.， Ltd.， Beijing 100082， China）
Abstract： Based on production demands in the enterprise，the application of addition technique of the lead frame material C19400 was carried out.Through the experimental study on pure iron sheets and configurations of iron content in copperiron intermediate alloy and contrastive analysis of microstructure，performance indicators，production cost，client suitability and casting technique，it was found out in the experiment that there was little difference in metallographic structure and performance between pure iron and copperiron alloy with addition of C19400，which both meet clients’ demand.However，the addition of iron to copperiron alloy can immensely reduce production costs and make mass production possible.Therefore it is worthy of popularization and application in the enterprises of the same type.
Keywords： C19400 alloy； pure iron； ironcopper intermediate alloy； enrichment of iron phase
引線框架作為集成電路的關鍵載體，起到支撐芯片、連接外部電路和散熱的作用.銅合金引線框架材料因其高傳導性、良好的加工性能、良好的電鍍鍛焊性能以及必要的強度特點，備受市場青睞.隨著電子工業的迅猛發展，銅合金引線框架材料也取得了飛速發展.目前，國內只有中鋁洛銅、中鋁華中和寧波興業等少數企業能夠大批量生產引線框架銅帶，高檔引線框架銅帶主要依靠進口.表1為美國標準引線框架材料C19400的合金成分.
熔鑄過程中，Fe元素在產品中的分布是否均勻，將直接影響產品的性能.C19400合金含Fe量較高，Fe的質量分數為2.1%～2.6%，而Cu的熔點為1 083 ℃，Fe的熔點為1 535 ℃.直接加入鐵片，生產過程控制難度大，結渣和燒損量大，成分控制困難，Fe在Cu中不易熔化且不易分布均勻.相比而言，采用CuFe中間合金，由于二次重熔，熔點變低，更有利于Fe在Cu中的熔化和均勻分布，可減少鑄錠中Fe相富集，最大程度地保證C19400合金加工材各項性能的優化和穩定.在C19400合金試驗過程中，采用過添加純Fe片和CuFe中間合金配置合金中的Fe成分，在質量、成本和其他因素的影響下，對其進行研究，以便指導企業后續批量生產.
1試驗方法
1.1試驗方案
試驗中Fe元素的添加通過兩種方案進行，分別為添加純Fe片和CuFe中間合金.每根鑄錠計重10 t，原料添加方案分兩種.
上海有色金屬第37卷
第1期吳昊：引線框架材料鐵元素添加工藝研究
方案1：添加CuFe合金+舊料（含19400、19200、10200，3個牌號，19400占舊料50%）
方案2：添加純Fe片+舊料（含19200、10200兩個牌號）
1.2試驗過程
在2#框架爐組試驗，試用純Fe片配置C19400合金中的Fe元素.試驗過程主要針對金相組織、性能指標、生產成本、客戶適用性和熔鑄工藝參數5個方面進行研究.
2結果與討論
2.1金相組織
2.2性能指標
表2為成品性能的檢測數據.通過對比分析可知，同種狀態下，產品的平均硬度波動不大，相反，添加純Fe片較添加CuFe合金生產的C19400合金的各種狀態產品導電率略高2個點.
關于C19400合金的強化機制，普遍認為是析出強化[1-2]，但是關于C19400合金強化析出物的研究結果相差較大.有研究認為是Fe與P形成Fe3P化合物，并起到析出強化作用[3]；有研究認為是通過析出Fe2P起到強化作用[1]；還有研究認為析出的強化相主要是單質Fe[4].
2.3生產成本
CuFe中間合金含Fe量一般控制在10%左右，比純Fe片使用量大.生產C19400合金（不加舊料的情況下）1 t，需CuFe合金230 kg左右；而使用純Fe片僅需23 kg，CuFe合金原料使用成本大大高于純Fe片.每生產1 t C19400合金鑄錠，添加純Fe片可降低成本315元.
2.4客戶適用性
方案實施以后，C19400合金成品（大部分為添加純Fe片生產）發貨總量1 052 t，對23份投訴、33項質量問題進行分類統計發現：其投訴的主要問題為表面質量、尺寸公差、成分不合格以及管理等四大類，其中表面問題占60%以上，而關于產品性能的問題未接到一份投訴.
