时间：2023-05-30 10:19:03
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇金属加工液，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：水基金属加工液；脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸；乳化剂；抗硬水剂
中图分类号：TE624.82文献标识码：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
水基金属加工液由于具有油基产品难以媲美的冷却性能及低廉的成本获得了迅速发展，使得金属加工液市场从单一的纯油型产品发展为纯油型产品与乳化型、微乳型和全合成水基产品并存的多元化市场格局。据统计，2010年我国钢铁行业金属成型工艺用油液总消耗量约为10×105 t，铜铝等有色金属行业金属成型工艺用油液总消耗量约为50×104 t，目前国内金属加工油液需求量正以73%～15%的年增幅不断上升，市场需求旺盛[1]。作为金属加工液的主要成员，水基金属加工液的使用比例逐年增加，因此，绿色环保、性好的水基金属加工剂是未来金属加工油液的发展趋势。
“水质通”与“材质通”是水基金属加工液发展的必然趋势，“水质通”即同一款产品可以不受水质影响，能在较大的地域范围内使用；“材质通”即同一款产品既能加工黑色金属，也能加工镁铝合金等材质。但轻质金属在加工过程中易析出相应的金属离子，特别是镁合金，由于其表面氧化膜疏松多孔，致使镁合金耐腐蚀性较差，镁离子易进入水溶性加工液中富集，大大增加体系硬度，致使加工液寿命缩短或失效。一般来说，添加抗硬水剂是提高金属加工液抗硬水能力的有效方法，目前所使用的抗硬水剂多为能螯合体系中的二价金属离子的乙二胺四乙酸及其钠盐，其抗硬水能力一般，更多的是在产品说明书中规定了产品的耐硬水能力和稀释用水的硬度，从而延长产品的使用寿命。但是不同地区水的硬度差异很大，很难做到一款产品在不同地域的水质环境中通用。以非离子乳化剂调制水基金属加工液在软硬水中均能形成稳定的乳液，但是非离子乳化剂本身并不能络合金属加工液中富集的钙、镁离子并加以分散，即耐硬水并不抗硬水。而且当水的硬度超过一定限值时，非离子乳化体系同样也变得不稳定。
作为非离子乳化剂脂肪醇聚氧乙烯醚的改性产物，脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐（AEC）由于同时含有聚氧乙烯醚基团和羧基两种亲水基团，具有非离子和阴离子乳化剂的双重表面化学性能，有良好的钙皂分散能力和抗电解质稳定性，成为性能优异的乳化/抗硬水剂。由于脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐（AEC）的发泡能力强，在金属加工液领域并不直接使用AEC，而是使用其酸化产物，即脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸，简称醇醚羧酸。醇醚羧酸的结构式为：RO（CH2CH2O）nCH2COOH，其中，R为脂肪链，n为聚氧乙烯单元（EO）数。从分子结构上看，在亲水羧基和疏水长碳链之间嵌入了一定数量的亲水EO基团。羧基在水中发生电离后可以捕捉钙镁离子，同时结构中的聚氧乙烯醚（EO）基团可将其良好的分散在体系中，不至析皂。醇醚羧酸兼有阴离子和非离子表面活性剂的综合性能优点，集温和性、使用安全性、易生物降解性于一体，符合可持续发展的要求。本文综述了水基金属加工液乳化/抗硬水剂脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸的研究进展，总结了醇醚羧酸的制备方法，并提出了制备脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸需要解决的关键问题。
第6期李团乐等.醇醚羧酸型乳化/抗硬水剂在水基金属加工液中应用进展
油2016年第31卷
添加剂ADDITIVE1醇醚羧酸研究进展
1.1醇醚羧酸的研究现状
醇醚羧酸是世界上普遍公认的性能优异的绿色表面活性剂，自从1934年H.Haussmann用醇醚、金属钠和氯乙酸钠首次合成出用于纺织工业的醇醚羧酸钠以来，国外发达国家都积极参与其研究开发。Henkel的Gerhard Borggrefe等人[2]于1972年制备了多元醚羧酸，从而取代了传统中含N、P元素的有机多元羧酸用于络合金属离子，特别是碱金属离子，避免了络合物在水中降解后产生N、P元素。Shell的W.W.Schmidt等人[3]系统研究了市面上常见的数种表面活性剂的发泡能力、钙皂分散能力及耐硬水能力。结果显示，醇醚羧酸在发泡能力上远低于醇醚羧酸钠及醇醚硫酸钠，说明醇醚羧酸具有低泡的特性，但是三者的钙皂分散能力及耐硬水能力是相似的。
国内对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备醇醚羧酸，虽有产品面世，但是醇醚羧酸的品种和产量较少，应用领域不够广泛，仍处于起步阶段，有待继续开发和改进。近几年，包括江南大学与中国日用化学工业研究院等单位在醇醚羧酸盐的合成与应用研究上都有不同程度的进展。杨明等[4]采用羧甲基化法制备了十二烷基甘油醚羧酸盐，并对产品的一系列性能如润湿性、稳泡性、去污力、钙皂分散力、降低表面活性等进行了研究。许圆圆等[5]亦采用羧甲基化法制备了油醇聚氧乙烯醚羧酸盐（C12AEC）与十六醇聚氧乙烯醚羧酸盐（C16AEC），并研究了其驱油性能，结果显示，C12AEC与C16AEC具有优良的抗一价离子的能力，45 ℃下对NaCl的容忍度分别为122 g/L和135 g/L，与典型的耐盐性表面活性剂AES相当。C12AEC与C16AEC微乳体系的最佳盐度（NaCl）和中相盐宽亦与AES微乳体系接近。通过与两性表面活性剂复配或者与两性表面活性剂及非离子表面活性剂复配，C12AEC与C16AEC能用于无碱驱油剂配方。李运玲等[6]采用催化氧化技术，在贵金属催化剂存在下将醇醚直接氧化为醇醚羧酸盐，并研究了不同EO加合数与不同支链对醇醚羧酸盐表面张力、润湿性、乳化性等性能的影响。催化氧化法制备醚羧酸可避免副产物氯化钠的生成，符合绿色与可持续发展的趋势，但是Pd/C催化剂难以回收利用以及反应需要在高压条件下进行阻碍了此方法的工业化应用。此外，金泰氯碱化工康永等[7]研究了醇醚羧酸钠盐的生物降解性能，结果显示醇醚羧酸盐在生物降解时没有停滞期和缓滞期，降解度与时间是线性关系，并在36 h内可降解95%以上。
目前，国外对脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸已经进行了系统的研究，国外公司诸如Sasol、Kao Chemicals、Clariant等已有系列产品面世并应用于不同的领域。而国内对醇醚羧酸的研究还处于起步阶段，鲜有产品问世。
1.2醇醚羧酸在金属加工液中的应用研究
醇醚羧酸是一类在皂的亲水基和疏水基之间嵌入聚氧乙烯单元的表面活性剂，它克服了阴离子表面活性剂抗硬水性差和非离子表面活性剂钙皂分散能力的缺点。同时，与同被作为抗硬水剂的AESO、AES及AEC相比，醚羧酸不会剧烈发泡，因此可以广泛应用于金属加工液等工业领域。Heinz Mueller等人[8]研究了在水基钻井液中加入醇醚羧酸对其性能的影响。钻井液的配方如表1所示，从表中可以看出，在钻井液配方中要引入钙盐及钡盐，因此乳化剂的抗硬水能力就显得尤为重要。
从表2中可以看出，当在钻井液中加入醚羧酸后，电稳定性显著提高。
同时，将醇醚羧酸或醇醚羧酸盐用于金属加工液也屡见报道[9-11]。陈寅和等人[9]将醇醚羧酸或醇醚羧酸盐作为水溶性切削液的表面活性添加剂，加入量为09%～25%，使得该切削液产品能抵抗7000 μg/g的硬水，普遍适用于水质硬度高的地区，稀释水不需经水质软化处理就可以直接使用，且工作液使用寿命长。醇醚羧酸作为表面活性剂在轻质金属加工领域也有应用，侯海燕等人[10]以醇醚羧酸铵盐作为抗硬水表面活性剂加入镁合金切削液，加入量为1%～4%，该产品抗硬水更是高达10000 μg/g，且工作液能使用半年以上，与国内外同类产品相比具有明显的优势。近年来，水基金属加工液在我国发展迅速，国内厂家的产品不仅性能、防锈抗腐蚀性能、循环使用寿命等性能指标得到了显著提升，而且耐硬水能力有所提高。但随着环保问题的日益严峻，水基金属加工液的生物可降解性越来越受到人们的重视。林丽静等人[11]将含有醇醚羧酸盐的表面活性剂加入一种水溶性切削液，该产品兼具有耐硬水和生物降解的特性，是一款环保型抗硬水水溶性切削液。
