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    金屬加工 我有新說(shuō)法
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    金屬加工指人類對(duì)由金屬元素或以金屬元素為主構(gòu)成的具有金屬特性的材料進(jìn)行加工的生產(chǎn)活動(dòng)。人類社會(huì)的進(jìn)步與金屬材料的加工與運(yùn)用關(guān)系十分密切,在六千多年前冶煉出黃銅,在四千多年前能夠制造簡(jiǎn)單的青銅工具,在三千多年前開(kāi)始用隕鐵制造兵器,中國(guó)在二千五百多年前的春秋時(shí)期已會(huì)冶煉生鐵,比歐洲要早一千八百多年以上。18世紀(jì),鋼鐵工業(yè)的發(fā)展,成為工業(yè)革命的重要內(nèi)容和物質(zhì)基礎(chǔ)。

    1概述

    金屬加工簡(jiǎn)稱金工,是一種把金屬物料加工成為物品、零件、組件的工藝技術(shù),包括了橋梁、輪船等的大型零件,乃至引擎、珠寶、腕表的細(xì)微組件。它被廣泛應(yīng)用在科學(xué)、工業(yè)、藝術(shù)品、手工藝等不同的領(lǐng)域。

    2金屬加工的歷史

    從100萬(wàn)年以前,原始人以石頭作為工具,稱舊石器時(shí)代。1萬(wàn)年以前,人類對(duì)石器進(jìn)行加工,使之成為器皿和精致的工具,從而進(jìn)入新石器時(shí)代。現(xiàn)在考古發(fā)掘證明我國(guó)在八千多年前已經(jīng)制成實(shí)用的陶器,在六千多年前已經(jīng)冶煉出黃銅,在四千多年前已有簡(jiǎn)單的青銅工具,在三千多年前已用隕鐵制造兵器。我們的祖先在二千五百多年前的春秋時(shí)期已會(huì)冶煉生鐵,比歐洲要早一千八百多年以上。18世紀(jì),鋼鐵工業(yè)的發(fā)展,成為產(chǎn)業(yè)革命的重要內(nèi)容和物質(zhì)基礎(chǔ)。19世紀(jì)中葉,現(xiàn)代平爐和轉(zhuǎn)爐鎳管煉鋼技術(shù)的出現(xiàn),使人類真正進(jìn)入了鋼鐵時(shí)代。與此同時(shí),銅、鉛、鋅也大量得到應(yīng)用,鋁、鎂、鈦等金屬相繼問(wèn)世并得到應(yīng)用。至今,金屬材料在材料工業(yè)中一直占有主導(dǎo)地位。金屬材料可以說(shuō)是人類社會(huì)發(fā)展的全稱見(jiàn)證者,之所以那么說(shuō),是與他在人類社會(huì)各個(gè)轉(zhuǎn)型期所起到的舉足輕重的作用所分不開(kāi)的。作為人類早發(fā)現(xiàn)并開(kāi)始加以利用的一種材料,金屬可以說(shuō)從方方面面影響著人類的歷史發(fā)展進(jìn)程。從初把金屬打造成狩獵武器到如今人類的生活已*離不開(kāi)金屬,可見(jiàn)金屬早已融入了整個(gè)人類社會(huì),那么金屬在人類社會(huì)中的過(guò)去,現(xiàn)在和將來(lái)又會(huì)是什么樣的呢?
    金屬的在人類社會(huì)的過(guò)去時(shí)中扮演的角色多為一個(gè)時(shí)期的社會(huì)性質(zhì)的縮影。如新石器時(shí)代,青銅器時(shí)代等等,而之所會(huì)如此為這些時(shí)代命名,歸根結(jié)底,主要的原因,便是人類在這一石器開(kāi)發(fā)出了某種新的金屬,而這一金屬幾乎決定了人類在這一時(shí)期的文明發(fā)展進(jìn)程。如在戰(zhàn)國(guó)石器,由于鐵器的發(fā)明和使用,既解放了農(nóng)村的大量生產(chǎn)力,又在投入戰(zhàn)爭(zhēng)使用后,大大縮短了戰(zhàn)爭(zhēng)的進(jìn)程,從而加速了整個(gè)國(guó)家的統(tǒng)一,結(jié)束了亂世的局面,使得我國(guó)文明在一段動(dòng)蕩時(shí)期后能夠繼續(xù)得以正常的發(fā)展。其中,金屬在武器方面的貢獻(xiàn)主要在冷兵器的鑄造上,又猶以石制兵器和青銅兵器為。石兵器時(shí)期從原始人學(xué)會(huì)制作勞動(dòng)工具--石斧、石刀等開(kāi)始,到夏朝青銅兵器問(wèn)世以前,大約歷經(jīng)五六十萬(wàn)年之久。從出土的石兵器判斷,中國(guó)古老的兵器是古代猿人采集石英石、砂巖、煌石等原料,經(jīng)過(guò)敲打、磨制而成的。有扁、圓、方、關(guān)各種不規(guī)則形,有帶刀的,有呈校狀的。我們的祖先正是依靠那些既是勞動(dòng)工具又當(dāng)防衛(wèi)武繳的器具,圍獸捕獵,刀耕火種,頑強(qiáng)生存并得以進(jìn)化發(fā)展的。到舊石器時(shí)代末期,人們已能制造出可安裝竹木桶的石矛、標(biāo)槍、石斧等 兵器,進(jìn)而發(fā)明了拋射兵器--弓箭。這充分顯示出中國(guó)古代勞動(dòng)人民的聰明才智和技能,人們就此告別愚昧走向文明。新石器時(shí)代,石兵器的制造技術(shù)已有很大進(jìn)步,種類日漸增多。 而青銅兵器時(shí)期從夏朝算起一直延續(xù)到春秋戰(zhàn)國(guó)。這一時(shí)期伴隨我國(guó)的奴隸制社會(huì),從興盛走向沒(méi)落。在商朝青銅文化日益繁榮的盛況下,青銅兵器迅速崛起,很快成為奴隸主貴族士大夫階層掌握的工具,并*取代了古老的石兵器, 成為車戰(zhàn)時(shí)代軍隊(duì)中裝備的主要兵器。因而可見(jiàn),金屬材料在古代社會(huì)是有著舉足輕重的地位的。而人們?cè)谝庾R(shí)到這點(diǎn)后,也加大了利用的幅度,這也在一定程度上促進(jìn)了金屬冶煉技術(shù)的發(fā)展。兩者是相輔相成的。

