时间:2023-05-30 10:29:20
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篇钢材加工,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。
承揽方:____________
签订地点:
签订时间: 年 月 日
一、品名或项目、规格型号、数量、单价、金额、交货期限
定作物品 价款或酬金 交货数量及交货期限
规格型号计量单位数 量
名或项目 单价总金额合计
二、定作方带料
·服装加工合同 ·钢筋加工合同 ·加工贸易合同 ·进料加工合同
材料名称规格型号计量单位数 量质 量提供日期消耗定额单 价总金额
三、质量要求、技术标准
四、承揽方对质量负责的条件及期限
五、技术资料、图纸提供办法及保密要求
六、验收标准、方法和期限
七、包装要求及费用负担
八、交(提)货方式及地点
九、交付定金预付款数额及时间
十、结算方式及期限
十一、违约责任
十二、如需提供担保,另立合同担保书,作为本合同附件
十三、解决合同纠纷的方式:执行本合同发生争议,由当事人双方协商解决。协商不成,可向人民法院起诉
十四、双方协商的其它条款
定作方 承揽方
单位名称(章) 单位名称(章)
单位地址: 单位地址:
法定代表人: 法定代表人:
Yang Xiquan
(AVIC Shenyang Aircraft Industry (Group) Co.,Ltd.,Shenyang 110034,China;Shenyang Aviation Vocational Technical College,Shenyang 110034,China)
摘要: 奥氏体不锈钢材料在加工中容易出现加工硬化,容易形成积屑瘤,采用试验分析方法,确定最佳刀具几何角度、材料、切削液等车削加工参数。通过对比分析,取得了合理的工艺参数,保证了良好的加工质量和效率。
Abstract: In the processing process, the austenitic stainless steel materials are prone to hardening, and are easy to form a BUE. We can use the experimental analysis to determine the lathing processing parameters, such as optimum tool geometry, material, lathing fluid and so on. Through comparative analysis, the reasonable parameters are achieved to ensure good processing quality and efficiency.
关键词: 奥氏体不锈钢 车削加工 刀具 几何角度 切削用量 切削液
Key words: austenitic stainless steel;lathing;tool;geometry;cutting data;lathing fluid
中图分类号:TG51 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)20-0038-01
1奥氏体不锈钢的加工特性
奥氏体不锈钢的相对可加工性为0.3-0.5,其难加工性主要表现在:
1.1 一般钢材切削时,随着切削过程的进行,切削温度的升高使其强度与硬度会明显降低,切削层可以很容易的形成为切屑,而奥氏体不锈钢在700℃时其机械性能仍然没有显著的降低,并在表面形成加工硬化层,对后续加工造成很大困难,所以在切削过程中呈现出切削力大,切削质量不好,刀具易磨损等现象。
1.2 奥氏体不锈钢塑性和韧性高,其延伸率、断面收缩率和冲击值都较高,1Crl8Ni9Ti奥氏体不锈钢的延伸率是40%,是40#钢的210%~237%,是45#钢的250%~280%,是20Cr、40Cr钢的400%~500%,所以切屑不易切离、卷曲和折断,切屑变形所消耗的功能增多,在刀具前刀面上容易形成积屑瘤,由于积屑瘤的大小不固定,形状不规则,对加工精度以及表面粗糙度有很大的影响。
1.3 由于奥氏体不锈钢在切削过程中切屑不易切离和折断,切屑持续在前刀面上进行摩擦,所以在切削过程中会形成大量的切削热,这不仅会影响工件的加工质量和机械性能,而且还会降低刀具寿命,而奥氏体不锈钢的导热率低(约为普通钢的1/2~1/3),散热差,由切屑带走的热量少。大部分的热量被刀具吸收,致使刀具的温度升高,硬度降低,降低刀具寿命。并且在切削过程中高温高压和适当的切削速度也会加剧积屑瘤的形成,对加工质量造成影响。
1.4 奥氏体不锈钢中存在较多的碳化钛(TiC)颗粒,硬度相对于我们选择的工件硬度高,这种颗粒在奥氏体不锈钢工件中,会增大对于刀具的冲击,加剧刀具的磨损。另外,碳化物的熔点低,容易附着在刀面上,为积屑瘤的形成提供了资源,影响表面加工质量。
2刀具材料的选择
按照奥氏体不锈钢来正确选用刀具材料是保证高效率加工不锈钢的决定因素。针对不锈钢综合性能良好,切削热不易传散,刀具磨损大的加工特性,所选择的刀具材料应具备足够的强度、韧性、高硬度、红硬性、高化学稳定性和高耐磨性。常用的刀具材料有硬质合金和高速钢、陶瓷、超硬材料四大类,形状复杂的刀具主要采用高速钢。由于高速钢切削不锈钢时的切削速度不能太高,就影响了加工效率。对于结构上较为简单的车刀,刀具材料应当选用强度高、导热性好的硬质合金,因其硬度、耐磨性等性能要均优于高速钢,只有这样才能从根本上去提高奥氏体不锈钢的加工效率。
3刀具角度的选择
各个刀具角度在机械加工中均起到非常重要的作用,刀具角度的变化,可使加工质量、加工效率得到明显的提高。由于奥氏体不锈钢材料具有塑性大,导热系数小和加工硬化严重等特点,刀具几何角度的选择,就显得非常重要。
3.1 前角前角的大小直接影响着切屑与刀具之间的摩擦,也影响着切削热的大小,当粗车奥氏体不锈钢工件时,前角可选择-10°至-20°,精车奥氏体不锈钢工件时,前角可选择15°至25°左右。
3.2 后角后角的大小直接影响着工件过渡表面与刀具后刀面之间的摩擦,由于经常以后刀面的磨损量作为刀具寿命衡量的标准,所以后角应适量减小。但是过大的减小后角,会相对的减小楔角,会影响刀具的强度。所以在试验中发现,粗加工时,后角可选择6°至8°,精加工时可选择8°至10°。
3.3 刃倾角刃倾角的大小直接影响着刀尖的强度,一般在加工时选择-15°至0°。
3.4 其他刀具参数在断屑槽的选用时,对于不锈钢这种塑性金属,经常选用全圆弧形断屑槽,从而达到更为有效的断屑卷屑的效果。另外若果条件允许,可以使用可转位车刀进行加工,可以避免传统焊接车刀在焊接硬质合金刀片所产生的裂纹,物理性能下降等问题。
4切削用量的选择
切削用量中切削速度、进给量、背吃刀量的选择,同样会影响到加工质量、工作效率和刀具寿命。所以在切削中选择合适的切削用量对于奥氏体不锈钢的加工质量、效率都会有显著的提高。在金属切削原理中提到切削用量对于切削效果的影响,最大的是切削速度,之后是进给量,最后是背吃刀量。所以背吃刀量值可以根据机床的刚度去进行选择。当使用硬质合金焊接车刀去进行车削,粗车时切削速度可选择10至13m/min,进给量可选择0.25至0.36mm/r,背吃刀量可适当选择5至8mm;精车时切削速度可选择40至50m/min,进给量可选择0.12至0.18mm/r,背吃刀量可适当选择2至4mm;当使用硬质合金可转位车刀进行车削时,切削用量可选择与上述切削用量相同的数值,由于可转为车刀避免了传统焊接车刀在焊接时物理性能下降的问题,所以刀具角度中的前角可以相应的选择大些,这样可以减小摩擦热和刀具与切屑之间的摩擦,增大刀具寿命。
5切削液的选择
在机械加工中经常使用的切削液包括油溶性切削液和水溶性切削液两种,油溶性切削液在方面有着较大的优势,而水溶性切削液在冷却方面比较突出。相对于奥氏体不锈钢热传导率较低、塑性变形较大、容易出现积屑瘤的加工特性,为了在加工时减小切削热、切削变形和积屑瘤的形成,所以在切削液的选用上主要目的以为主要目的,所以选择油溶性切削液作为首选。选用含有S,Cl等极压添加剂的乳化液、硫化油、煤油、四氯化碳和油酸等合成的油溶性切削液。对于硬质合金可转位车刀进行加工时,切削液的供给要及时并且充分,在切削液喷洒的同时,最好使用喷雾冷却、高压冷却等冷却方式,降低切削区域的切削温度。
新型加工方法,如水刀加工、激光加工同样适用于奥氏体不锈钢的加工,加工工程中,要根据不同工件选用合理的工艺参数与工艺装备,奥氏体不锈钢的加工质量和加工效率都会有显著的提高。
参考文献:
[1]陆剑中,孙佳宁.金属切削原理与刀具[M].北京:机械工业出版社,2005.