2.5熔鑄工藝技術
從工藝技術角度分析，添加合格的CuFe合金較為方便，成分易于調整，并且成分分布易均勻.使用純Fe片直接加入，容易在加入后成球狀，不易分散，Fe的成分均勻化困難，不利于質量的穩定和生產過程的控制.從生產操作和純技術角度分析，在中間合金質量受控的前提下，使用CuFe合金生產引線框架材料更容易控制.
而使用純Fe片替代CuFe合金生產C19400合金鑄錠的重點在熔鑄工序，難點是鐵片的熔化控制，主要涉及的是溫度參數.試驗收集了2012年7月至2013年1月熔鑄生產的鑄造溫度進行對比分析，運用Mintab數據分析工具，分4部分對鑄造溫度進行分析，見表3.從表3中看出，熔鑄生產的鑄造溫度、工序能力在逐步提高，溫度極差逐步縮小，平均溫度也較穩定.
生產中不僅要考慮Fe較難熔化到Cu液中和Fe的分布均勻性，還要考慮加料的順序和P的添加.其原因是P與Fe、P與Cu反應的放熱不一樣，等原子比的P與Fe的反應放熱為-39.5 kJ/mol，而P與Cu的反應放熱為-17.05 kJ/mol，前者反應放熱大，更易發生，Fe會將Cu3P的P置換出來生成更穩定的Fe3P[3].在生產實際過程中，先加CuP中間合金脫氧，并且P與Cu先生成Cu3P，再加入CuFe中間合金，Fe把Cu3P中的Cu置換出來，這樣就可以形成均勻穩定的Fe3P.否則先加CuFe中間合金，在熔體中的氧會使Fe氧化成Fe的氧化物，而且P再與Fe結合成Fe的P化物就可能很困難，最后導致PFe化合物分布的不均勻.
而加入P的主要目的是脫氧和防止氫脆.如果熔煉時P的加入量過高，多余的P將與Fe結合形成Fe3P或Fe2P化合物，并以粗大顆粒析出.Fe3P及Fe2P相硬度較高，對合金有一定的強化作用.但是Fe3P與Fe2P相的大量析出，使得后續時效過程中起主要強化作用的αFe彌散相數量減少，反而使材料強度降低，從表1可以得到證實.另外，P的加入，會對產品的導電、導熱性能產生不利影響.因此，在C19400合金熔煉過程中，P的添加量在滿足脫氧和防止合金氫脆的前提下，應取下限.
3結論
（1） 從工藝技術分析，使用合格的CuFe中間合金，添加方便，成分易于調整，成分分布均勻；而使用純Fe片直接加入，容易在加入后成球狀，不易分散，Fe的成分均勻化困難，不利于質量穩定和生產過程控制.
（2） 從金相組織分析，純Fe片與CuFe中間合金生產的C19400合金鑄錠金相組織均存在不同程度Fe相偏析和富集，都存在少量夾雜和氣孔缺陷.
（3） 從原料生產成本控制分析，使用純Fe片的成本明顯低于CuFe中間合金，故企業在不影響產品質量和性能的前提下，采取純Fe片添加的方式批量生產更加符合實際.
參考文獻：
[1]趙謝群.引線框架銅合金材料研究及開發進展[J].稀有金屬，2003，27（6）：777-781.
[2]王濤，王碧文.IC銅合金引線框架材料[J].有色金屬加工，2002，31（2）：9-17.
[3]馬莒生，黃福祥，黃樂，等.銅基引線框架材料的研究與發展[J].功能材料，2002，33（1）：1-3.
[4]Ryu H J，Baik H K.Effect of thermomechanical treatment on microstructure and properties of Cubase lead frame alloy[J].Journal of Materials Science，2000，35：3641-3646.
[5]《有色金屬及其熱處理》編寫組.有色金屬及其熱處理[M].北京：國防工業出版社，1981.