目前国内用于金属加工液配方的醚羧酸产品主要有上海宏泽的部分产品，其具有优异的抗硬水能力。国外主要有Clariant以及Kao Chemicals的系列产品。Clariant的MARLOWET系列醚羧酸产品具有优良的钙皂分散性，同时具有阴离子和非离子乳化剂的优点，在酸碱环境下均具有优良的抗电解质稳定性，可作为乳化油中的助乳化剂，避免析油析皂，对镁离子及铜离子形成的油泥同样具有分散作用。而Kao Chemicals的短链醇醚羧酸产品具有优异的抗电解质能力，用于镁合金配方时有突出效果。同时，Sasol的醇醚羧酸产品的钙盐及镁盐在各自的盐溶液中具有优异的皂盐分散能力。图1为Sasol醇醚羧酸部分产品在不同硬度钙盐中的表面张力，从图中可以看出，当只有油酸与钙盐存在时，体系表面张力增大，会出现油酸钙沉淀。当以3∶1加入油酸与醇醚羧酸时，钙盐仍旧分散于体系，特别是加入产品C时，在50°dH的水中表面张力为41 mN/m。
2醇醚羧酸的制备
2.1醇醚羧酸的制备方法
由脂肪醇醚合成脂肪醇醚羧酸目前主要有两条技术路线，即氧化法[13-14]、羧甲基化法[15-18]。
（1）氧化法
氧化法是采用贵金属催化空气直接氧化或用铬酸、硝酸进行氧化，将末端羟乙基氧化成羧基，在氧化法中较为先进的方法是贵金属催化氧化法和氮氧自由基催化氧化法：在贵金属或氮氧自由基的存在条件下将脂肪醇聚氧乙烯醚末端羟甲基氧化为羧基，若脂肪醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷加和数相同，氧化法所得的脂肪醇聚氧乙烯羧酸盐比羧甲基化法得到的脂肪醇聚氧乙烯羧酸盐少一个乙氧基单元。日本Kao Chemicals最早提出用贵金属催化氧化醇醚制醇醚羧酸，该工艺以贵金属如钯和铂等为催化剂，在100～270 ℃下醇醚液相脱氢氧化为醇醚羧酸[19]。
其反应机理如下：
（2）羧甲基化法
羧甲基化法是在碱性条件下（通常选用氢氧化钠和醇钠）用氯乙酸直接同醇醚进行反应的技术路线，该路线现在发展得比较成熟，克服了过去氯乙酸残留难以除去的难题，使得羧甲基化关键技术有了突破性进展。羧甲基化法的原料脂肪醇聚氧乙烯醚比较易得，合成的反应条件比较温和，合成反应产生的“三废”较少，与氧化法相比其较为经济可行。但反应产物中含有副产物氯化钠，若根据需要采用适当的分离方法除去氯化钠，该路线则无疑是一种比较好的合成方法。
2.2制备醇醚羧酸的关键问题
（1）亲水亲油值HLB调控技术
亲水亲油（HLB）平衡不仅是保持乳化液稳定性的关键因素，而且还可以通过调节HLB来改变醇醚羧酸的乳化性能及发泡能力。决定醇醚羧酸HLB的因素是碳链长度及氧乙烯基团（EO）加和数。李运玲等[14]研究了直链醇醚羧酸钠分子中不同EO加和数对醇醚羧酸盐性能的影响，结果显示，随着EO数的减少，表面张力逐渐减小，其泡沫、润湿、乳化性能均相对增强。这说明EO数的增加对金属加工液在乳化性能上有消极作用，而由于发泡能力的减弱，对金属加工液有积极作用。由此可见，EO数对醇醚羧酸性能的影响是非常显著的。因此，以不同EO加和数的脂肪醇聚氧乙烯醚为原料制备醇醚羧酸，对研究EO加和数对醇醚羧酸抗硬水能力、乳化能力的影响具有重要意义。
虽然可以通过自行制备脂肪醇醚来调控，但脂肪醇醚制备涉及脂肪醇与环氧乙烷/环氧丙烷等原料的高压聚合反应，工艺及设备复杂，原料易燃，属于大化工范畴。所以目前醇醚羧酸的制备技术及市场大部分为国外大型表面活性剂公司（沙索、花王等）所垄断，国内几乎没有自主生产醇醚羧酸盐的企业，就更谈不上生产醇醚羧酸了。即使有，也是极少数小公司以市售的的脂肪醇醚为起始原料进行羧甲基化反应制得的，从原料上受上游脂肪醇醚生产企业的限制，所以产品种类非常单一，质量也受脂肪醇醚影响很大。
（2）后处理技术
由于羧甲基化反应结束后，需要加盐酸酸化才能得到醇醚羧酸，还需利用醇醚羧酸的浊点，将其从富含NaCl的水溶液中分离出来，难免会在产品中夹杂NaCl。目前市售醇醚羧酸均有以NaCl计的氯化物含量指标，要求低于12%，如果使用多次水洗，不仅废水量大，而且产物损失较大，所以还需对后处理技术进行深入研究。
3结论
脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸是一种性能优异的乳化/抗硬水剂，在水基金属加工液中引入醇醚羧酸，能够显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产品以国外公司如Sasol、Kao Chemicals、Clariant等的系列产品为主，而国内主要处于研究阶段，产品数量较少。催化氧化法是一种绿色制备醇醚羧酸的方法，但是此方法对设备要求高，且存在催化剂回收的问题。羧甲基化法工艺比较成熟，使用最为广泛。目前采用羧甲基化法制备醇醚羧酸的关键在于有效处理“三废”，使其符合环保要求。
参考文献：
[1] 孙建林，肖湘涛.金属加工油液的发展与创新[J].石油商报， 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] 杨明，蒋惠亮，顾信鸽，等. 十二烷基甘油醚羧酸盐阴离子表面活性剂的合成及性能研究[J]. 应用化工， 2010， 39（2）： 202-208.
[5] 许园园，崔正刚. 驱油用醇醚羧酸盐类表面活性剂的合成与性能分析[D]. 无锡：江南大学， 2012.
[6] 李运玲，宋永波，侯素珍，等. 醇醚羧酸盐的绿色制备及其性能研究[J]. 日用化学品科学， 2014，37（10）：21-24.
[7] 康永，艾江，高伟超. 醇醚羧酸盐表面活性剂性能研究[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] 陈寅和，林兴国，常建忠. 耐硬水水溶性切削液： CN， 1730633A [P]. 2006.
[10] 侯海燕，何集宝，王文荣. 一种镁合金切削液： CN， 101870909 A [P]. 2010.
[11] 林丽静，何部聪，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] 李运玲，李秋小，李明，等. 氧化法制备醇醚羧酸盐的合成工艺及性能[J]. 精细石油化工， 2009（5）：5-7.
[15] 王伟，郑鹏武，高丽新，等. 系列醇醚羧酸盐的合成及性能研究[J]. 日用化学品科学， 2000，23（s1）：81-83.
[16] 夏良树，彭国文. 月桂醇聚氧乙烯 （9） 醚乙酸钠的合成与表面活性研究[J]. 精细石油化工， 2002（2）：2.
[17] 许虎君，吕春绪，叶志文. 一类绿色表面活性剂的合成与性能[J]. 南京理工大学学报（自然科学版）， 2005，29（1）：62-65.
【关键词】机械加工；金属清洗；污垢；溶剂
在机械加工和生产中，金属部件的油污、尘垢清洗是必不可少的一个环节。尤其是在近几年，随着企业机械加工自动化、智能化程度的提高，机械加工中的金属清洗也已经不再是传统的手工清洗了，逐渐转变为机械自动高压喷洗。这种方法的应用有效提高了金属清洗速度和效率，也极大降低了人工劳动强度。
1.金属清洗概述
1.1概念
金属清洗主要指的是机械加工过程中，工件因为油污、尘垢污染而产生污物，从而通过物理、化学以及机械手段将机械表面的污物清理干净的现代化手段。在目前的机械加工金属清洗工作中，常见的清洗方法主要是以机械清洗为主，它的主要目的在于提高产品的外观性能、整体质量、使用寿命和可靠性，以满足下一工序的正常开展。
随着科技的进步，目前我们常说的金属清洗不仅是金属工件表面污物的清除，同时还包含对加工机械表面的液体、固体污染物的清理，这也是机械加工当中不可忽略的环节。
1.2金属清洗作用
金属清洗主要是在规定时间内、相同条件下，能在满足下道工序加工要求的基础上，采用机械、人工、物理、化学等方式清除掉机床和金属工件表面的各种污物。其中我们常见的金属表面污物包含油污、尘垢、碎屑等。经过一段时间的工作分析，金属清洗的主要作用在于保证产品的外表美观性、提高金属产品的使用性能和可靠性，让金属产品在下一工序快速进行。
2.金属清洗对象
随着我国制造业的飞速发展，社会对金属清洗技术要求越来越高，清洗量也不断增大。在这种背景下，我们必须要全面考虑金属清洗对象，有目的的进行清洗，从而达到提高清洗效果的研究目的。在目前的金属清洗工作中，主要的清洗对象包含污垢和工件两个方面。
2.1污垢
污垢主要指的是金属工件在加工完成或者新买的工件表面存在一定的污染物质，这些物质在机械加工的过程中主要表现出以下几种特性。
2.1.1水溶性污垢
在机械加工的过程中，工件表面必然会发生变化，这个时候受到高温的影响极容易在金属表面粘附上粉尘、碎屑等杂物，同时金属加工蒸发的无机盐、高分子聚合物也会通过水溶的形式粘附在金属表面，形成污垢。
2.1.2可皂化油性无垢
这种污垢主要是因为金属在加工的过程中选择了不同种类的材料，且这些材料含有丰富的植物油脂或者化学油脂。在这类金属工件加工的时候，由于油脂是由脂肪酸和甘油形成的，它能在高温条件下溶于各种有机物质中，形成脂肪酸盐，也就是我们常说的肥皂。这些肥皂自形成便粘附在金属表面，虽然它不能被水清洗干净，但是它却具备清楚油污的能力，因此在这种情况下的金属污物一般都只有此类污物一种。
2.1.3不可皂化性污垢
在目前的金属加工中，常见的加工手段主要是切削、钻削和铣削，但是不管是哪种加工技术和加工方法，它在加工中都需要使用剂、防锈油，这些物质由于本身含有丰富的矿物质油，在高温的影响下容易形成高分子聚合物和烧结污垢。从而造成金属表面出现污垢的现象。