[关键词]钢材流通钢材市场物流钢铁物流园供应链
一、中国钢材流通发展的现状
随着我国工业化、城市化的发展,钢铁生产和消费都实现了跨越式的增长,钢铁生产和钢铁消费都已跃居世界第一,近几年,钢材流通业出现了以下特点:
1.全国形成了颇具规模的钢材批发市场
钢材批发市场是随着钢材市场化改革的推进,在一些水路、铁路、公路等交通便利的地方自发形成或由地方政府主导开办的,成为专门从事销售钢材的钢材流通企业的聚集地,每年通过招商企业的流进流出,客观上形成了中小钢材流通企业产生和发展的“孵化器”。
2.从事钢材流通的企业无论规模还是数量迅速增长
资料表明从事钢材流通的企业达到20万家,培育了一批初具规模的流通企业,比如浙江物产金属材料有限公司钢铁实物量和销售额分别从2001年239万吨、71.24亿元增长到2005年562万吨、252亿元,年均增长59%和88%。
3.钢厂开始涉足钢材终端销售,通过流通企业销售的钢材比例有所下降
为应对国外企业的竞争,国内众多钢厂开始采取新型流通方式,建立自身的钢材营销体系,如宝钢建立了区域性钢材专营体系和加工配送中心,为大客户开展直供;多家钢厂着力发展重点商的同时,自建营销网络。
4.钢材加工配送有较快发展
钢材在形成最终产品的价值链中属于原材料,95%以上的钢材必须经过延伸加工才能被使用到最终产品上,受传统影响,过去钢材延伸加工大多由生产厂家采取一家一户分散完成,钢材加工配送的理念首先是由外资企业引入的。近几年钢材加工配送得到了较大的发展,包括宝钢、鞍钢在内的一些钢铁企业也以钢材加工配中心全国布局来构建销售网络,但总体讲尚处于起步阶段。
5.国外流通企业进入我国已有500多家
国外钢材经销企业凭借资金、技术和管理优势,进入中国市场,例如澳大利亚BHP集团利用中国众多小型经销商布网,发展了200多家彩涂板直接用户。外资的进入,在增强钢材流通领域内竞争强度的同时,也极大地促进了钢材流通业的快速发展。
二、中国钢材流通面临的问题
1.钢材专业市场发展滞后,不能适应钢材流通的发展需求
钢材专业市场的发展客观上推动了我国钢材流通的发展,培育了一批流通企业,但也存在一些问题主要表现在:
(1)钢材专业市场一般在交通发达的城市郊区,随着城市化发展,昔日的郊区已经变为闹市,交通拥挤,污染严重,面临搬迁改造。
(2)钢材市场之间竞争多,合作少,条块分割,业务类同,如浙江杭州市余杭区良渚镇运河村运河两岸比邻而建的钢材市场有梁山码头钢材市场、三里洋钢材市场、浙江物产物流杭州物流基地,三个市场地理位置优越,但由于利益主体不同,难以整合。
(3)钢材专业市场规模偏小,不能承担物流节点的功能。物流节点的功能一般由物流中心承担,由于物流中心积聚了大量的社会物资,可以更好地整合社会资源,实行共同配送。目前,钢材专业市场普遍规模偏小,不足以形成强大的规模效益,辐射力不强。
(4)钢材专业市场运营模式落后,交易成本高。钢材专业市场在交易方式上主要采用现货交易模式,电子商务、信息技术落后;在服务功能上,主要发挥市场交易、钢材装卸、中转储存功能,运输、配送等由入住的流通企业选择运输企业完成,各自为阵,难以整合物流资源,形成规模效应,也使市场内部作业缺乏计划性,交通流量极不均匀,堵塞严重,难以提供高质量的服务。
2.钢材流通中间环节多,流通渠道不畅
我国钢铁流通普遍存在二级经销商为主,流通渠道过长,流通成本过高,从而人为地提升了钢材的终端客户们的用料成本。
3.钢材流通企业面临的问题
(1)经营理念落后,经销体系复杂。受传统计划经济的影响,钢材流通企业经营理念都是资源导向的,不是客户导向的,主要表现在重视抓资源,轻视市场销售网络和客户服务能力的建立,缺乏稳定的客户群体。钢铁流通普遍存在二级经销商为主、直接用户比例偏低、且二级经销商分散、效率低下。
(2)业务模式落后。在美国、欧洲、日本等钢铁生产和钢铁消费大国,钢材流通已经改变了传统贸易为主的模式,转向了以供应链管理、物流、加工增值等服务为业务重点的模式,普遍实现了经营的规模化、网络化、社会化、信息化。如美国最大的金属加工配送企业瑞森公司年销售额为22亿美元,在全美国各州、加拿大、墨西哥和亚洲等地都有加工网点,计达80余个;德国的蒂森克虏伯曼内克斯在全球拥有180个联合公司,在60个国家设有600个点,集中于工业上的供应和过程服务;英国的斯坦科(Stemcor)公司在全球建立网络进行钢材、钢铁原材料的实物贸易,还为钢铁生产和流通行业提供物流、金融等增值服务,2004年斯坦科实现钢铁实物销售量1450余万吨,收入27.78亿英镑,毛利1.09亿英镑,毛利率为3.94%。
而我国钢铁流通业仍以传统贸易模式为主,随行就市,快进快出,搏取差价;流通企业普遍缺乏客户资信管理能力、加工配送增值服务能力、客户消费需求分析能力和小批量辛苦配送意识,企业之间同质竞争,最后只能比价格。
(3)钢材流通企业市场集中度低,规模效应差。一是流通企业分散,全国流通企业约有20多万家,行业前5名的经营总量仅占全国钢材消费总量的4%,前100名经营总量也仅占全国消费总量的15%;二是流通业近几年虽然经营总量以年13%速度增长,但与钢厂快速增长的销售规模相比,通过流通业销售的比例已经从1996年的90%下降到2005年的60%左右,批发业的市场空间正逐步被挤压;三是盈利能力普遍较差,经营规模前三位的流通企业销售利润率均在1%左右。
(4)钢材加工配送中心面临的问题。目前,钢材加工配送的理念虽然基本被社会接受,但国内钢材加工配送的盈利能力确并不乐观,早在20世纪90年代初美国瑞森就进入中国,和宝钢合资成立上海宝森钢材加工配送中心,但经营困难,后撤资。造成这种后果,首先是由于当时国际通行的钢材深加工的理念没有被社会接受,没有市场,另一方面由于中国物流等交易成本过高,钢材加工配送没有成本优势。虽然现在有一定的改善,但国内流通企业钢材加工配送中利润很大一块还是来自贸易,而国外一些企业在中国建立钢材加工配送中心很多不是以盈利为目标,而以钢材销售为中心的,如日本三井物产。当然,盈利能力低也和从事业务有关系,国内钢材加工配送中心主要从事钢材流通加工、来料加工、寄存等业务,技术含量低,进入壁垒低,易造成过度竞争。