[6]趙東梅，董企銘，劉平，等.高強高導銅合金合金化機理[J].中國有色金屬學報，2001，11（S2）：21.
[7]謝水生，李彥利，朱琳.電子工業用引線框架銅合金及組織的研究[J].稀有金屬，2003，27（6）：769.
[8]劉平，顧海澄，曹興國.銅基集成電路引線框架材料的發展概況[J].材料開發與應用，1998，13（3）：37.
[9]陳興章，方守誼.高端銅材發展謅議[J].上海有色金屬，2014，35（1）：1-6.
[10]Miyaka T Y.A copper alloy development for leadframe[A].Proceedings of 1995 Japan International，18th IEEE/CPMT International[C].1996.
[11]李智誠，薛劍鋒，朱中平.電子元器件新型有色金屬材料的生產和應用[M].南京：江蘇科技出版社，1991.
[12]袁振宇，董企銘，劉平，等.時效對CuFeP合金顯微硬度及導電率的影響[J].熱加工工藝，2002，3：33.
[13]《重有色金屬加工手冊》編寫組.重有色金屬加工手冊（第一分冊）[M].北京：冶金工業出版社，1979.
關鍵詞：金屬材料；加工；振動應用
1.振動加工的概述
1.1 振動加工的原理
振動器和振動電源是振動加工的核心技術，其技術是施加一定頻率、方向和振幅在被加工材料或加工刀具上，進行瞬間、往復和間斷的斷續接觸加工，與連續接觸傳統加工相對應。振動加工的系統可以制成加工中心式、機床附件式和專業機床式。
1.2 振動加工應用的優點
振動加工的應用可以降低被加工材料的變形阻力，進而使加工能耗得到降低，改善金屬產品加工的質量。具體體現在以下主要幾個方面：
（1）振動加工用于難加工材料的優點
對高強度材料，如鈦合金、高鋼筋的加工、不銹鋼和高溫合金等，進行振動攻絲，可以節省特殊絲錐的費用。對粘性材料，如鋁、鋼炮等的加工，進行振動鉸孔，可以降低粗糙度，使由積屑瘤引起的表面深溝劃痕得以消除。
（2）振動加工用于難加工結構的優點
對弱剛度結構，如細長桿、薄壁筒等的加工，進行振動車削，可以降低切削力，使加工變形顯著得以降低。對難達到的結構，如曲面、死角和階梯面等的加工，進行振動研拋，可以提高精度，進而提高研拋的效率。
（3）振動加工用于難加工表面完整性
振動去毛刺，可以將節流棱邊和流量孔的毛刺去除，使霧化或流量的穩定性得以保證。振動擠壓強化，可以將鍍層內部和表面的缺陷消除，使表面壓應力得以實現，進而使疲勞和氣密性的壽命得到提高。振動去內部應力、振動少無應力切削，可以將內部和表面應力消除，使精度得到持久的保持。
2.金屬材料加工中的振動應用
2.1 振動拉伸在金屬材料加工中的應用
振動拉伸是最早在金屬材料加工中得到應用的，低頻振動拉伸和超聲振動拉伸是振動拉伸的兩大類型。由我國陳元平發明的超聲波拉絲裝置，其特征在于，包括具有拉絲孔的拉絲模頭、依次連接的換能器、變幅桿和工具頭，所述換能器與超聲波驅動電源相連，所述拉絲模頭通過連接件安裝于工具頭上。其在金屬材料加工中，具有提高拔絲速度、降低拉伸力、提高線材表面質量和成品率、增加斷壓面壓縮率、節約拔絲模和減少拉伸時粘結拉伸和斷線的現象的特點。由此可見，振動拉伸具有降低變形抗力，在改善產品的加工質量和提高材料加工特性方面具有很大的優勢。同時還具有簡化工藝、減少退火次數、提高生產率、降低工件和模具之間的摩擦和節省劑的功能。