2.2污龄
污龄顾名思义就是金属表面的污垢存在时间的长短。在大多数情况下，金属表面的污垢都是不稳定的，只有经过长期置放，使得表面污垢发生氧化反应或者聚合反应，其才会表现出稳定性。比如在金属加工中产生不饱和脂肪酸，这类污物在干燥的空气中长期置放便会发生风干反应，从而形成难以清洗的污垢。机械加工时所选择的剂由于温度过高产生蒸发，其也会在金属表面新城新生表层，并且与表面发生摩擦化学反应，这种污物的清洗难度更加大，需要采用特定的清洗剂和方法才能清楚。因此对于金属清洗最好是在加工完成之后进行，这样能有效保证清洗效果。
2.3工件材质
工件的材质、形状和体积大小对清洗有很大影响。在金属加工件中应用最广泛的有：铸铁、碳钢、不锈钢等黑色金属和铝、铜、锌及其各自的合金等有色金属。通常，黑色金属能耐碱但不耐酸；铜及其合金可耐普通酸碱，但遇到有强络合性能的物质如醇胺等时容易发生络合反应，出现铜绿现象，使用醇胺碱性清洗剂时要慎重。锌、铝是两性金属，既与酸反应也与强碱反应。清洗锌、铝及其合金的工件，宜在中性或弱碱性环境中进行。
3.合理选择清洗剂
清洗剂是影响清洗效果最重要的因素之一。应根据被清洗工件的材质构造形状、污垢性质和清洁度要求来选择。一种清洗剂不可能适合所有的污垢和金属。
3.1溶剂清洗剂
溶剂清洗剂是指石油烃类、卤代烃以及醇、醚、酯类具有溶解油污能力的有机溶剂。其中氯化溶剂除去油垢效果最为理想，对极性和非极性油性污垢去除能力均很强，其去污能力是溶剂汽油的10倍，不会燃烧。
3.2水基清洗剂
主要由一些碱性较强的无机碱或无机盐如氢氧化钠、碳酸钠、硅酸盐、磷酸盐等构成。清洗时，将加工好的工件直接放入盛有清洗液的槽中，清洗温度80℃至接近沸腾，辅以机械搅动。温度越高，清洗效果越好。其优点是价格便宜，效果不错，广泛应用于黑色金属类五金加工件如铸铁件、碳钢冲压件的清洗。特别适合除去冲压件残留的动、植物油污垢，但不适合矿物油基的油、抛光蜡和防锈油污垢清洗，也不能用于有色金属的清洗。
3.3清洗设备和工艺
清洗工件选择什么方法或几种方法的组合是十分关键的。取决于工件要求的清洁度和清洗速度。设备和工艺一般在机械加工生产工程设计时就预先选定。在实际清洗程序中，可以根据需要调整清洗温度、压力和清洗剂浓度。
3.4清洗与其它生产工序的关系
工件的清洗已成为生产过程中的重要环节。因为污染物的存在会影响工件的后续工艺甚至是后续多道工艺，并使工件达不到预定的性能。清洁度的要求取决于直接的后续工作和后续的后续工作能否顺利进行，预定的特性能否满足。如果后续工艺能够顺利进行，工件特性能满足要求，清洗就是合格的。反之，清洗后产品必须报废，或者工艺必须重复，或者产品性能不能满足客户要求，这样的清洗不论是技术上还是经济上都是不实用的。因此，合理的清洗工艺必须经过实际检验，满足生产要求。
4.结束语
（1）金属清洗是机械加工中的重要过程工序，很大程度上影响生产效率和产品质量。清洗的好坏取决于污染物的种类和污龄、工件的材质和形状、清洗剂、清洗工艺和设备等要素。
（2）了解清洗机理和与清洗相关联的工序要求有利于选择合理的清洗系统并确定合适的工件清洁度。
（3）清洗剂属于无毒害产品，但使用时要注意安全，废液要适当处理，以免影响生态环境。
【参考文献】
[1]阎佳，杨军，王尔茂，赵奇志.油污-油腻性重垢金属清洗剂的研究[J].化工时刊，2009（08）.
[关键词]变形铝合金 熔铸工艺 工艺分析
中图分类号：TG27 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）29-0022-01
引言
铝加工业的发展使铝材的应用更加广泛，尤其是在目前的航空航天工业、轨道交通业、乘用车辆制造业、军工材料及民用产品的开发行业中，铝材应用的市场被开拓发展成为了十分广阔的大市场，因此就对铝材的质量也提出了更高更严的要求。而铝材的熔铸是铝材生产的第一道工序，其目的主要是是为铝材轧制、锻造、挤压生产提供优质锭坯。锭坯的冶金质量的高低，是在后续的工序中再难以进行更改的。因此，控制好锭坯的生产与质量是发挥铝材的潜力的重要前提。要以先进的工艺技术和最低的成本获得高性能、高质量的铝合金铸锭使之满足后续工序及最终成品的需要是现代化铝材应用所追求的。
一、变形铝合金熔铸
铝熔铸是利用电解铝液、返回废料、中间合金为主要入炉原料，经熔化、保温、精炼、铸造成锭，铸锭经锯切、铣面处理成压延车间需要的合格扁锭，或者铸轧/连铸连轧成板带坯。其主要的工艺过程为熔炼、熔体处理、铸造。铝熔铸的这三个主要工序过程是紧密衔接、相互制约、密切配合才能完成熔铸过程。在此过程中，如何发挥设备寿命期内的能力，提高生产力，节能降耗，降低生产成本越来越受到铝加工行业的关注。
二、变形铝合金熔炼
熔炼过程为了使熔体内部成分、温度均匀，需要采用适当的搅拌技术，建议采用电磁搅拌。电磁搅拌的主要优点是：减少炉内各部位熔体的温度差；熔体成分均匀；由于提高了热的传输，能耗下降；炉渣下降。
铝熔体处理一般指对熔体进行合金化、净化与细化。合金化的目的是为了提高强度，此外，还应该考虑改善加工性、抗蚀性、耐磨性、硬度、液态金属的流动性、表面性能以及其他特殊性能等。净化处理或精炼是采取措施使铝熔体中不希望存在的气体与固体物质降到所允许的范围以内，以确保材料的性能符合标准或某些特殊要求。铝熔体的净化处理主要是将氢及氧化铝降到所要求的水平或更低一些。为了获得铸锭均匀细小的最佳晶粒组织，主要途径有控制凝固时的温度制度，细化处理。
三、变形铝合金铸造
铝合金铸造是将经检验合格的铝熔体浇注到带有水冷却设施的结晶器中，使熔体在重力场或外力场的作用下充型、冷却、凝固成铝锭坯的工艺过程。变形铝合金铸造主要有半连续铸造、铸轧、连铸连轧三种铸造工艺。半连续铸造属于静模铸造，铸轧和连铸连轧属于动模铸造。对于变形铝合金铸造来说，作者认为动模铸造是发展的方向，它可以实现液体金属一次加工成材，达到节能、降耗、提高生产效率的目的。动模铸造可分为四类：其一是辊间铸造，液体金属从供流嘴流到一对相向转动的轧辊之间冷凝成形并被压延成板材，典型的辊间铸造是连续铸轧技术；其二是轮间铸造，用带定型槽沟的环形轮和钢带组成结晶器，金属液进入结晶腔内，随铸轮同步运行，在铸轮与钢带分离处，熔体凝结成坯并以与铸轮周边相同的线速度拉出锭坯；其三是带间铸造，结晶器由两条相互平行的履带式类型的钢板模或钢带组成；其四是无接触铸造，气化层铸造以及电磁铸造属此类的铸造方式。对于变形铝合金板带的成型，选用铸轧和连铸连轧的优势明显。
（一）半连续铸造坯锭
目前应用最多的是直接水冷立式半连续铸造机，它可以生产各种铝合金牌号和规格的扁锭以及实心和空心圆铸锭。铸造过程中铝液重量基本压在引锭座上，对结晶器壁的侧压力较小、凝壳与结晶器壁之间的摩擦阻力较小，且比较均匀。牵引力稳定可保持铸造速度稳定，铸锭的冷却均匀且容易控制。其中尤以液压铸造机的应用最为普遍，特别是内导式铸造机的优点更为明显。
（二）铸轧
铝熔体从净化处理装置流出后，进入可以控制液面高度的前箱内。通过前箱底侧的横浇道流入由保温材料制成的供料嘴中，液体金属靠静压力由供料嘴直接进入一对相反方向旋转的铸轧辊中间。铸轧辊使液体金属快速结晶。随着铸轧辊的转动，铝熔体的热量不断通过凝固壳被铸轧辊带走，结晶前沿温度持续下降，结晶面不断向熔体内部推进，当上下两个结晶层增厚并相遇时，即完成铸造过程而进入轧制区，经轧制变形成为铸轧带坯。铝带坯连续铸轧技术代替了通常铸锭热轧工艺生产带坯所需的铸造、锯切、铣面、加热、热轧等全部工序。
（三）连铸连轧
连铸连轧工艺是一种工艺设备紧凑，在连续铸造机后面紧接着配置热连轧轧机组的紧凑生产线，是从液体到板带材一次性完成的连续生产线。显然，连铸连轧不同于连续铸轧，后者是在旋转的铸轧辊中，铝熔体同时完成凝固及轧制变形两个过程。但是两种方法的共同点均是将熔炼、铸造、轧制集中在一条生产线，从而实现从铝液到铝板带坯连续性生产，比常规的间断式生产流程少了多道工序。
在连铸连轧工艺中，铝熔体通过铸造前箱及铸嘴进入运动的双钢带水冷模腔。前箱安放在铸机的进口处，进入前箱铝液的流量大小由流槽上的浮漂式控制器来控制，控制信号大小由铸造速度传感器反馈。铸嘴上开有小孔，在小孔中通入低压惰性气体等，均匀地分布在钢带和铝液之间，起到铝液和钢带间的热传递，使进入钢带口的铝液凝固均匀，不会使钢带间产生急速的热胀冷缩，引起钢带变形，影响铝板带表面的平整度。在钢带的下部安装有钕-铁-硼强磁体支撑辊，产生的强磁力对钢带有极强的吸引力，使钢带限制在铸机规定的范围内运动，铸造出来的铸坯截面是矩形的。
结语
综上所述，在变形铝合金板带材生产的工艺选择上，连铸连轧具有相当明显的优势，对于铝熔铸的工艺配置应该是针对企业对产品定位方面的考虑，单就产能及基本投资而言，从产品产能的灵活性以及生产产品的多样性考虑，首选的应该是普通热轧工艺流程。但是对于刚刚起步或初涉猎铝加工的企业来说，选择成熟的铸轧工艺也不失为一种少投入、快见效、迅速回收成本、产能虽小不会被套牢的工艺。
参考文献
[1] 刁莉萍，梁岩.铝合金熔铸配料工序的工作原则和依据[J].轻合金加工技术，2006，03：11-14.