三、钢材流通对策
1.发展共同配送、金融、电子商务等新型服务功能,改造、提升钢材批发市场
合理选材
为满足匀胶辊的使用要求,笔者先后分析了多种型号不锈钢材料的耐腐蚀性能和机械加工性能,最终将目标瞄准了304不锈钢材料和316L不锈钢材料。下面,笔者将对这两种不锈钢材料进行综合分析,以最终确定不锈钢匀胶辊的选材。
1.耐腐蚀性能
通过查看304不锈钢材料和316L不锈钢材料的化学成分,笔者了解到二者最主要的区别是后者含有钼元素。众所周知,在不锈钢材料中加入钼元素能显著提高不锈钢材料的热强度和蠕变强度,从而进一步提升抗点蚀及晶间腐蚀的能力。
此外,考虑到304不锈钢材料和316L不锈钢材料对氯离子都比较敏感,由于前者的抗氧化性能低于后者,因此在氯离子含量较高的环境下大多采用316L不锈钢材料。而不锈钢匀胶辊主要应用于氯离子含量较高的生产现场(胶黏剂、油墨等物质中均含有氯离子)。可见,使用316L不锈钢材料能使匀胶辊拥有较高的耐腐蚀性能。
2.机械性能
通过对304不锈钢材料和316L不锈钢材料的力学性能进行测试,前者的强度要高于后者,而从机械加工性能上来看,二者的切削加工性能相差不大,但相比之下,316L不锈钢材料的切削加工性能更强。
3.固溶处理结果分析
固溶处理是使碳化物充分溶解并在常温状态下保留在奥氏体中,从而获取单相奥氏体组织,使材料具备更高的耐腐蚀性能和机械加工性能。固溶处理的加热温度较高,一般在1080~1200℃之间,根据材料中含碳量的高低作适当调整。
3 0 4不锈钢材料固溶处理后的金相组织为奥氏体型。在1100℃高温下固溶处理后,其抗拉强度σb≥530MPa,条件屈服强度σ0.2≥215MPa,断裂伸长率δ5≥35%,硬度≤230HV 。
316L不锈钢材料经高温固溶处理后具有良好的蠕变强度、冷变形和焊接性能,其抗拉强度σb≥550MPa,条件屈服强度σ0.2≥235MPa,断裂伸长率δ5≥35%,硬度≤240HV 。
由此可见,360L不锈钢材料具有更佳的机械加工性能,因此我们结合用户的使用条件,最终选用其作为不锈钢匀胶辊的加工原料。
合理选择切削刀具和参数
不锈钢材料具有韧性大、热强度高、导热系数低、切削时塑性变形大、切削热多、散热困难等特点,极易造成切削刀具刀尖处切削温度高、切屑粘在刀刃口产生积瘤等问题,这不仅会加剧刀具的磨损,还会影响加工零件表面的粗糙度。不锈钢匀胶辊属于典型的轴类零件,与其他零件相比,要求更高的加工精度和工艺条件。因此,合理选择切削刀具和参数,对提高不锈钢匀胶辊加工质量至关重要。
1.切削刀具的选用
(1)材料的选用
根据不锈钢材料的切削特点,刀具材料应具备足够的强度、韧性、硬度和耐磨性,且应与不锈钢材料的黏附性小。
常用的刀具材料有硬质合金和高速钢两种。使用高速钢刀具切削不锈钢材料时,切削速度不能过高。由于高速钢的硬度和耐磨性均低于硬质合金,因此切削结构较为简单的工件时,应选用强度高、导热性好的硬质合金。常用的硬质合金材料有:钨钴类(YG3、YG6、YG8、YG3X、YG6X),钨类、钴类、钛类(YT30、YT15、YT14、YT5),通用类(YW1、YW2)。
YG类硬质合金的韧性和导热性较好,不易与切屑黏结,由其制成的刀具适用于不锈钢的粗加工;YW类硬质合金的硬度、耐磨性、耐热性、抗氧化性以及韧性都较好,由其制成的刀具多用于不锈钢的精加工;YT类硬质合金中的钛元素与不锈钢中的钛元素会产生亲合作用,切削过程中易使硬质合金中的钛元素流失,加剧刀具的磨损。
通过与刀具专家进行认真沟通,同时结合我公司不锈钢材料的特性,笔者认为选用YG类硬质合金的刀具较为适宜。
(2)刀具几何参数的确定
刀具切削部位的几何角度对于不锈钢材料切削加工的生产效率、刀具耐用度、零件被加工表面质量、切削力以及加工硬化等都会产生很大影响,选择合适的刀具几何参数是保证加工质量、加工效率,降低加工成本的基本要求。
刀具前角的大小决定刀刃的锋利与强度,增大前角可以减小切削变形,从而减小切削力和切削功率,降低切削温度,提高刀具的耐用度。但过多增大前角会使楔角减小,降低刀刃强度,容易造成崩刃,使刀具耐用度下降。因此,在不降低刀具强度的条件下,适当加大前角即可,一般刀具前角为12°~20°。
合理设置刀具后角的大小可以减小后刀面与切削表面的摩擦。由于不锈钢材料的弹性和塑性均大于普通碳素钢材料,切削不锈钢材料时,刀具后角要比切削普通碳钢材料时稍大一些。如果后角过大,楔角会减小,散热条件会恶化,刀具刃口容易变钝,从而增大切削力和切削温度,进而加剧刀具磨损,直接影响刀具的耐用度;如果后角过小,切断表面与后角的接触面积会增大,摩擦产生的高温区会集中于后角,使得刀具磨损加剧,同时还会增大加工零件的表面粗糙度。可以说,后角过大或过小都易使刀具磨损加剧,影响其使用寿命。经过生产实践,笔者推荐刀具后角应为6°~10°。
2.切削参数的确定
当切削深度和进给量不变时,减小切削主偏角可使散热条件得到改善,并减缓刀具的损坏程度,使刀具切入、切出更加平稳。切削主偏角的具体减少量还应根据车床、零件、刀具系统的刚性和切削用量来确定。但切削主偏角减小,刀具的径向力增大,切削时容易发生震动,影响切削精度。因此,切削主偏角一般为45°~90°。
刃倾角可控制切屑流向,当刃倾角为负值时,刀尖强度较高,耐冲击性能较强,可避免刀尖发生崩裂,且可使刀具切入、切出更加平稳,切屑流向加工表面;当刃倾角为正值时,刀尖强度较低,刀具首先接触加工工件,极易发生损坏,切屑流向待加工表面。但在对工件精加工时,刃倾角要取正值,一般为0°~20°,这样切屑便不会划伤已加工表面。