2.2 振動切削在金屬材料加工中的應用
上世紀六十年代，振動切削加工作為一種先進的制造技術發展起來了，振動切削是一種新型的非傳統的特種切削加工方法，它是給刀具（或工件）以適當的方向、一定的頻率和振幅的振動，以改善其切削功效的脈沖切削方法。按振動頻率可分為超聲振動切削（15kHz～35ktz）和低頻振動切削（20 Hz～150 Hz）。其經過多年在金屬材料加工中的應用表明，相比普通切削，振動切削具有降低切削溫度和切削力、加工精度高、表面粗糙度小、刀具使用壽命長、切削液使用效果好和提高已加工表面的耐腐蝕性及耐磨性等優點。目前，超精密加工和精密加工已成為振動切削加工重要發展方向，振動切削可以提高切削質量，不僅超聲振動切削能達到優異的工藝效果，同時低頻振動切削也能達到類似的工藝效果。由于低頻振動切削比超聲振動切削更易實現，技術難度較小，因此具有更大的實用價值。
2.3 振動剪切在金屬材料加工中的應用
上世紀八十年代，開始了振動剪切的實驗，由謝正禮研究發明的一種能夠將金屬板材剪切出各種復雜形狀的振動剪切機，其原理是在機體內裝有主軸，主軸外設有偏心裝置，通過球型連桿，并經滑塊調節裝置與上剪切刀聯接，在與上剪切刀對應的位置上固定有下剪切刀，通過上、下剪切刀的相對移動，將金屬板材剪切出各種復雜形狀。其在金屬加工中的應用表明在振動剪切中，剪切力被振動集中在刀刃局部很小的范圍內，減小了材料的受力范圍，使材料原始晶體的結構較穩定。刀具在振動剪切過程中的振動使實際切削的速度得到了提高，有利于塑性金屬處于脆性狀態，進而使塑性變形得到了減小。
2.4 振動軋制在金屬材料加工中的應用
金屬材料在加工中最主要的方式就是軋制。傳統的軋制靠的是軋件和軋輥在軋輥轉動時之間產生的摩擦力咬入軋件， 軋件形狀和尺寸的改變是通過施加靜壓在軋輥上實現的。因此能源消耗大、靜壓大、驅動力矩和驅動力大成為了傳統靜態軋制的特點。振動的應用實現了低能耗，低軋制力的高效軋制工藝。由北科大研究發明的一種半固態金屬材料連軋工藝，其特征在于，電磁攪拌或電磁與振動復合攪拌獲得的組織均勻、晶粒細小的金屬半固態漿料經過漿料導流管直接沿垂直方向，從軋機上部輸送至第一架軋機入口處，并通過導衛裝置進入軋制變形區，半固態漿料經第一架軋機軋制變形后，邊冷卻邊進入下面機架繼續軋制變形，軋機布置成垂直段、扇形段、水平段三段，漿料通過多機架進行連續軋制。其在金屬材料加工中的應用實現了穩定控制半固態金屬連續軋制，擴大產品加工的尺寸范圍和品種，并且生產成本低，設備結構簡單，維修操作方便。由此可見，變形實現的方式不同是傳統靜態軋制和振動軋制之間的最大區別。在振動軋制中軋輥既施加靜壓在材料上，使材料的變形區也受到振動的作用，進而較大的改變了材料的變形抗力，使軋制能力得到提高。
3.結束語
振動在金屬材料加工的應用，可以降低被加工材料的變形阻力，進而使加工能耗得到降低，改善金屬產品加工的質量。同時，振動加工對加工材料適用范圍的擴大、能源和材料的節約開辟了一條新的道路，也使那些難成型、高強度和高硬度材料的加工工藝得到了更新和提高。可見，對金屬材料加工中的振動應用進行科學合理的分析研究至關重要。
參考文獻：
[1]聞邦椿.“振動利用工程”學科近期的發展[J].振動工程學報，2007（05）.
[2]張楠，侯曉林，聞邦椿.超聲振動特性在磨削加工系統中的應用[J].工具技術，2008（11）.
[3]韓清凱，郝建山，聞邦椿.金屬材料加工中的振動利用問題[J].中國機械工程2001（05）.