[2] 吴树文.提高铝合金熔铸质量的技术措施[J].青海科技，2008，03：83-85.
[3] 谢晓会，冀中年，李素娟.变形铝合金熔铸工艺综合分析[J].轻合金加工技术，2013，08：22-25+50.
1、冶金及石油工业，用于冶金工业和金属加工在冶du金工业部门，zhi特别是有色金属的生产过程需要使用硫酸。例如用电解法精炼铜、锌、镉、镍时，电解液就需要使用硫酸，某些贵金属的精炼，也需要硫酸来溶解去夹杂的其他金属。
2、解决人民衣食住行，用于化学纤维的生产为人民所熟悉的粘胶丝，它需要使用硫酸、硫酸锌、硫酸钠的混合液作为粘胶抽丝的凝固浴。
3、巩固国防，某些国家硫酸工业的发展，曾经是和军用炸药的生产紧密连结在一起的。无论军用炸药（发射药、爆炸药）或工业炸药，大都是以硝基化物或硝酸酯为其主要成分。
4、原子能工业及火箭技术，原子反应堆用的核燃料的生产，反应堆用的钛、铝等合金材料的制备，以及用于制造火箭、超声速喷气飞机和人造卫星的材料的钛合金，都和硫酸有直接或间接的关系。
5、土壤改良，在农业生产中，越来越多地采用硫酸改良高pH值的石灰质土壤。过去20年来，尿素-硫酸肥料的产量大幅度提高并在美国西部诸州的土壤中广泛施用。
6、化肥生产，用于肥料的生产硫酸铵（俗称硫铵或肥田粉）和过磷酸钙（俗称过磷酸石灰或普钙）这两种化肥的生产都要消耗大量的硫酸。
7、日常家居用途，世界各地大多数酸性化学通渠用品均含有浓硫酸。这一类的通渠用品就和碱性的通渠用品一样，可以溶解淤塞在渠道里的油污及食物残渣等。
（来源：文章屋网 ）
关键词：含油废水；来源；处理工艺
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
含油废水是一种量大面广的工业废水，它来自钢铁、机械、石油化工和油的运转，产生于石油的开采、加工、运输过程中，也产生于各用环节，随着我国工业的快速发展，含油废水的排放量逐年增加，成分也日趋复杂。其若直接排入水体，因其表层的油膜会阻碍氧气融入水中，从而致使水中缺氧、生物死亡、发出恶臭，严重污染环境。因此，含油废水的处理关系到企业的发展和人们的健康。
2、含油废水的来源
含油废水的主要工业来源之一是石油工业。石油生产、炼制、储运或在使用这种工业产品过程中都会产生含油废水。特别是炼油工业产生大量含油废水，主要来源是油气和油品的冷凝分离水、油气和油品的洗涤水、反应生成水、油槽车洗涤水、炼油设备洗涤排水、地面冲洗水等。加热和冷却期间，有些油料会进入水系统。油料可能从密封不严处、冷凝处或热交换器装置侧引进。用作油脂或油制品直接加热的蒸汽，其回收的冷凝液有很有可能受到污染。
工业区下暴雨后的雨水径流可能受到油料污染，雨水冲洗工业生产设备、人行道、建筑物和周围场地，带走沉积在那里的一些油料。
在运输业中，含油废水多数是油漏失、溢出或清洗产生的，运输油料的游船、驳船和油槽车需要清洗，以防产品可能受到污染，清洗液中常含有油料，如果不加以处理而排出，会带来污染。
含油废水的另一较大来源是金属工业。金属工业中含油废水的的两大来源是钢材制造及金属加工业。在刚才制造业中，钢锭被热轧或冷轧成所需要的形状，来自热轧过程的废水主要含有油和液压油。金属加工业生产成型的金属器件，如活塞及其他的机械零部件，其过程产生的油性废水含研磨油、切削油及油。在许多金属加工过程中也要用油-水乳化液作为冷却剂。
含油废水的第三大来源是食品加工业。在加工处理肉、鱼和家禽时，油脂类物质主要产生于屠宰、清洗及副产品加工等过程中。其中的主要来源是来自脂肪提取工段，特别是湿法（或蒸汽）脂肪的提取过程。肉类加工厂的废水中脂肪含量可达数千毫克每升。
其他工业如纺织工业、橡胶工业也排放含油废水。
3、含油废水处理方法
含油废水的处理一般采用浮选、过滤、絮凝等方法。前两种比较好处理，而乳化油含油界面活性剂和起同样作用的有机物，油分以微米数量级大小的粒子存在，分离难度颇大。以下是近年来在处理含油废水中应用较多的方法与技术。
3.1 盐析法
基本原理是压缩油粒于水面界面处双电层的厚度，使油粒脱稳。单纯盐析法投药量大（1％~5％），聚析的速度慢，沉降分离一般在24h以上，设备占地面积大，而且对由表面活性剂稳定的含油乳化液的处理效果不好。但该法由于操作简单，费用较低，所以使用较多，作为初级处理应用更为广泛。
3.2 絮凝法
常用的无机絮凝剂是铝盐和铁盐，尤其近年出现的无机高分子凝聚剂，如聚硫酸铁和聚氯化铝等，以其用量少、效率高、最优pH值范围比较宽等优点，日益受到人们的关注。虽然无机絮凝剂的处理速度快，装置比盐析法小型化，但药剂较贵，污泥生成量多。目前有机高分子絮凝剂在含油废水的处理方面还可用作其他方法的辅助剂。
3.3 电絮凝除油法
以金属铝或铁作阳极电解处理含油废水的方法，主要适用于机械加工工业中冷却液在化学絮凝后的二级处理。电絮凝具有处理效果好、占地面积小、操作简单、浮渣量相对较少等优点，但是它存在阳极金属消耗量大、需要大量盐类作辅助药剂，耗电量高，运行费用较高等缺点。
3.4 粗粒化法
粗粒化方法除油的效果与表面活性剂的存在和量多少有关。有微量表面活性剂的存在能抑制粗粒化床的效果，因而该法对含有表面活性剂的乳化含油废水的除油会失效。粗粒化法无需外加化学药剂，无二次污染，设备占地面积小，且基建费用较低，前景较好，但出水含量较高，所以常需再进行深度处理。
3.5 吸附法
活性剂是一种优良的吸附剂，它不仅对油有很好的吸附性能，而且能同时有效地吸附水中其他有机物，但吸附容量有限（对油一般为30~80mg/L），且成本高，再生困难，故一般只用于含油废水的深度处理。
3.6 浮选法
空气微泡由非极性分子组成，能与疏水性的油结合在一起，带着油粒一起上浮，所以该法油水分离效率较高，但其主要用于不含表面活性剂的分散油的分离。一般采用加压溶气浮选法。
3.7 膜分离法
近几十年来，膜分离技术发展迅速。在国外，膜技术已广泛应用于含油污水中乳化油、溶解油的去处和脱盐的研究与工业化试验。微滤（MF）和超滤（Fu）技术处理含油废水的特点是：不加药剂，是一种纯物理分离，不产生污泥，对原水油份浓度的变化适应性强，需要压力循环污水，进水需严格处理，膜需定期杀菌清洗。简单的除油机理是乳化油基于油滴尺寸大于膜孔径被膜阻止，而溶解油则是基于膜和溶质分子间的相互作用，膜的亲水性越强，阻止游离油透过的能力越强，水通量越高。含油污水中油的存在状态是选择膜的首要依据，若水体中得油是因有表面活性剂的存在，使油滴乳化成稳定的乳化油和溶解油，油珠之间难以相互粘结，则须采用亲水或亲油的超滤膜分离，为此超滤膜孔径远＜10，而且超细的膜孔有利于破乳或有利于油滴聚结。
4、含油废水的常规典型处理流程
我国的石油化工行业含油废水处理起步较早，工业技术比较成熟，其（老三套）四个典型流程如下：
① 含油废水隔油浮选过滤生物处理水体或灌溉；
② 含油废水浮选浮选或过滤生物处理水体或灌溉；
③ 含油废水隔油浮选浮选或过滤水体或灌溉；
④ 含油废水隔油浮选水体或灌溉。
其中①~③适用于深度加工炼油厂的含油废水处理，而④则适用于浅度加工炼油厂的含油废水处理。
5、含油废水处理的意义
（1）如果含油废水不合理回注和排放，不仅使地面设备不能正常工作，而且会因地层堵塞而带来危害，同时也会造成环境污染，影响油田安全生产。因此，必须合理地处理利用含油废水。另外，随着油田注水的进行带来了两大问题：一是注水的水源问题人们希望得到供水量大而稳定的水源；二是原油含水量不断上升，含油废水量越来越大，废水的排放和处理是个大问题。在生产实践中，人们认识到油田废水回注是合理开发和利用水资源的正确途径。
（2）由于工业的迅速发展和城市人口的增加，生活用水和工业用水量急剧增加，因此不少国家颇感水源不足。解决水源缺乏的办法之一是提高水的循环利用率。油田废水经处理后代替地下水进行回注是循环利用水的一种方式。如果废水处理回注率是100％，即不管原油含水率多高，从油层中采出的水全部回注，那么注水量中只需要补充由于采油造成地层亏空的水量便可。
参考文献：
【1】韩建华.炼油厂含硫碱渣处理工艺【J】.石油化工环境保护，2000，2（8）:34-39.