    3金屬加工的工藝

    金屬加工指人類對(duì)由金屬元素或以金屬元素為主構(gòu)成的具有金屬特性的材料進(jìn)行加工的生產(chǎn)活動(dòng)。金屬的加工方法與工藝包括: 

    澆鑄

    澆鑄:指金屬被加熱熔化,然后澆注到模型里,適合加工造型復(fù)雜的零件。
    澆注分類
    砂模鑄造:成本低,批量小,可以加工復(fù)雜的造型,但可能會(huì)需要大量的后期處理工序。
    熔模鑄造/失蠟法鑄造:這種加工方法具有很高的連續(xù)性和度,也可以用于加工復(fù)雜造型。它是在相對(duì)低廉的加工成本前提下,能夠?qū)崿F(xiàn)非常的表面效果,適合大批量生產(chǎn)。
    注鑄法:用于加工高誤差的復(fù)雜造型。由于工藝本身的特點(diǎn),產(chǎn)品成型后不需要后處理,然而,只有在大批量生產(chǎn)的情況下才能顯示出成本低的優(yōu)點(diǎn)。 壓鑄法:加工成本高,只有在大批量生產(chǎn)的情況下成本才合理。但終產(chǎn)品的成本相對(duì)較低而且誤差比較高。可以用于生產(chǎn)壁厚較薄的零件。 [4] 
    旋鑄法:是加工小型零件的理想方法,通常用于首飾制造。可以使用橡皮模型以降低加工的成本。
    定向固化:可以生產(chǎn)具有優(yōu)良抗疲勞性能的非常堅(jiān)固的超耐熱合金澆注到模型里,然后經(jīng)過(guò)嚴(yán)格控制的加溫及冷卻工序,以消除任何細(xì)小的瑕疵 塑性成型加工部分 塑性成型加工:是指將成型金屬高溫加熱以進(jìn)行重新造型,屬勞動(dòng)密集型生產(chǎn)。 