确定刀具的切削角度之后,再选定合理的切削用量。在确定切削用量时应考虑以下因素:所选用的不锈钢材料及各类毛坯材料的硬度等;刀具材料、焊接质量要求和车刀的刃磨条件;加工零件的直径、加工余量和车床精度等。
值得注意的是,为了防止积瘤和鳞刺的产生,在采用硬质合金刀具进行加工时,切削用量应比切削一般碳素钢类工件稍低些,切削速度不宜过高(一般为50~80m/min);切削深度不宜过小,为避免切削刀具的刀刃和刀尖划过加工零件的硬化层,切削深度应为0.4~4.0mm;进给量的大小会对断屑和排屑造成一定影响,过大或过小都易拉伤、擦伤加工零件表面,因此进给量一般为0.1~0.5mm/r。
加工工艺
图1为我公司不锈钢匀胶辊的加工示意图,为达到设计要求,除了对加工刀具及工艺参数有较高要求之外,对加工工艺的要求同样重要。
首先,将不锈钢材料放在1100℃高温下进行固溶处理,保证不锈钢材料的机械加工性能和强度。对固溶处理之后的不锈钢材料进行校直,保证加工零件的径向跳动误差小于±0.15mm,之后再进行粗加工,同时保证加工零件的表面粗糙度在Ra1.6左右,磨床留量为0.30mm。加工其他尺寸要求时,如果对轴头有公差要求,应留出0.15mm的磨量。
其次,对加工零件进行表面磨削时,应保证加工零件的跳动误差控制在±0.05mm内。使用粗砂轮进项加工,去掉多余的加工量,留量在0.10mm之内,使用再修砂轮进行精磨,每次的进给量为0.01mm,保证零件的同轴度误差在±0.02mm以内,同时保证加工零件的表面粗糙度为Ra0.6左右,留量在0.03mm时,检验加工零件以保证其除了辊身之外的尺寸在公差范围内。
在这种情况下,专业化物流逐渐成为近年来我国钢铁行业发展的必然趋势。以宝钢、武钢、首钢等为代表的大型钢铁集团纷纷建设自己的钢材加工配送中心或物流基地,其目的在于延伸钢厂产品链,增加产品的附加值,建立稳定的销售渠道,形成自身完整的供应链体系。同时,包括仓储加工企业和钢材交易市场等在内的贸易商也呈现向钢材加工配送中心转型的趋势,以期突破简单的仓储和相对简陋的加工设备,提供高附加值的物流服务。国能集团就是其中的佼佼者。
辽宁国能集团(控股)股份有限公司(以下简称国能集团)是中国第一家以钢铁现代物流为主业的上市公司。2005年,国能集团调整经营战略,引进了第三方物流的经营理念,逐渐向钢铁物流企业转型。目前,国能集团将钢铁超市和钢铁加工配送作为主要业务,并将传统钢铁贸易与互联网技术相结合,建立了全国第一个通过B2B模式进行钢铁贸易的专业电子商务网站和电子商务交易平台系统,打破时间和地域限制,实现钢铁不间断交易。更重要的是,国能集团在全国组建了多家连锁经营的加工配送中心,集采购、配组、分装、储存、调运和信息处理于一体,将网上交易和钢铁配送紧密结合在一起,形成了覆盖全国的网络销售服务体系,通过对各大加工配送中心之间、各个专业加工厂之间、以及各个钢铁连锁超市之间的资源进行合理调配,提高运输效率,旨在帮助钢铁企业提高市场运营效率,降低交易成本。
打造中国e化钢铁沃尔玛
2006年,国能集团被百科实业集团收购,根据新的愿景,集团计划通过建立e化(电子商务化)的钢铁加工中心与超市贸易平台,成为“中国钢铁物流领域中的沃尔玛”。其中,以电子商务平台为基础,包括钢铁物流配送、大型钢铁加工中心和钢铁超市三大核心业务。
e化钢铁物流的盈利模式是:通过钢铁物流加工配送中心发展钢材超市,以直营连锁和加盟连锁的形式实现钢材超市的快速异地复制,抢占钢材贸易市场份额。在获取高市场份额后,一方面通过e化钢铁交易平台的统一采购优势,取得钢厂供应批量采购的优惠政策;另一方面通过掌控的大量钢材获得市场的定价权,加大钢材买进和卖出的利差,获取高额利润。
重新进行战略定位后的国能集团以1000万吨钢材加工配送规模为目标,力争尽快完善钢材加工配送中心和钢材超市全国渠道电子商务网络体系,提升百科电子商务信息化水平,逐步发展成集采购、配组、分装、储存、调运、加工和信息服务于一体的现代化钢铁物流企业。为此,国能集团采取了三步走的发展策略。首先,围绕沈阳钢铁物流加工配送中心,建立发展东北三省区域的钢铁超市、发展各地终端代表处,积累运作中心的管理经验;其次,通过建立华北地区钢铁物流加工配送中心,建立健全华北的超市网络,分解固化沈阳中心的成功要素,通过强化加工中心的辐射力,进一步完善华北地区的网络布局,拓展战略合作渠道;第三步,快速推进异地复制,形成遍布全国的战略发展布局,采取建立直营和合资/合作的加工中心与钢铁超市并重的手段,建立起遍布全国的钢材加工、销售、配送网络,面向各类用户提供钢材贸易一站式服务。
整体布局
从现代钢铁物流的发展趋势来看,物流企业需要向顾客提供更多的增值服务,运用先进的信息技术实施电子商务战略,对整个物流和配送体系实行统一的信息管理和调度,按照用户订货要求,在加工配送中心进行钢材配货、剪切、冲压、成型和结构件焊接等加工服务,并将配好的货物送交客户。这种先进的、优化的配送方式对公司提高服务质量、降低物流成本、优化库存配置,从而提高经济效益及社会效益具有重要意义。为此,国能集团对几块业务问的职能关系进行了清晰的划分。
首先,在电子商务战略的支撑下,加工配送中心可以提供一系列的服务,除了传统的储存、运输、包装、流通加工等服务外,可以在外延上扩展到市场调查与预测、采购及订单处理,向下延伸至配送咨询、配送方案的选择与规划、库存控制策略建议、货款回收与结算、教育培训等增值服务。
其次,加工配送中心成为企业物流的重要节点。电子商务战略是希望通过对资金流、物流、信息流的整合,从而有效提高工作效率和服务水平,也成为企业重要的竞争力。而加工配送中心显然是实现钢铁物流的重要场所,根据总体战略的特点,企业很多订单都需要在加工配送中心进行加工和配送。如果加工配送中心不能按订单及时地进行加工配送,电子商务也无法成功实施。