關鍵詞： 小孔；鉆孔；鉗工
中圖分類號：TH161 文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2012）05-0042-02
0引言
“車工怕車桿，銑工怕銑扁，鉗工怕打眼”這句俗語在機械冷加工行業廣為流傳，不論是從前的普通車床、銑床還是現在數控加工中心，細長軸類零件和薄壁類零件由于切削力導致變形的問題長久以來一直困擾著機床的操作者，而細小孔零件的加工則是鉗工需要面臨的一個難題。所謂小孔是指直徑在3mm以下的孔，有的孔雖然直徑大于此值，但其深度為直徑十倍以上，加工困難，也按照小孔的特點來進行加工。小孔加工是孔的加工中的一項重要組成部分，這部分工作幾乎全部由鉗工以手動自由進給的方式來完成。
1小孔加工存在的問題
①由于鉆頭直徑小，所以鉆頭強度不夠，再加上小尺寸麻花鉆的螺旋槽較窄，不易排屑，造成鉆孔時鉆頭極易折斷。②由于鉆頭直徑小，鉆孔時的鉆頭轉速相對應就會很高，這必然在工作時增加了鉆頭與待加工面、已加工面之間的摩擦，從而產生大量的熱量，加之切削液不易從窄小螺旋槽內供入，使得熱量得不到及時的發散，升高了鉆削區域的溫度，加劇了鉆頭的磨損，甚至會使鉆頭發生退火，從而喪失切削性能。③鉆孔時，由于鉆頭直徑小，要求進給力不能過大，一般都采用手動進給，但手動進給會導致進給力不均勻，稍不注意就會損傷鉆頭。④鉆頭過細，導致鉆頭的剛性差，容易彎曲。特別是當鉆頭的直徑小于1mm，待加工表面較為粗糙時，當鉆尖橫刃碰到突出高點或者過硬的質點，鉆頭極易偏離原定的鉆孔位置，如圖1所示。
2小孔加工方法及注意事項
2.1 鉆小孔時切削速度的選取：由于一般鉆床的精度不是很高，當轉速太快時容易產生振動，對鉆孔不利。通常鉆頭直徑在2～3mm時，轉速可達1500～2000轉/分，鉆頭直徑在1mm以下時，轉速可達2000～3000轉/分，如果鉆床精度很高，則上述大小直徑的鉆頭其轉速可以在3000～4000轉/分以上。
2.2 開始鉆孔時，由于鉆頭橫刃無法在光滑表面定心，再加上鉆頭直徑小，鉆頭容易發生彎曲和滑移，如圖2所示，所以一定要減輕鉆孔時的進給壓力，以保證鉆孔開始時的正確位置。如果條件允許可以先采用剛性較好的中心鉆、先鉆相同直徑的引導孔，后用鉆頭鉆孔，如圖3所示。
2.3 在鉆孔進給時，要注意手動進給的力量和感覺，當鉆頭在跳動時，應該給其一個緩沖的空間，以防止鉆頭折斷。但當鉆削極小孔時（孔徑小于1mm），由于鉆頭進給力過小，不易直接感覺到，這時可在進給手柄上安裝一個小重錘，依靠其重量達到進給。
2.4 在鉆孔過程中，必須注意及時提起鉆頭進行排屑，并按照其加工材料選用充足的冷卻液。在實際生產中，小孔加工切削轉速都會很高，實際加工時間又很短，在空氣中就可以達到冷卻的目的，有時可不用冷卻液。
2.5 小孔粗糙度問題：凡屬于小孔范圍的零件，為了獲得類似一般大孔的某種配合精度，并不是單純依靠其配合精度來保證的，這時小孔的表面粗糙度也是決定配合的主要條件之一。在一般情況下，為了獲得與大孔同樣的配合要求，往往小孔的表面粗糙度要優于大孔1～2個等級，這是小孔加工的一大特點。