    塑性成型加工

    鍛造:在冷加工或者高溫作業(yè)的條件下用捶打和擠壓的方式給金屬造型,是簡(jiǎn)單古老的金屬造型工藝之一。 
    扎制:高溫金屬坯段經(jīng)過(guò)了若干連續(xù)的圓柱型輥?zhàn)樱佔(zhàn)訉⒔饘僭胄湍V幸垣@得預(yù)設(shè)的造型。
    拉制鋼絲:利用一系列規(guī)格逐漸變小的拉絲模將金屬條拉制成細(xì)絲狀的工藝。
    擠壓:一種成本低廉的用于連續(xù)加工的,具有相同橫截面形狀的,實(shí)心或者空心金屬造型的工藝,既可以高溫作業(yè)又可以進(jìn)行冷加工。
    沖擊擠壓:用于加工沒(méi)有錐度要求的小型到中型規(guī)格的零件的工藝。生產(chǎn)快捷,可以加工各種壁厚的零件,加工的成本低。
    粉末冶金:一種可以加工黑色金屬元件也可以加工有色金屬元件的工藝。包括將合金粉末混合以及將混合物,壓入模具兩項(xiàng)基本工序。金屬顆粒經(jīng)過(guò)高溫加熱燒結(jié)成型。這種工藝不需要機(jī)器加工,原材料利用率可以達(dá)到97%,不同的金屬粉末可以用于填充模具的不同部分。
    固體成型加工
    固體成型加工:是指所使用的原料是一些在常溫條件下可以進(jìn)行造型的金屬條,片以及其他固體形態(tài)。屬于勞動(dòng)密集型生產(chǎn)。加工成本投入可以相對(duì)低廉一些。