第三,加工能力、配送能力是加工配送中心的核心价值。如果加工能力、配送能力不能满足客户的需求,则会使得资金流、物流、信息流无法成功整合,从而不能成功实施电子商务战略。
第四,加工配送中心提供的增值服务成为电子商务重要的业务内容。加工配送中心可以提供多种加工服务,这丰富了电子商务的业务种类和交易内容。国能集团在实施加工配送中心战略之后,可以进行钢材剪切、冲压、成型和结构件焊接加工等服务。这些既是电子商务重要的内容,也可以为企业创造利润。但是,如果加工配送中心的力NT能力不能满足客户的需求,则会使得电子商务的服务水平下降,引来客户的不满,从而使得电子商务不能成功实施。
在物流规划过程中,国能集团将钢铁加工配送中心作为整个系统的中枢,并在合理配送半径之内设置专业加工厂和钢铁连锁超市。按照国能集团的计划,到2010年,集团要在沈阳、秦皇岛、天津、郑州、上海、武汉、广州等地建立9大钢材加工配送中心、60个加工厂、300家钢材超市,钢材加工配送能力将达到1000万吨规模,销售收入达到1000亿元。其中,加工中心和钢材超市的网点规划是国能集团战略实现的第一步。
在物流线路规划方面,国能集团利用电子商务平台平衡整个物流系统的运输及配组的能力,为运输车辆规划好路线和时间,以及配货的时间、地点、数量等。将所有的运输线路进行统一规划,按照地理位置、送货频次进行分类,形成一个个_的环形路线,并调度指令,使车辆、人工、场地、设备按指令开展工作。这种做法不仅大大减少了总体运输路程,实现对运输车辆、燃料及人力等成本的节省,而且还消除了低载或空载的现象,使整个系统的运输效率
得到提高。比如,沈阳的钢铁加工中心在完成抚顺客户的产品加工以及部分部件的配货后,运输到抚顺;然后将从抚顺特钢厂购买的特钢运送到营口船板专业加工厂;再将营口船板专业加工厂的废料运输到鞍钢或本钢;最后将从鞍钢或本钢购买的钢材运回沈阳的钢铁加工配送中心。
加工配送中心的特点
国能集团钢铁加工配送中心主要为中小型生产企业及经销商提供各种钢材的加工、配送、运输等服务,具体定位在用信息化提升传统产业,为客户提供供应链一体化增值服务。即:以电子商务交易平台系统为依托,以汽车、造船、装备制造和家电企业为服务对象,以钢材剪切、冲压、成型和结构件焊接加工为目标市场,开展钢铁流通行业的钢铁加工和物流配送业务,实现钢铁物流产业的集约化发展。
加工配送中心需要进行区域合理布局。国能集团认为,加工配送中心建设的关键是健全网络,规模不一定都要很大,可以根据市场分布设置主附。比如,沈阳就计划在城市的东南、西南和东北方向各建立1个加工中心,分别面向京津唐地区、大连和东北三省的市场。同时,每个加工中心的加工品种也不尽相同,主要是根据当地市场的需求情况而定。
在加工配送中心的周围,还需要建设大量的钢材连锁超市,以形成相互支撑的网络体系。具体表现在以下两个方面:
第一,多个超市围绕一个加工配送中心共享仓库资源的布局实现了集中库存的管理战略。依此战略,可以实现三点规模效应:节省固定库存成本;降低库存水平;减少采购成本。采购成本由固定成本(一次订单发生费用×订货次数)和变化成本(单位产品采购价格×采购量)组成。集中库存与分散库存相比,减少了订货次数,从而降低了固定采购成本;同时可以以更大的批量订货,或是在钢厂价格较低时批量采购,获得价格折扣,从而减少变化采购成本。
第二,连锁超市为加工、配送业务吸引了客户资源。超市面对的生产企业是加工业务的主要客户,他们所需的产品一般都要经过深加工,因此连锁超市可以成为加工配送中心的收益来源渠道。而加工配送中心又可以为超市客户提供增值服务,类似于沃尔玛的“一站式”服务理念,以钢铁采购、加工、配送的一条龙服务的便捷性作为吸引客户、拓展市场的砝码。
反之,加工配送中心的存储、加工和配送能力也制约着超市的运作效率和服务水平,从而进一步影响超市的业务扩展和信誉问题;而超市的销售规模会直接影响着加工配送中心的运营成本,如加工设备闲置问题、库存水平问题等;超市所提供的市场信息的准确性、及时性也关系着加工配送中心补货策略制定的合理性。
用信息化提升传统行业
国能集团十分重视信息化建设,提出了“用信息化提升传统产业,为客户提供供应链一体化增值服务”的经营宗旨。2000年,国能集团创建东北第一家以B2B模式进行钢铁贸易的专业电子商务网站和电子商务交易平台系统,实现了“钢铁在网上奔腾”的梦想;2002年。国能集团获得辽宁省政府高新技术企业和软件企业资格认证以及国家ICP经营许可证;2003年,国能集团牵手中国工商银行,“钢铁网络超市”在线支付业务正式开通,成为钢铁流通行业全国第一家拥有此项功能的企业;2004年,国能“电子商务平台”被国家发改委列为2004年国债专项,并获得贴息贷款的政策支持。在几年的发展中,国能集团先后开发了一系列钢铁流通行业软件应用系统,如“百科ERP-CRM系统”、“百科钢铁电子商务交易平台”、“百科钢铁进销存管理系统”、“百科票据打印管理系统”、“百科钢铁商务管理系统”,以及监控全国网点的电子商务大屏幕。
对于企业发展而言,使用信息系统一方面可以降低成本,同时还可以利用数据挖掘等先进的IT技术,实现商务智能,有效地为管理决策提供数据支持。目前,国能集团的财务系统已投入使用,库存管理系统、MRP生产加工系统(粗加工)、生产计划系统(排产)、物流系统(配送、运输)、知识决策系统(统计分析生产、库存、销售量,为决策层提供数据)以及客户关系管理系统均在开发过程中。
经过几年的快速发展,国能集团现已成为以电子商务和钢铁物流加工配送为主导产业的大型企业,年销售收入达17亿元。按照集团发展现代化钢铁物流和钢铁深加工配送产业的思路,e化的钢铁物流将具备以下功能特点:
1.钢铁的集散中转功能。连接各种运输方式,衔接干线运输和支线运输,对通过各种运输方式到达的货物进行分拣、储存、集中、向外发运,起到钢铁中转中心的作用。
2.电子商务的支持功能。利用巨大的仓储资源,专业的加工配送服务,对客户提供B2B或B2C电子商务服务。