【2】宫晖等.乌石化炼油厂污泥处理技术现状.石油化工环境保护，2003,26（3）：38-41.
【3】李凡修.含油污泥无害化处理及综合利用的途径.油气田环境保护，1998,8（3）：42-44.
第九届中国有色工业炉窑工程节能减排技术与装备发展论坛出差报告
2020年11月24日-27日，本人参加了第九届中国有色工业炉窑工程节能减排技术与装备发展论坛。该论坛于25日在南昌金陵大酒店召开，26日由协会组织参会人员去贵溪冶炼厂参观。下面将论坛和参观的相关情况汇报如下：
25日上午8点30分论坛开幕，先由中国有色金属工业协会副会长赵家生、中国恩菲工程技术有限公司董事长陆志方、江西铜业集团有限公司副总经理刘方云先后致辞。上午9点至中午12点30分，先后由东北大学、昆明大学、中国有色金属工业协会、中国恩菲工程技术有限公司、江铜集团、铜陵有色公司等十多家公司发表了报告。下午1点30分到晚上19点，冶炼技术、固废处理、耐材应用、金属加工及相关配套分论坛和工业煤制气分论坛，又有二十多名专家进行了报告。
25日的论坛，主要针对铜的冶炼过程中，涉及到铜的冶炼技术、冶炼炉窑、冶炼燃烧原料、炉窑耐火材料以及冶炼烟气排放等多个领域。
与金威铜业有关的内容不多，仅有一个《细晶粒超级锡磷青铜带退火工艺的研究》。由江西铜板带有限公司首席工程师刘羽飞报告。该公司生产的C5191、C5210、C5240等锡磷青铜有些开关复杂、折弯半径小、折弯角度大的端子、深度较大的深冲件及一些在使用过程中需要反复按压的电子器件会出现折弯深冲开裂及按压失效技术 问题。针对以上问题，他们的解决方案：一是在水平连铸时引入电磁铸造技术，起到减少反偏板及细化晶粒的作用；二是采用铸坯预压下再均匀化退火技术，细化开坯后产品晶粒组织；三是调整在制品中间退火工艺，细化在制品晶粒组织；四是调整成品加工率，减少不均匀变形，提升产品弯曲性能。通过引入电磁铸造，在磁场力的作用下，使金属液由无序凝固变成有序凝固，减小反偏析。金相试验表明铸坯晶粒明显减小。通过调整退火温度和退火速度，发现在制品晶粒度也有明显减小。
研究表明通过对锡青铜整个生产工艺流程的优化，在化学成分不变的情况下，成品的延伸率、屈服强度、晶粒组织及抗折弯性能有明显的提高，解决了客户在实际使用过程中出现的折弯橘皮开裂等技术难题。
26日，从南昌乘车前往贵溪市江铜集团贵溪冶炼厂。上午11点到达江西铜业加工事业部铜材公司铸轧分厂，匆匆一行人仅15分钟就参观结束（不给细看）。该铸轧分厂引进美国南线公司的竖炉生产线，在线连铸连轧年产22万吨铜杆（还有一个分厂年产15万吨）。
下午，坐车参观了冶炼厂的控制中心、闪速炉车间、转炉车间、阳极炉车间。由于人员较多，加上冶炼厂限制，参观很快结束。
【关键词】：航空，难加工材料，加工技术，探析
【引言】：航空航天事业一直是各个大国抢占的制高点，也是促进和带动全球经济技术进步的关键。近年来，随着各国在航空航天领域的扩展和实施，航空产品的技术水平和标准不断升级优化，尤其是对各种难加工材料的使用，例如，对金属切削刀具和技术提出了更高的要。难加工材料在很多领域都有非常广泛的应用，由于机械零部件设计在负重减小和体积紧凑上有较高要求，使得很多零部件结构出现形状复杂、结构怪异、型面多样的情况，导致很多高科技新型难加工材料不断涌现，虽然符合机械零部件的高强度、高刚性和高密度以及体积小、重量轻的设计要求，但是给后期的机械制造的可加工性和产品性能带来很大的影响。为了应对这种情况的出现，各国技术研究部门都在探究如何让难加工材料的加工技术得到改进和优化，满足高精尖行业的需求，尤其是在迫切需要此类材料的航空航天业中。
1.航空难加工材料及加工技术关键
航空难加工材料包含钛合金、高温合金、复合材料和超高强度钢等，在航空产品结构中几乎没有普通的工程材料，都是超高强度和高性能的高精尖材料，因此也都是比较难加工的材料。在航空难加工材料中，加工过程中最容易出现的问题为刀具磨损，它直接导致加工成本增加和加工效率降低，另外，加工质量也是目前遇到的较大困难和挑战，影响到产品的使用性能和安全系数。
2.航空难加工材料的具体加工技术分析
2.1钛合金及其加工技术
钛合金的导热系数较低，它的切削温度能够超出切削45号钢的时候大约数百度以上，而且钛合金的弹性模量比较低，加工的时候容易出现变形，导致加工表面出现回弹。另外，钛合金切削和前刀面的接触长度比较短，它的化学活性大，能够和刀具产生较大的亲和力，和大气中的多种元素产生化学反应，从而形成硬且脆的外皮。
钛合金材料的加工刀具材料选择及加工条件选择：如果是低速加工，则可采用高钒高速钢和高钴高速钢；如果是中速加工，则要注意在加工细晶粒硬质合金时，粘结磨损较严重，就不宜使用含钛的刀具，可以使用三氧化二铝的涂层刀具；如果是高速加工，可以选用涂层硬质合金刀具、含钛涂层硬质合金刀具和基体含钛硬质合金刀具。
加工刀具要确保后角较大，最少要大于15°，并且保证前角不能够过大，从而保证前・后角平衡，确保刃口强度的稳定性。在刀具的考虑上，最好选用大螺旋角铣刀。切削液的选择，应该选用含极压添加剂的油基切削液，但是，其中不可以含氯；采用高压喷射冷却液能够使刀具耐用度得到成倍的提高，从而提升加工的质量。
2.2高温合金及其加工技术
高温合金的切削加工特点包含以下几个方面：导热系数非常低，小于45号钢的1/3；高温下强度比较高，在600-900℃下能够保持中碳钢的室温强度；高温合金中含有大量的组织较为致密的固溶体，导致切削时容易出现晶格扭曲，并且扭曲很严重，也容易导致冷却严重的现象；高温合金中含有大量的金属碳化物、氧化物、硼化物和金属间化物这些硬质点。在加工时，高温合金材料的切削力是切削一般钢材的2至3倍，它的切削功耗较大，产生了大量的切削热量，导致切削温度非常高。
高温合金材料的刀具材料及其使用条件如下：拉刀和丝锥等材料的条件为：钴高速钢，速度是10m/min；超细晶粒硬质合金或者涂层硬质合金刀具，使用速度为30-70m/min，此时硬度提升而速度降低；如果是陶瓷材质刀具，如Sialon陶瓷、Si3N4陶瓷，则使用速度要大于200m/min，因为低速条件下刀具磨损会比较严重，所以速度要有较高的标准，且陶瓷刀具主要用在半精加工过程中。
高温合金的加工刀具加工时的技术参数为：车刀前角小于10°，后角保持在15°左右；铣刀的前角保持在10°左右、后角15°左右，螺旋角在30-45°范围内；陶瓷刀具或者CBN刀具要使用负前角。高温合金材料的切削液使用条件为：如果是高速钢刀具则使用水基切削液，并以冷却方式为主，从而避免刀具热塑变形的出现；如果是硬质合金刀具加工，那么最好使用极化切削油，可以达到抑制粘结和扩散磨损的效果；如果是陶瓷或者CBN刀具加工，那么切削液的使用最好严格而谨慎，可先通过工件热软化处理，让材料更容易切削，然后要注意刀具的韧性，避免热疲劳以及激冷裂纹的出现。
2.3高强度钢的切削加工特点和加工技术
高强度钢的切削加工特点包含以下特点：切削力度大，因为高强度钢的强度非常高，能达到1960MPa，并具有一定的韧性和硬度，有非常好的综合机械性能，所以高强度钢的切削力较大。例如，在同等条件下，它的切削力可比45号钢的单位切削力高出1.17-1.49倍；切削温度较高，高强度钢材料的导热系数很低，只是45号钢的60%，因为它的切削功耗比较大，切削温度也就比45号钢高出100℃，使得加工刀具的磨p速度比较快；断削较为困难，高强度钢的韧性和可塑性非常好，因此，切削时不容易折断，导致在切削时经常缠绕在刀具和工件上，影响了切削的进度和效果。
那么，对高强度钢的加工刀具选择上，要遵守以下几点原则：如果是高速钢刀具，则可以选用Al高速钢、涂层高速钢、粉末冶金高速钢或者Co高速钢刀具；如果是硬质合金刀具，则可以选用添加了铌、稀土元素的P类合金或者P类涂层合金、TiC基、Ti（C、N）基合金材料刀具；如果选用CBN刀具，那么要选用低含量且高强度的材质。
加工刀具的基本参数要遵循以下几点要求：刀具刃部强度要比较高，如果是硬质合金刀，其前角要在-2°至-4°范围内；如果是陶瓷刀具或者CBN刀具，则前角要在10°左右；刀尖的圆弧半径在精加工的时候在0.5-0.8mm范围内，在粗加工时在1-2mm范围内。
高强度钢的切削用量技术要求为：切削速度保持在45号钢加工的30%左右，钢强度高则速度要低；高速钢加工速度小于10m/min、硬质合金加工速度30-80m/min、陶瓷和CBN加工速度为高于100-150m/min。高强度钢的断屑技术注意选择合适的断屑台和断屑槽，并根据断屑的目标设定而进行且削用量的优化，可采用振动断屑这些强制断屑技术来提高断屑质量和技术水平。
结语
航空难加工材料是航空产品加工和生产中较为关键的核心的技术攻坚方向，对加工工艺、加工方法及加工刀具的技术提升和优化是重点。难加工材料的切削刀具和加工技术，在刀片基体、几何角度、涂层技术以及难加工材料的加工方法上都应该不断突破和创新，根据不同难加工材料性能选择不同的刀具和加工条件及参数，提高航空产品的性能，确保航空事业的发展。
【参考文献】：
[1]杨金发，张军. 航空难加工材料加工技术研究[J]. 金属加工（冷加工），2012，21：11-13.