    固體成型加工分類

    旋壓:一種非常常見(jiàn)的用于生產(chǎn)圓形對(duì)稱部件的加工方法,如碟子,杯子以及圓錐體等。加工時(shí),將高速旋轉(zhuǎn)的金屬板推近同樣告訴旋轉(zhuǎn)的,固定的車床上的模型,以獲得預(yù)先設(shè)定好的造型。該工藝適合各種批量形式的生產(chǎn)。
    彎曲:一種用于加工任何形式的片狀,桿狀以及管狀材料的經(jīng)濟(jì)型生產(chǎn)工藝。
    連續(xù)扎制成型:將金屬片喂入壓輥之間,以獲得長(zhǎng)度連續(xù),橫截面一致的金屬造型。與擠壓工藝類似,但是對(duì)加工元件的壁厚有限制,只能得到單一的壁厚。只有在大量生產(chǎn)的前提下,加工成本才合理。
    沖壓成型:金屬片置于陽(yáng)模與陰模之間經(jīng)過(guò)壓制成型,用于加工中空造型,深度可深可淺。
    沖孔:利用特殊工具在金屬片上沖剪出一定造型的工藝,大、小批量生產(chǎn)都可以適用。
    沖切:與沖孔工藝基本類似,不同之處在于前者利用沖下部分,而后者利用沖切之后金屬片剩余部分。
    剪切:用剪切的方式切割金屬片,與用一把剪刀從佳位置剪裁紙張是一個(gè)道理。
    切屑成型:當(dāng)對(duì)金屬進(jìn)行切割的時(shí)候有切屑生產(chǎn)的切割方式統(tǒng)稱為切屑成型,包括銑磨,鉆孔,車床加工以及磨,鋸等工藝。
    無(wú)切屑成型:利用現(xiàn)有的金屬條或者金屬片等進(jìn)行造型。沒(méi)有切屑產(chǎn)生。這類工藝包括化學(xué)加工,腐蝕,放電加工,噴砂加工,激光切割,噴水切割以及熱切割等。
    拉絲
    拉絲可根據(jù)裝飾需要,制成直紋、亂紋、螺紋、波紋和旋紋等幾種。
    直紋拉絲是指在鋁板表面用機(jī)械磨擦的方法加工出直線紋路,它具有刷除鋁板表面劃痕和裝飾鋁板表面的雙重作用。直紋拉絲有連續(xù)絲紋和斷續(xù)絲紋兩種,連續(xù)絲紋可用百潔布或不銹鋼刷通過(guò)對(duì)鋁板表面進(jìn)行連續(xù)水平直線磨擦(如在有靠現(xiàn)裝置的條件下手工技磨或用刨床夾住鋼絲刷在鋁板上磨刷)獲取。改變不銹鋼刷的鋼絲直徑,可獲得不同粗細(xì)的紋路。斷續(xù)絲紋一般在刷光機(jī)或擦紋機(jī)上加工制得。
    制取原理:采用兩組同向旋轉(zhuǎn)的差動(dòng)輪,上組為快速旋轉(zhuǎn)的磨輥,下組為慢速轉(zhuǎn)動(dòng)的膠輥,鋁或鋁合金板從兩組輥輪中經(jīng)過(guò),被刷出細(xì)膩的斷續(xù)直紋。
    亂紋拉絲是在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的銅絲刷下,使鋁板前后左右移動(dòng)磨擦所獲得的一種無(wú)規(guī)則、無(wú)明顯紋路的亞光絲紋。這種加工,對(duì)鋁或鋁合金板的表面要求較高。
    波紋一般在刷光機(jī)或擦紋機(jī)上制取。利用上組磨輥的軸向運(yùn)動(dòng),在鋁或鋁合金板表面磨刷,得出波浪式紋路。
    旋紋也稱旋光,是采用圓柱狀毛氈或研石尼龍輪裝在鉆床上,用煤油調(diào)和拋光油膏,對(duì)鋁或鋁合金板表面進(jìn)行旋轉(zhuǎn)拋磨所獲取的一種絲紋。它多用于圓形標(biāo)牌和小型裝飾性表盤(pán)的裝飾性加工。
    螺紋是用一臺(tái)在軸上裝有圓形毛氈的小電機(jī),將其固定在桌面上,與桌子邊沿成60度左右的角度,另外做一個(gè)裝有固定鋁板壓茶的拖板,在拖板上貼一條邊沿齊直的聚酯薄膜用來(lái)限制螺紋競(jìng)度。利用毛氈的旋轉(zhuǎn)與拖板的直線移動(dòng),在鋁板表面旋擦出寬度一致的螺紋紋路。 塑料電鍍 塑料電鍍的特點(diǎn) 塑料電鍍制品具有塑料和金屬兩者的特性。它的比重小,耐腐蝕性能良好,成型簡(jiǎn)便,具有金屬光澤和金屬的質(zhì)感,還有導(dǎo)電、導(dǎo)磁和焊接等特性。它可以節(jié)省繁雜的機(jī)械加工工序、節(jié)省金屬材料,而且美觀,裝飾性強(qiáng),同時(shí),它還提高了塑料伯的機(jī)械強(qiáng)度。由于金屬鍍層對(duì)光、大氣等外界因素具有較高的穩(wěn)定性,因而塑料電鍍金屬后,可防止塑料老化,延長(zhǎng)塑料件的使用壽命。 隨著工業(yè)的迅速發(fā)展、塑料電鍍的應(yīng)用日益廣泛,成為塑料產(chǎn)品中表面裝飾的重要手段之一。目前國(guó)內(nèi)外已廣泛在ABS、聚丙烯、聚砜、聚碳酸酯、尼龍、酚醛玻璃纖維增強(qiáng)塑料、聚苯乙烯等塑料表面上進(jìn)行電鍍,其中尤以ABS塑料電鍍應(yīng)用廣,電鍍效果好。

    參考資料

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