1、钢材质量控制
1.1 进场检验批的划分
《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205―2001 4.2.1条规定:进场验收的检验批原则上应与各分项工程检验批一致,也可以根据工程规模及进料实际情况划分检验批。钢材生产厂家需提供每批钢材质量证明书。
1.2 进场钢材的验收
在钢材进场,施工单位向现场监理单位申请验收,现场监理人员只对钢材的质量证明书复查,若质量证明书齐全,即合格。根据工作实际,只对质量证明书核对,不能确保钢材质量。现场监理单位在收到施工单位的报验申请后,审查报验的钢材材质和规格是否符合设计图纸要求。
1.2.1 对钢材质量证明书进行复核
质量证明书应为原件或加盖经销商印章的复印件。对照质量证明书,现场查看钢材实物上的产品标示,实物上的产品标示的炉号及产品编号应与质量证明书一致。
1.2.2 对钢材外观和截面尺寸进行检及复检
钢材外观不能有严重锈蚀,即:当钢材的表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时,其深度不得大于该钢材厚度负允许偏差值的1/2钢材端边或断口处不应有分层、夹渣等缺陷。截面尺寸的检查:对照钢材标准对截面尺寸进行检查,截面尺寸偏差必须符合标准要求。
根据要求根据有关规范《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205―2001的要求,对钢材的化学性能复检、力学性能复检,必须要求现场监理人员对取样过程进行见证。复检结果合格方可进行加工。
2、钢结构加工质量控制
2.1 详图分解控制
在加工前,施工单位应对施工蓝图进行1:1放样分解,经审核无误方可进行1:1放样下料。技术人员必须做加工技术交底。
2.2 加工质量控制
1)机械剪切下料时应考虑加工硬化区,硬化区材料力学性能有所变化,即抗拉强度提高,延伸率及冲击韧度降低,材料脆性增加,为此硬化区必须刨去;气割下料时,应考虑切割损耗(割口尺寸),一般为4~6mm。
2)孔加工方式应严格按照图纸及施工组织设计要求,图纸要求采用机械加工时,禁止采用气割加工,确保加工质量;孔距偏差应符合设计图纸及《钢结构工程施工质量验收规范》,同时应考虑安装时的累计误差;地脚螺栓孔加工,条件允许时可先对现场预埋进行实地测量,参考实际测量结果,加工地脚螺栓孔。
3、焊接质量控制
3.1 焊接材料的质量控制
根据设计要求选择焊材,焊材(包括:焊条、焊丝、焊接气体、焊剂等)进场,施工单位向现场监理单位申请验收,现场监理单位应从以下内容进行审查。焊接材料外观检查及性能复验应符合有关标准要求。
3.2 焊接工艺过程控制
现场监理单位应认真审查设计图纸和施工单位上报的施工组织设计(包括焊接方法、焊接材料及工艺)。一般情况下,所选择的焊接材料必须与焊接母材和焊接工艺参数相匹配。同时对施工现场进行实地考察:现场施工设备是否符合设计图纸、施工组织措施和规范要求。
3.2.1 焊接要求
焊材存放及烘焙焊条、焊丝及焊剂应存放在干燥、通风良好的地方,由专人保管;焊条、焊剂及药芯焊丝在使用前,必须按产品说明书及有关工艺文件规定进行烘干。
焊接人员必须持证上岗,所持上岗证的焊接方法及类型、施焊范围与实际施工相一致,同时证书必须按规定时间进行复验(一般情况下,每2年复验一次,复验由发证部门进行);焊接前施焊人员必须详细查看图纸和焊接工艺,对焊接设备进行检查;施焊人员对上道工序进行检查,如材料规格、坡口类型及尺寸、材料变形情况等,发现问题及时反映并停止施焊。焊接施工后,进行自检,合格后,焊接人员应对所焊接的焊缝进行标示(如打钢印),以便焊缝具有可追溯性。
3.2.2 焊缝检验
1)焊缝外观检查
焊缝的焊波应均匀,焊道与焊道、焊道与母材间过渡平滑,飞溅残留物和药皮必须清理干净,焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。一、二级焊缝不得有表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤等缺陷;且一级焊缝不得有咬边、未焊满、根部收缩等缺陷。焊缝观感要求:外形均匀、成型较好,一般情况下,角焊缝截面应为等腰直角三角形,其焊角高应符合设计图纸要求,未要求时,为不小于焊缝处母材的最小厚度。焊角高度偏差:当hf≤6mm时,0~1.5mm;当hf>6mm时,0~3mm。为使构件具有可追溯性,要求对构件作焊工标示。
2)焊缝探伤检验
根据设计图纸及《钢结构工程施工质量验收规范》要求对焊接构件根据一级焊缝100%探伤检验,二级焊缝20%探伤检验。除此,下列情况须进行探伤检查:①外观检查发现裂纹时,应对该批中同类焊缝进行100%的探伤;②外观检查怀疑有裂纹时,应对怀疑部位进行探伤;③设计图纸要求进行探伤的焊缝。
4、防腐质量控制
4.1 原材料或构件检验
原材料或构件检验合格,外观符合标准要求,即表面不能有裂纹和严重锈蚀等缺陷。
4.2 构件或原材料除锈
构件表面除锈方法及等级符合设计图纸或规范要求,如Sa2级,即工业喷射除锈,除去构件表面松动的氧化皮,疏松的铁锈和其他污物,焊接飞溅物及焊渣必须清理干净。Sa2.5级,即接近出白级喷射除锈。金属表面清除到仅有轻微的点状或条纹痕迹的程度,并用干燥的压缩空气或其他工具清理表面,表面呈银灰色。
4.3 涂漆施工
油漆的型号、名称、颜色及有效期应与质量证明书、合格证相符,不应存在结皮、结块、凝胶等现象。涂漆前,现场监理人员必须对构件除锈进行检查,符合要求后,方可进行下道工序施工。涂漆时应注意施工温度,漆膜应充分干燥;应保证每遍涂漆之间的时间间隔,必须自然干燥7d后方可使用,在风沙、雨、雾、雪天不得在室外施工。