[2]谷雨，良辰. 航空难加工材料加工技术[J]. 航空制造技术，2016，03：34-35.
关键词：故障诊断；神经网络；挤压机
1 引言
金属挤压加工是利用金属塑性压力成形的一种重要方法，其重要特点是将金属锭坯一次性完成成管、棒、型材的加工，这是其他任何方法无法相比的。挤压机是挤压加工生产线中的关键设备，决定着挤压车间的生产品种和能力。因此，对挤压机的故障诊断和及时排除故障对保证产品质量和生产进度显得尤为重要。即使是经验丰富的工人诊断设备的运行状态也无法与一套完整的设备状态监控系统的判断精度相比。一旦判断失误就会造成重大损失。为了提高挤压机可靠性、经济性，降低生产成本，提高设备的利用率，通过设备的状态监测与故障诊断技术，实现设备的“状态维修”就成为现代设备管理和维护的必然需要。
根据文献检索和现场事故调查结果， 发现挤压机发生故障的主要原因有以下几种情况：
（1） 现有的装置可靠性和系统保护功能差，对诱发事故发生的初期状态无有效的预测、预报措施。为了预防事故的发生， 挤压机采取定期检修的方法。计划检修的缺点是灵活性差，到检修时间挤压机没有故障，检修就会造成浪费；没有到检修期间挤压机却发生了故障，造成了停机或设备的损坏，损失更大。
（2） 大型挤压机结构复杂， 涉及到机、电、液等多个专业， 对设备维护管理人员的技术水平有较高的要求， 一般工作人员不易判断故障原因。
（3）对挤压机的故障诊断机理和方法缺乏系统的研究， 有效实用的故障诊断措施较少。
因此， 对挤压机进行工况监测与故障诊断，可及时发现故障的早期征兆， 防患于未然。变定期维修或故障维修为预防维修， 提高设备维修管理水平， 特别是利用远程智能故障诊断系统， 可使一般人员也能完成复杂的故障诊断。挤压机的实时监测、保护和故障诊断是金属加工领域的重要课题之一。
为了解决以上问题，提出了一种基于bp神经网络模型的挤压机故障诊断系统。
2 bp神经网络模型
bp算法的基本思想：信号的正向传播与误差的反向传播组成了bp网络的学习过程，这一过程则通过正向传播和方向传播中各层权值的不断调整得以实现。目前采用bp算法的多层感知器的神经网络应用广泛，其中以具有3层感知器的单隐层网络为主。3层感知器包括输入层、隐层和输出层。其中输入层节点为故障征兆，输出层节点为故障原因。故障现象及结论组成训练学习的样本空间，通过训练学习已知样本层，确定网络结构，分析故障征兆，得出故障原因。神经网络系统具备高度非线性映射能力，是一个并行和分布式的网络信息处理结构。
3 挤压机故障诊断
输出结果与目标结果是一样的，验证了该网络的可行性及实用性。
参考文献
[1]魏军.金属挤压机[m]化学工业出版社，2006
关键词： C19400合金； 纯铁片； 铜铁中间合金； 铁相富集
中图分类号： TG 339文献标志码： 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
引线框架作为集成电路的关键载体，起到支撑芯片、连接外部电路和散热的作用.铜合金引线框架材料因其高传导性、良好的加工性能、良好的电镀锻焊性能以及必要的强度特点，备受市场青睐.随着电子工业的迅猛发展，铜合金引线框架材料也取得了飞速发展.目前，国内只有中铝洛铜、中铝华中和宁波兴业等少数企业能够大批量生产引线框架铜带，高档引线框架铜带主要依靠进口.表1为美国标准引线框架材料C19400的合金成分.
熔铸过程中，Fe元素在产品中的分布是否均匀，将直接影响产品的性能.C19400合金含Fe量较高，Fe的质量分数为2.1%～2.6%，而Cu的熔点为1 083 ℃，Fe的熔点为1 535 ℃.直接加入铁片，生产过程控制难度大，结渣和烧损量大，成分控制困难，Fe在Cu中不易熔化且不易分布均匀.相比而言，采用CuFe中间合金，由于二次重熔，熔点变低，更有利于Fe在Cu中的熔化和均匀分布，可减少铸锭中Fe相富集，最大程度地保证C19400合金加工材各项性能的优化和稳定.在C19400合金试验过程中，采用过添加纯Fe片和CuFe中间合金配置合金中的Fe成分，在质量、成本和其他因素的影响下，对其进行研究，以便指导企业后续批量生产.
1试验方法
1.1试验方案
试验中Fe元素的添加通过两种方案进行，分别为添加纯Fe片和CuFe中间合金.每根铸锭计重10 t，原料添加方案分两种.
上海有色金属第37卷
第1期吴昊：引线框架材料铁元素添加工艺研究
方案1：添加CuFe合金+旧料（含19400、19200、10200，3个牌号，19400占旧料50%）
方案2：添加纯Fe片+旧料（含19200、10200两个牌号）
1.2试验过程
在2#框架炉组试验，试用纯Fe片配置C19400合金中的Fe元素.试验过程主要针对金相组织、性能指标、生产成本、客户适用性和熔铸工艺参数5个方面进行研究.
2结果与讨论
2.1金相组织
2.2性能指标
表2为成品性能的检测数据.通过对比分析可知，同种状态下，产品的平均硬度波动不大，相反，添加纯Fe片较添加CuFe合金生产的C19400合金的各种状态产品导电率略高2个点.
关于C19400合金的强化机制，普遍认为是析出强化[1-2]，但是关于C19400合金强化析出物的研究结果相差较大.有研究认为是Fe与P形成Fe3P化合物，并起到析出强化作用[3]；有研究认为是通过析出Fe2P起到强化作用[1]；还有研究认为析出的强化相主要是单质Fe[4].
2.3生产成本
CuFe中间合金含Fe量一般控制在10%左右，比纯Fe片使用量大.生产C19400合金（不加旧料的情况下）1 t，需CuFe合金230 kg左右；而使用纯Fe片仅需23 kg，CuFe合金原料使用成本大大高于纯Fe片.每生产1 t C19400合金铸锭，添加纯Fe片可降低成本315元.
2.4客户适用性
方案实施以后，C19400合金成品（大部分为添加纯Fe片生产）发货总量1 052 t，对23份投诉、33项质量问题进行分类统计发现：其投诉的主要问题为表面质量、尺寸公差、成分不合格以及管理等四大类，其中表面问题占60%以上，而关于产品性能的问题未接到一份投诉.
2.5熔铸工艺技术
从工艺技术角度分析，添加合格的CuFe合金较为方便，成分易于调整，并且成分分布易均匀.使用纯Fe片直接加入，容易在加入后成球状，不易分散，Fe的成分均匀化困难，不利于质量的稳定和生产过程的控制.从生产操作和纯技术角度分析，在中间合金质量受控的前提下，使用CuFe合金生产引线框架材料更容易控制.
而使用纯Fe片替代CuFe合金生产C19400合金铸锭的重点在熔铸工序，难点是铁片的熔化控制，主要涉及的是温度参数.试验收集了2012年7月至2013年1月熔铸生产的铸造温度进行对比分析，运用Mintab数据分析工具，分4部分对铸造温度进行分析，见表3.从表3中看出，熔铸生产的铸造温度、工序能力在逐步提高，温度极差逐步缩小，平均温度也较稳定.
生产中不仅要考虑Fe较难熔化到Cu液中和Fe的分布均匀性，还要考虑加料的顺序和P的添加.其原因是P与Fe、P与Cu反应的放热不一样，等原子比的P与Fe的反应放热为-39.5 kJ/mol，而P与Cu的反应放热为-17.05 kJ/mol，前者反应放热大，更易发生，Fe会将Cu3P的P置换出来生成更稳定的Fe3P[3].在生产实际过程中，先加CuP中间合金脱氧，并且P与Cu先生成Cu3P，再加入CuFe中间合金，Fe把Cu3P中的Cu置换出来，这样就可以形成均匀稳定的Fe3P.否则先加CuFe中间合金，在熔体中的氧会使Fe氧化成Fe的氧化物，而且P再与Fe结合成Fe的P化物就可能很困难，最后导致PFe化合物分布的不均匀.
而加入P的主要目的是脱氧和防止氢脆.如果熔炼时P的加入量过高，多余的P将与Fe结合形成Fe3P或Fe2P化合物，并以粗大颗粒析出.Fe3P及Fe2P相硬度较高，对合金有一定的强化作用.但是Fe3P与Fe2P相的大量析出，使得后续时效过程中起主要强化作用的αFe弥散相数量减少，反而使材料强度降低，从表1可以得到证实.另外，P的加入，会对产品的导电、导热性能产生不利影响.因此，在C19400合金熔炼过程中，P的添加量在满足脱氧和防止合金氢脆的前提下，应取下限.
3结论
（1） 从工艺技术分析，使用合格的CuFe中间合金，添加方便，成分易于调整，成分分布均匀；而使用纯Fe片直接加入，容易在加入后成球状，不易分散，Fe的成分均匀化困难，不利于质量稳定和生产过程控制.