2.6 當鉆孔深度超過鉆頭的有效長度而又是通孔時，如果工件形狀允許，可采取兩邊鉆孔的方法，如圖4所示。按要求先在工件的一面鉆孔，深度為總深的一半，再將一塊平行墊鐵裝壓在鉆床工作臺上，在上面精鉆一個能與導向銷大端為靜配合的孔，把導向銷壓入孔中，導向銷的小端要能進入工件的已鉆孔，但不可有明顯的間隙，然后將工件插裝在導向銷和墊板上面，壓緊后將孔鉆通，即可保證兩面鉆孔的同心度。
2.7 當使用很細的麻花鉆頭時，其鉆心直徑就會更小，極易折斷。在這種情況下，可以自制小扁鉆頭，如圖5所示，由于小扁鉆頭是圓柱形，又沒有螺旋槽，因此，比相同直徑的麻花鉆強度要大，不易折斷。小鉆頭用鋼絲或者小麻花鉆柄制成，頂角2Φ=110～120°，前角γ=0°，后角α=15～20°，直徑越小后角越小，此外還要修磨出倒錐和副后角，以減小摩擦。制成之后將小鉆頭用酒精燈加熱，油內冷卻，而獲得其硬度。
對小孔的要求不同，其加工方法也不一樣，在滿足以上方法和注意事項的前基礎上，可根據具體情況確定鉆孔工藝方案。
參考文獻：
[1]艾冬梅.小孔加工技術發展現狀[J].機械工程師，2000.（1）.
[2]楊杰.鉗工鉆孔加工分析[J].考試周刊，2011.（28）.
[3]王國華.孔加工小竅門[J].金屬加工：冷加工，2008.（12）.
關鍵詞：不銹鋼；攻絲；技巧
中圖分類號：F40 文獻標識碼：A
1不銹鋼的切削特性
1.1加工硬化傾向大，高溫強度高
由于不銹鋼的塑性變形大，切削時晶格產生嚴重的錯位使其強化，在切削熱和應力作用下，使得組織發生金相轉變，導致加工表面的強化、硬化，剪切滑移區的切應力增加，使總的切削力增加，從而使刀具磨損加劇。
1.2導熱率低
由于不銹鋼材料的導熱率低使切屑帶走的熱量少，切削點的溫度高，刀具壽命短。
1.3塑性高，切屑不易卷曲與折斷
由于塑性高，韌性大，切削時切屑不易彎曲與折斷，也不易排出，且易粘刀，影響已加工的表面品質，并且使刀具磨損加快。
1.4線脹系數大
不銹鋼在精加工時注意熱膨脹與熱變形對零件尺寸的形位精度的影響。
2不銹鋼攻絲的加工技巧
2.1絲錐類型的合理選擇
2.1.1絲錐工具材料的選擇。
目前用于制造絲錐的材料有高速鋼和硬質合金等材料，硬質合金絲錐雖然具有硬度、耐磨性、耐熱性與抗氧化性等優點，但由于攻絲加工過程是在相對封閉的惡劣環境下進行的，進而要求刀具材料要有一定的韌性和耐沖擊性，綜合考慮，選擇含鈷或鋁超硬高速鋼做不銹鋼攻絲的絲錐是保證攻絲質量的前提。
采用高速鋼材料為基體以保證絲錐的韌性，并在絲錐表面進行TiN涂層以增加絲錐的耐磨性，使用TiN涂層絲錐可有效減小切削扭矩，并使絲錐表面與不銹鋼材料之間的摩擦力下降，TiN涂層還能有效抑制絲錐與不銹鋼的親和作用，明顯阻止不銹鋼和絲錐的粘接，防止不銹鋼與絲錐之間熔焊，延長絲錐壽命。
新型絲錐在材料表面注入Co離子，高速鋼表面組織和Co離子發生化合反應，形成金屬化合物和彌散金屬硬質相，該涂層沒有TiN涂層的明顯界面，所以硬質層與高速鋼有極強的結合強度，提升絲錐表面的耐磨性，抗沖擊性和耐腐蝕性。
2.1.2絲錐結構的選用。