在进行涂漆施工时,每涂一遍,都应进行质量检查。如发现涂层有针孔、气泡、流淌、漏涂等缺陷和损伤,在下一遍涂漆之前,必须采取补救措施,并应符合以下规定:漆膜出现漏涂、针孔等缺陷,应直接复涂一遍;出现气泡、流淌等问题,应将这部分涂层铲除,再重新进行涂刷。涂漆遍数、漆膜厚度应符合设计及规范要求,涂漆后,构件表面不应有误涂、漏涂,涂层不应有脱皮和反锈等;涂层应均匀,无明显皱皮、流坠、针眼和气泡。漆膜总厚度不应小于0.2mm。
每遍涂漆后,现场监理应对漆膜厚度及附着力进行检查,漆膜检测仪器:涂层测厚仪;漆膜附着力检测方法:用划格法检测。
[关键词] 环境变化 经营现状 竞争策略
2008年以来,世界经济环境变化加剧,受美国次贷危机的影响,全球主要资本市场大幅震荡,美元持续贬值,国际市场石油、铁矿石、粮食等初级产品价格高位徘徊,导致全球性的物价上涨;在国内为防止由结构性通胀转为全面通货膨胀,防止经济发展由偏快到过热,中央实施从紧的货币政策。在上述因素影响下国内钢材商也面临外部经营环境的快速变化,特别是外向型经济特征显著的广东,本地钢材商更是面临环境变化的生死考验。本文希望从对广东钢材商面临的外部环境变化和经营现状分析,来提出广东钢材商相应的竞争策略。
企业的外部经营环境可分为总的环境,行业环境和竞争环境,下面就从这三个方面的变化来分析:
1.总的环境变化
(1)政策环境:对高能耗、低附加值的钢材品种降低、取消出口退税政策甚至加征出口关税,从而使得出口减少,据海关统计,今年1月至6月,我国钢坯及初锻件出口数量下跌97%,钢材出口数量下跌20.2%。从而增大了国内的供给;
节能减排政策的实施又不可避免的加大了钢材生产企业的技术和设备投入,从而增加钢铁企业的生产成本;《劳动法》的颁布与实施使得出口加工制造企业的人力成本加大,产品国际竞争力减弱,货币从紧政策的执行使得投资需求减少,房地产业萎靡,从而使得整体国内需求量增速回落,同时利率的提高也加重了资本密集型的钢铁企业的财务成本。
(2)经济环境:人民币对美元的持续升值使得国内制造业产品出口减少,PPI高企,焦炭、电力、运费大幅提价提高了钢铁生产企业的生产成本,房市、股市的下跌又使得资金大量回流银行,需求受到抑制,钢材使用量大的房地产业和汽车业受到冲击,从而使得上述行业钢材需求增速回落,据统计到目前钢材产量增幅快于需求7个百分点。
(3)全球化环境:国际钢铁巨头并购风起云涌,2006年,世界钢铁产量排名第一的米塔尔集团与排名第二的安赛乐集团合并重组,形成一个横跨五大洲,产钢规模达1.2亿吨,占全球市场份额10%的钢铁巨头,2006年中国钢铁工业高速发展,全年钢产量为4.19亿吨.国内钢铁行业排名第一的宝钢集团钢产量才超过3000万吨,2005年米塔尔集团收购湖南华菱管线,并购战火从国外烧到国内,再一次提醒中国钢企要走并购之路;同时作为钢厂主要原材料的铁矿石全球供应一直处于相对偏紧的状态,导致国际矿石价格近几年大幅上扬。而矿石市场又是完全寡头垄断市场,而且有加剧的倾向,中国对铁矿石进口依存度高,国内钢铁业集中度低,导致谈判定价能力弱,矿石成本高企。
总之,总体环境的变化,使得市场供需环境由卖方市场逐渐向买方市场转变,下游行业的不景气,导致钢厂不能光靠提价来消化成本上升的压力,而是需要通过并购重组来做大规模;加强管理和营销整合、创新高附加值产品来降低成本,提高利润率。下表为钢铁业A股上市公司总资产排名前十五的公司2005年~2007年度的毛利率情况统计,我们不难发现,钢厂的规模、钢厂自有的铁矿资源水平、管理水平以及产品创新决定了公司毛利率水平。
附表:
资料来源:上市公司年报整理
2.行业环境
(1)供应商:(对钢材商来说,供应商就是钢材生产厂家)钢材生产厂家为了应对成本的上升和扩大规模经济效应,提升谈判能力和国际竞争力,钢材厂商的兼并与重组势在必行,在这种形式下,国家制订了《钢铁产业发展政策》,到2010年,我国要淘汰落后炼铁产能1亿吨,落后炼钢产能5500万吨;钢铁冶金企业的数量要大幅减少,形成两个3000万吨级具有国际竞争力的特大型企业集团,国内排名前10位的钢铁企业集团钢产量占全国产量的比例达到50%以上,2020年达到70%以上。按照钢铁产业发展政策要求,国内钢企加快了兼并重组的步伐,鞍钢、本钢正加紧整合,武钢重组柳钢获得成功;宝钢与广钢、韶钢成立了广东钢铁集团公司;山东钢铁集团公司成立;河北钢铁集团公司成立。钢厂在大整合的背景下势必整合原来各钢厂的销售渠道,在成本压力加大的情况下势必对营销体系进行调整,从而尽量减少流通环节,降低用户最终采购价格,钢厂规模的扩大,必然提高对商的谈判能力。在这大整合的背景下,宝钢直接建厂,其他钢铁集团为了抢占广东市场,销售前移,自建渠道,这将挤压广东钢材商的生存空间。
(2)客户:制造业:广东的部分加工出口型企业,由于人民币升值、贷款利率上调、出口退税率下调、劳动力成本提高、原材料涨价,传统的中国制造也遭遇到了前所未有的压力,这些以加工出口贸易为主的企业大部分关停转移。即使还在经营的也是亏损的多,盈利的少。这种情况下,整体需求下降,同时因自身竞争力减弱也会改变对供应商的要求,由原来要求保证原材料稳定供应和产品质量稳定转变为价格、服务等方面,也就是钢材商要留住顾客,让她成为你的忠实顾客,就必须让客户获得更多的顾客让度价值。房地产业:房地产作为一个资金需求量非常大的行业,从银行借钱变得越来越难。开发商贷款首先出现紧张,然后从去年第四季度起,银行的按揭贷款也非常紧张。再加上美国次贷对中国经济的影响,以及中国实施从紧的货币政策,08年房地产业面临缺钱和需求下降。而进口铁矿石价格上涨后,对地产行业的影响并不明显。就前期的研究报告显示,在普通住房建筑安装过程中,建筑成本只占到最终房价两成左右,且其中钢材所占的比重不大。在这种情况下房地产对钢材商的主要诉求由低价格变成了融资服务需求。
3.竞争环境