（2） 从金相组织分析，纯Fe片与CuFe中间合金生产的C19400合金铸锭金相组织均存在不同程度Fe相偏析和富集，都存在少量夹杂和气孔缺陷.
（3） 从原料生产成本控制分析，使用纯Fe片的成本明显低于CuFe中间合金，故企业在不影响产品质量和性能的前提下，采取纯Fe片添加的方式批量生产更加符合实际.
参考文献：
[1]赵谢群.引线框架铜合金材料研究及开发进展[J].稀有金属，2003，27（6）：777-781.
[2]王涛，王碧文.IC铜合金引线框架材料[J].有色金属加工，2002，31（2）：9-17.
[3]马莒生，黄福祥，黄乐，等.铜基引线框架材料的研究与发展[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]《有色金属及其热处理》编写组.有色金属及其热处理[M].北京：国防工业出版社，1981.
[6]赵东梅，董企铭，刘平，等.高强高导铜合金合金化机理[J].中国有色金属学报，2001，11（S2）：21.
[7]谢水生，李彦利，朱琳.电子工业用引线框架铜合金及组织的研究[J].稀有金属，2003，27（6）：769.
[8]刘平，顾海澄，曹兴国.铜基集成电路引线框架材料的发展概况[J].材料开发与应用，1998，13（3）：37.
[9]陈兴章，方守谊.高端铜材发展诌议[J].上海有色金属，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]李智诚，薛剑锋，朱中平.电子元器件新型有色金属材料的生产和应用[M].南京：江苏科技出版社，1991.
[12]袁振宇，董企铭，刘平，等.时效对CuFeP合金显微硬度及导电率的影响[J].热加工工艺，2002，3：33.
[13]《重有色金属加工手册》编写组.重有色金属加工手册（第一分册）[M].北京：冶金工业出版社，1979.
关键词：金属材料；加工；振动应用
1.振动加工的概述
1.1 振动加工的原理
振动器和振动电源是振动加工的核心技术，其技术是施加一定频率、方向和振幅在被加工材料或加工刀具上，进行瞬间、往复和间断的断续接触加工，与连续接触传统加工相对应。振动加工的系统可以制成加工中心式、机床附件式和专业机床式。
1.2 振动加工应用的优点
振动加工的应用可以降低被加工材料的变形阻力，进而使加工能耗得到降低，改善金属产品加工的质量。具体体现在以下主要几个方面：
（1）振动加工用于难加工材料的优点
对高强度材料，如钛合金、高钢筋的加工、不锈钢和高温合金等，进行振动攻丝，可以节省特殊丝锥的费用。对粘性材料，如铝、钢炮等的加工，进行振动铰孔，可以降低粗糙度，使由积屑瘤引起的表面深沟划痕得以消除。
（2）振动加工用于难加工结构的优点
对弱刚度结构，如细长杆、薄壁筒等的加工，进行振动车削，可以降低切削力，使加工变形显著得以降低。对难达到的结构，如曲面、死角和阶梯面等的加工，进行振动研抛，可以提高精度，进而提高研抛的效率。
（3）振动加工用于难加工表面完整性
振动去毛刺，可以将节流棱边和流量孔的毛刺去除，使雾化或流量的稳定性得以保证。振动挤压强化，可以将镀层内部和表面的缺陷消除，使表面压应力得以实现，进而使疲劳和气密性的寿命得到提高。振动去内部应力、振动少无应力切削，可以将内部和表面应力消除，使精度得到持久的保持。
2.金属材料加工中的振动应用
2.1 振动拉伸在金属材料加工中的应用
振动拉伸是最早在金属材料加工中得到应用的，低频振动拉伸和超声振动拉伸是振动拉伸的两大类型。由我国陈元平发明的超声波拉丝装置，其特征在于，包括具有拉丝孔的拉丝模头、依次连接的换能器、变幅杆和工具头，所述换能器与超声波驱动电源相连，所述拉丝模头通过连接件安装于工具头上。其在金属材料加工中，具有提高拔丝速度、降低拉伸力、提高线材表面质量和成品率、增加断压面压缩率、节约拔丝模和减少拉伸时粘结拉伸和断线的现象的特点。由此可见，振动拉伸具有降低变形抗力，在改善产品的加工质量和提高材料加工特性方面具有很大的优势。同时还具有简化工艺、减少退火次数、提高生产率、降低工件和模具之间的摩擦和节省剂的功能。
2.2 振动切削在金属材料加工中的应用
上世纪六十年代，振动切削加工作为一种先进的制造技术发展起来了，振动切削是一种新型的非传统的特种切削加工方法，它是给刀具（或工件）以适当的方向、一定的频率和振幅的振动，以改善其切削功效的脉冲切削方法。按振动频率可分为超声振动切削（15kHz～35ktz）和低频振动切削（20 Hz～150 Hz）。其经过多年在金属材料加工中的应用表明，相比普通切削，振动切削具有降低切削温度和切削力、加工精度高、表面粗糙度小、刀具使用寿命长、切削液使用效果好和提高已加工表面的耐腐蚀性及耐磨性等优点。目前，超精密加工和精密加工已成为振动切削加工重要发展方向，振动切削可以提高切削质量，不仅超声振动切削能达到优异的工艺效果，同时低频振动切削也能达到类似的工艺效果。由于低频振动切削比超声振动切削更易实现，技术难度较小，因此具有更大的实用价值。
2.3 振动剪切在金属材料加工中的应用
上世纪八十年代，开始了振动剪切的实验，由谢正礼研究发明的一种能够将金属板材剪切出各种复杂形状的振动剪切机，其原理是在机体内装有主轴，主轴外设有偏心装置，通过球型连杆，并经滑块调节装置与上剪切刀联接，在与上剪切刀对应的位置上固定有下剪切刀，通过上、下剪切刀的相对移动，将金属板材剪切出各种复杂形状。其在金属加工中的应用表明在振动剪切中，剪切力被振动集中在刀刃局部很小的范围内，减小了材料的受力范围，使材料原始晶体的结构较稳定。刀具在振动剪切过程中的振动使实际切削的速度得到了提高，有利于塑性金属处于脆性状态，进而使塑性变形得到了减小。
2.4 振动轧制在金属材料加工中的应用
金属材料在加工中最主要的方式就是轧制。传统的轧制靠的是轧件和轧辊在轧辊转动时之间产生的摩擦力咬入轧件， 轧件形状和尺寸的改变是通过施加静压在轧辊上实现的。因此能源消耗大、静压大、驱动力矩和驱动力大成为了传统静态轧制的特点。振动的应用实现了低能耗，低轧制力的高效轧制工艺。由北科大研究发明的一种半固态金属材料连轧工艺，其特征在于，电磁搅拌或电磁与振动复合搅拌获得的组织均匀、晶粒细小的金属半固态浆料经过浆料导流管直接沿垂直方向，从轧机上部输送至第一架轧机入口处，并通过导卫装置进入轧制变形区，半固态浆料经第一架轧机轧制变形后，边冷却边进入下面机架继续轧制变形，轧机布置成垂直段、扇形段、水平段三段，浆料通过多机架进行连续轧制。其在金属材料加工中的应用实现了稳定控制半固态金属连续轧制，扩大产品加工的尺寸范围和品种，并且生产成本低，设备结构简单，维修操作方便。由此可见，变形实现的方式不同是传统静态轧制和振动轧制之间的最大区别。在振动轧制中轧辊既施加静压在材料上，使材料的变形区也受到振动的作用，进而较大的改变了材料的变形抗力，使轧制能力得到提高。
3.结束语
振动在金属材料加工的应用，可以降低被加工材料的变形阻力，进而使加工能耗得到降低，改善金属产品加工的质量。同时，振动加工对加工材料适用范围的扩大、能源和材料的节约开辟了一条新的道路，也使那些难成型、高强度和高硬度材料的加工工艺得到了更新和提高。可见，对金属材料加工中的振动应用进行科学合理的分析研究至关重要。
参考文献：
[1]闻邦椿.“振动利用工程”学科近期的发展[J].振动工程学报，2007（05）.
[2]张楠，侯晓林，闻邦椿.超声振动特性在磨削加工系统中的应用[J].工具技术，2008（11）.
[3]韩清凯，郝建山，闻邦椿.金属材料加工中的振动利用问题[J].中国机械工程2001（05）.