不銹鋼攻絲過程對絲錐的磨損嚴重，普通絲錐使用壽命短，在生產過程中為保證螺紋質量，需要頻繁更換新絲錐，生產成本與效益不能得到很好控制。筆者通過對更換下來的磨損絲錐進行觀察，發現絲錐磨損位置都位于絲錐切削部分前幾個牙型處。對此現象進行分析，總結為絲錐在切削時真正處于工作狀態的只有切削部分前端牙型，絲錐切削部分其他的螺牙沒有起到應有的作用。因而為提高絲錐整體的利用率，盡量減少絲錐切削部分單齒切削厚度是解決問題的關鍵。
針對問題關鍵點，進行不銹鋼攻絲時應選取成組絲錐，這樣就可將切削量分解到單個絲錐上。并可對原來的絲錐切削部分進行修磨，采用大切削長度，延長切削部分的長度，減少校準部分的長度，校準部分一般只用保留4～5扣螺紋長度即可，大切削長度可使更多的切削液流到絲錐切削部分周圍，延長絲錐的使用壽命。
絲錐槽數主要影響絲錐容屑斷屑、切屑刃數量和長度、絲錐強度等。攻不銹鋼材料最好選用三槽絲錐，三槽絲錐在強度保證的前提下，有效減少攻絲扭矩。絲錐容屑槽采用螺旋結構相對于直槽更有利于斷屑的排出，更好控制切屑流動方向。
不銹鋼攻絲過程，絲錐的前角、后角與倒錐也應進行修磨。一般絲錐的前角γp=10°～15°之間，由于攻不銹鋼絲時切削力大，為減少絲錐的磨損速度，絲錐前角在工具磨上進行刃磨，刃磨前角取γp=15°～20°之間。為降低后刀面與已加工面的摩擦力，應該增大后角，但如果后角過大，絲錐切削刃強度就會不足，容易在攻絲過程出現斷齒現象，因此，攻不銹鋼絲錐的后角應適度比校準絲錐的αp=6°～8°大些，一般取αp=8°～12°。為進一步減少攻不銹鋼時的摩擦力，還可對將絲錐的校準部分磨成倒錐，倒錐量為0.01～0.03mm，即絲錐大徑與中徑向絲錐尾端逐漸縮小。
2.2攻絲過程控制
2.2.1螺紋底孔直徑的選取
由于不銹鋼的彈性和塑性變形都比普通碳素鋼大，不銹鋼攻絲的螺紋底孔比標準底孔直徑相比應該稍微加大。這樣既可以改善絲錐切削狀況，又可以延長絲錐使用壽命。當螺紋的螺距小于1mm時，螺紋底孔直徑=螺紋的公稱直徑-螺距；當螺紋的螺距大于1mm時，螺紋底孔直徑=螺紋的公稱直徑-1.1×1.1螺距。
2.2.2不銹鋼攻絲的速度
不銹鋼攻絲時的速度不宜過高，攻絲過程要注意勤退刀反轉，根據經驗機用絲錐攻不銹鋼時的切削速度為（2～7）m/min。當螺距大于2mm時，切削速度應取較小值。
2.2.3冷卻液的選取
不銹鋼攻絲用的切削液既要有冷卻的效果，又要保證對切削處進行，抑制不銹鋼對絲錐的粘結作用。攻不銹鋼螺紋時，通常采用硫化油再添加CC1415%～20%，或白鉛油和機械油及煤油稀釋氯化石蠟等。若是少量的機修件時，在不具備上述液的條件下，可以采用菜籽油進行不銹鋼攻絲。
為了方便進行攻絲時絲錐的入孔，螺紋底孔的倒角要采用深且小角度的結構；為避免絲錐在啟動過程折斷，就要保證攻絲的主軸要與螺紋底孔保持垂直。這些不銹鋼攻絲的細節都是在生產中不斷的摸索總結出來的。
結語
以上是筆者在實際生產中對不銹鋼攻絲的經驗總結，概括起來不銹鋼攻絲的解決方案應從攻絲工具和攻絲工藝這兩個方向入手。針對不銹鋼的切削特性，對工具和工藝這兩個因素不斷進行探索與調整，才能找到最合適的平衡點，提高不銹鋼攻絲的生產效率和產品質量。
參考文獻