关键词： 小孔；钻孔；钳工
中图分类号：TH161 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）05-0042-02
0引言
“车工怕车杆，铣工怕铣扁，钳工怕打眼”这句俗语在机械冷加工行业广为流传，不论是从前的普通车床、铣床还是现在数控加工中心，细长轴类零件和薄壁类零件由于切削力导致变形的问题长久以来一直困扰着机床的操作者，而细小孔零件的加工则是钳工需要面临的一个难题。所谓小孔是指直径在3mm以下的孔，有的孔虽然直径大于此值，但其深度为直径十倍以上，加工困难，也按照小孔的特点来进行加工。小孔加工是孔的加工中的一项重要组成部分，这部分工作几乎全部由钳工以手动自由进给的方式来完成。
1小孔加工存在的问题
①由于钻头直径小，所以钻头强度不够，再加上小尺寸麻花钻的螺旋槽较窄，不易排屑，造成钻孔时钻头极易折断。②由于钻头直径小，钻孔时的钻头转速相对应就会很高，这必然在工作时增加了钻头与待加工面、已加工面之间的摩擦，从而产生大量的热量，加之切削液不易从窄小螺旋槽内供入，使得热量得不到及时的发散，升高了钻削区域的温度，加剧了钻头的磨损，甚至会使钻头发生退火，从而丧失切削性能。③钻孔时，由于钻头直径小，要求进给力不能过大，一般都采用手动进给，但手动进给会导致进给力不均匀，稍不注意就会损伤钻头。④钻头过细，导致钻头的刚性差，容易弯曲。特别是当钻头的直径小于1mm，待加工表面较为粗糙时，当钻尖横刃碰到突出高点或者过硬的质点，钻头极易偏离原定的钻孔位置，如图1所示。
2小孔加工方法及注意事项
2.1 钻小孔时切削速度的选取：由于一般钻床的精度不是很高，当转速太快时容易产生振动，对钻孔不利。通常钻头直径在2～3mm时，转速可达1500～2000转/分，钻头直径在1mm以下时，转速可达2000～3000转/分，如果钻床精度很高，则上述大小直径的钻头其转速可以在3000～4000转/分以上。
2.2 开始钻孔时，由于钻头横刃无法在光滑表面定心，再加上钻头直径小，钻头容易发生弯曲和滑移，如图2所示，所以一定要减轻钻孔时的进给压力，以保证钻孔开始时的正确位置。如果条件允许可以先采用刚性较好的中心钻、先钻相同直径的引导孔，后用钻头钻孔，如图3所示。
2.3 在钻孔进给时，要注意手动进给的力量和感觉，当钻头在跳动时，应该给其一个缓冲的空间，以防止钻头折断。但当钻削极小孔时（孔径小于1mm），由于钻头进给力过小，不易直接感觉到，这时可在进给手柄上安装一个小重锤，依靠其重量达到进给。
2.4 在钻孔过程中，必须注意及时提起钻头进行排屑，并按照其加工材料选用充足的冷却液。在实际生产中，小孔加工切削转速都会很高，实际加工时间又很短，在空气中就可以达到冷却的目的，有时可不用冷却液。
2.5 小孔粗糙度问题：凡属于小孔范围的零件，为了获得类似一般大孔的某种配合精度，并不是单纯依靠其配合精度来保证的，这时小孔的表面粗糙度也是决定配合的主要条件之一。在一般情况下，为了获得与大孔同样的配合要求，往往小孔的表面粗糙度要优于大孔1～2个等级，这是小孔加工的一大特点。
2.6 当钻孔深度超过钻头的有效长度而又是通孔时，如果工件形状允许，可采取两边钻孔的方法，如图4所示。按要求先在工件的一面钻孔，深度为总深的一半，再将一块平行垫铁装压在钻床工作台上，在上面精钻一个能与导向销大端为静配合的孔，把导向销压入孔中，导向销的小端要能进入工件的已钻孔，但不可有明显的间隙，然后将工件插装在导向销和垫板上面，压紧后将孔钻通，即可保证两面钻孔的同心度。
2.7 当使用很细的麻花钻头时，其钻心直径就会更小，极易折断。在这种情况下，可以自制小扁钻头，如图5所示，由于小扁钻头是圆柱形，又没有螺旋槽，因此，比相同直径的麻花钻强度要大，不易折断。小钻头用钢丝或者小麻花钻柄制成，顶角2Φ=110～120°，前角γ=0°，后角α=15～20°，直径越小后角越小，此外还要修磨出倒锥和副后角，以减小摩擦。制成之后将小钻头用酒精灯加热，油内冷却，而获得其硬度。
对小孔的要求不同，其加工方法也不一样，在满足以上方法和注意事项的前基础上，可根据具体情况确定钻孔工艺方案。
参考文献：
[1]艾冬梅.小孔加工技术发展现状[J].机械工程师，2000.（1）.
[2]杨杰.钳工钻孔加工分析[J].考试周刊，2011.（28）.
[3]王国华.孔加工小窍门[J].金属加工：冷加工，2008.（12）.
关键词：不锈钢；攻丝；技巧
中图分类号：F40 文献标识码：A
1不锈钢的切削特性
1.1加工硬化倾向大，高温强度高
由于不锈钢的塑性变形大，切削时晶格产生严重的错位使其强化，在切削热和应力作用下，使得组织发生金相转变，导致加工表面的强化、硬化，剪切滑移区的切应力增加，使总的切削力增加，从而使刀具磨损加剧。
1.2导热率低
由于不锈钢材料的导热率低使切屑带走的热量少，切削点的温度高，刀具寿命短。
1.3塑性高，切屑不易卷曲与折断
由于塑性高，韧性大，切削时切屑不易弯曲与折断，也不易排出，且易粘刀，影响已加工的表面品质，并且使刀具磨损加快。
1.4线胀系数大
不锈钢在精加工时注意热膨胀与热变形对零件尺寸的形位精度的影响。
2不锈钢攻丝的加工技巧
2.1丝锥类型的合理选择
2.1.1丝锥工具材料的选择。
目前用于制造丝锥的材料有高速钢和硬质合金等材料，硬质合金丝锥虽然具有硬度、耐磨性、耐热性与抗氧化性等优点，但由于攻丝加工过程是在相对封闭的恶劣环境下进行的，进而要求刀具材料要有一定的韧性和耐冲击性，综合考虑，选择含钴或铝超硬高速钢做不锈钢攻丝的丝锥是保证攻丝质量的前提。
采用高速钢材料为基体以保证丝锥的韧性，并在丝锥表面进行TiN涂层以增加丝锥的耐磨性，使用TiN涂层丝锥可有效减小切削扭矩，并使丝锥表面与不锈钢材料之间的摩擦力下降，TiN涂层还能有效抑制丝锥与不锈钢的亲和作用，明显阻止不锈钢和丝锥的粘接，防止不锈钢与丝锥之间熔焊，延长丝锥寿命。
新型丝锥在材料表面注入Co离子，高速钢表面组织和Co离子发生化合反应，形成金属化合物和弥散金属硬质相，该涂层没有TiN涂层的明显界面，所以硬质层与高速钢有极强的结合强度，提升丝锥表面的耐磨性，抗冲击性和耐腐蚀性。
2.1.2丝锥结构的选用。
不锈钢攻丝过程对丝锥的磨损严重，普通丝锥使用寿命短，在生产过程中为保证螺纹质量，需要频繁更换新丝锥，生产成本与效益不能得到很好控制。笔者通过对更换下来的磨损丝锥进行观察，发现丝锥磨损位置都位于丝锥切削部分前几个牙型处。对此现象进行分析，总结为丝锥在切削时真正处于工作状态的只有切削部分前端牙型，丝锥切削部分其他的螺牙没有起到应有的作用。因而为提高丝锥整体的利用率，尽量减少丝锥切削部分单齿切削厚度是解决问题的关键。
针对问题关键点，进行不锈钢攻丝时应选取成组丝锥，这样就可将切削量分解到单个丝锥上。并可对原来的丝锥切削部分进行修磨，采用大切削长度，延长切削部分的长度，减少校准部分的长度，校准部分一般只用保留4～5扣螺纹长度即可，大切削长度可使更多的切削液流到丝锥切削部分周围，延长丝锥的使用寿命。
丝锥槽数主要影响丝锥容屑断屑、切屑刃数量和长度、丝锥强度等。攻不锈钢材料最好选用三槽丝锥，三槽丝锥在强度保证的前提下，有效减少攻丝扭矩。丝锥容屑槽采用螺旋结构相对于直槽更有利于断屑的排出，更好控制切屑流动方向。
不锈钢攻丝过程，丝锥的前角、后角与倒锥也应进行修磨。一般丝锥的前角γp=10°～15°之间，由于攻不锈钢丝时切削力大，为减少丝锥的磨损速度，丝锥前角在工具磨上进行刃磨，刃磨前角取γp=15°～20°之间。为降低后刀面与已加工面的摩擦力，应该增大后角，但如果后角过大，丝锥切削刃强度就会不足，容易在攻丝过程出现断齿现象，因此，攻不锈钢丝锥的后角应适度比校准丝锥的αp=6°～8°大些，一般取αp=8°～12°。为进一步减少攻不锈钢时的摩擦力，还可对将丝锥的校准部分磨成倒锥，倒锥量为0.01～0.03mm，即丝锥大径与中径向丝锥尾端逐渐缩小。
2.2攻丝过程控制
2.2.1螺纹底孔直径的选取
由于不锈钢的弹性和塑性变形都比普通碳素钢大，不锈钢攻丝的螺纹底孔比标准底孔直径相比应该稍微加大。这样既可以改善丝锥切削状况，又可以延长丝锥使用寿命。当螺纹的螺距小于1mm时，螺纹底孔直径=螺纹的公称直径-螺距；当螺纹的螺距大于1mm时，螺纹底孔直径=螺纹的公称直径-1.1×1.1螺距。
2.2.2不锈钢攻丝的速度
不锈钢攻丝时的速度不宜过高，攻丝过程要注意勤退刀反转，根据经验机用丝锥攻不锈钢时的切削速度为（2～7）m/min。当螺距大于2mm时，切削速度应取较小值。
2.2.3冷却液的选取
不锈钢攻丝用的切削液既要有冷却的效果，又要保证对切削处进行，抑制不锈钢对丝锥的粘结作用。攻不锈钢螺纹时，通常采用硫化油再添加CC1415%～20%，或白铅油和机械油及煤油稀释氯化石蜡等。若是少量的机修件时，在不具备上述液的条件下，可以采用菜籽油进行不锈钢攻丝。
为了方便进行攻丝时丝锥的入孔，螺纹底孔的倒角要采用深且小角度的结构；为避免丝锥在启动过程折断，就要保证攻丝的主轴要与螺纹底孔保持垂直。这些不锈钢攻丝的细节都是在生产中不断的摸索总结出来的。
结语
以上是笔者在实际生产中对不锈钢攻丝的经验总结，概括起来不锈钢攻丝的解决方案应从攻丝工具和攻丝工艺这两个方向入手。针对不锈钢的切削特性，对工具和工艺这两个因素不断进行探索与调整，才能找到最合适的平衡点，提高不锈钢攻丝的生产效率和产品质量。
参考文献