钢厂的整合势必对原有商整合,同时由于钢厂规模的扩大,钢厂也可以在广东本地组建营销中心,同时由于宝钢在广东建厂,为了抢占市场,让营销前移或许会成为其他大型钢铁集团的营销策略。宝钢的就地建厂,更好的缩短了和用户空间、时间以及情感距离,在这种大集团、本地营销的背景下,钢厂直销具有如下两点优势:厂家直销的价格优势,大公司大品牌的信誉保证。钢厂直销的劣势也显而易见,因为对客户情况不了解,导致信息不对称,同时由于大公司的规范运作,运作的灵活性不能和商比拟,如货款账期、小批量定制等。而广东的客户因为自身采购的要求改变以及供需环境的变化,也使得他们提出更多的要求,如账期、定制加工、送货上门等。
商现状分析:广东钢材使用量约占全国十分之一,但四分之三需从省外和国外调入。广东地区是中国钢材主要消费区,长期以来供需缺口每年达3,000多万吨,而原来分散的钢厂为了进入广东市场,如果自建渠道则因销售规模小而导致销售成本高,同时广东市场贸易价格都可能高于生产厂家本地销售价格,钢厂也就没有了自建渠道的动机,于是就寻找本地的商产品或和本地商共组合资公司,在这种模式下,厂家提供货源、账期,商承担的是交易、仓储、装卸、配送、信息、结算的功能,因为客户的诉求主要是保证稳定供应和质量稳定,而厂家主要的要求是做大产量和安全回收货款,同时市场需求大,各个商也相安无事,守着自己的那块市场,在这种情况下,商通过简单的贸易过程就可以赚取可观的利润,因此也就没有为该流通环节注入流通以外的附加价值,基本上处于粗放经营的状态,但随着上游和下游环境的变化,原来经营模式已不能适应经营环境变化的需求。
竞争策略选择:通过对以上环境变化和经营现状的分析,广东钢材商面临经营环境的剧烈变化,如固守原有经营模式,其生存空间将受到上下游市场的挤压,从而导致发展艰难,有的企业可能生存都要受到挑战,虽然环境变化威胁到贸易企业的现有的经营模式,但通过上述分析,我们也可以看到环境变化带来的机会,钢厂的整合将带来商的整合,这样就可以对市场进行洗牌,使得大鱼有机会吃小鱼,钢厂和中小企业之间的信息不对称以及钢厂自身机制不灵活与客户需求之间的不匹配,给了商生存和发展的空间,钢材商在做竞争策略选择时应充分考虑以上因素。供应商为了克服厂家直销的局限性,会选择有实力的商进行合作,从而更多的占有市场,钢厂在考虑选择合作伙伴时除了考虑原有合作关系等其他软性指标,硬性指标有以下三个:采购量、价格、付款方式;另根据市场营销学的顾客让度价值理论(顾客让度价值最高是指整体顾客价值与整体顾客成本之间的差额部分。整体顾客价值是指顾客从给定产品和期望得到的全部利益,这包括产品价值、服务价值、人员价值和形象价值。整体顾客成本则是顾客在购买商品和服务过程中所耗费的货币、时间、精力和精神成本。)顾客选择供应商要考虑以上八方面情况,综合供应商和客户考虑的共十一个因素,结合商自身的实际情况,我们可以从以下五个方面来打造广东钢材商的竞争力:
关键词:铁塔;Q420;加工
Abstract: This article is mainly aims in the existing transmission line iron tower design to introduce new material quality type Q420, to introduces the iron tower processing which and the examination aspect from Q420 material quality's physics and the chemical properties aspect the new material quality affects explained that processes the item which and welds should pay attention to guarantee the product the quality has carried on the elaboration.
Key words: iron tower; Q420; processing
伴随我国工业的飞速发展,作为基础工业的电力输出起着尤其重要的作用,在2008年年初,我国南方发生的特大冰灾也为输电线路铁塔提出了更高的要求,如何提高铁塔在极端恶劣环境中的能力,从设计与加工的角度提高铁塔风险防范迫切与必要。从经济与效益的方面出发,提高材料的性能来抵抗外来的自然灾害。
1 Q420材质的物理及化学性能
2 Q420材质的入厂检验及焊接材料要求
Q420高强钢入厂的检验项目主要包括钢材的外观质量、规格尺寸、允许偏差、力学性能及化学元素分析等,钢材的外观质量除应符合有关标准及设计要求外,尚应符合下列规定:当钢材表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时,其深度不得大于该钢材厚度允许负偏差值的1/2;钢材端边或断口处不应有分层、夹杂等缺陷。焊接材料入厂时应同时提品质量证明书(包括熔覆金属化学成分、力学性能保证值、推荐的焊接工艺参数等)。Q420高强钢与其他低级别钢材焊接时,宜选用强度与钢材级别低一侧相配的焊接材料。焊条、焊剂在使用前应按照说明书的要求进行烘干,重复烘干不得超过两次。受潮的焊条不应使用。焊丝在使用前应清除锈、垢、油污。
3 Q420材质的机械加工要求
从Q420材质的化学性能及物理性能出发,Q420材质的角钢及板材综合力学性能不佳,强度虽高,但韧性、塑性较低。焊接时,脆化倾向大。冷热加工性尚好,但缺口敏感性较大。正是由于这方面的原因,从设计规范及国家电网公司的要求中都对Q420材质的机械加工提出了要求,涉及Q420材质的加工必须采用钻孔工艺,就是要通过钻孔来减弱缺口敏感性,来提高材料的使用机械性能,所以要求Q420材质的角钢的下料通过带锯床来完成。需要冲孔的部位全部采用钻孔。
4 热矫正及热变形加工工艺
热矫正应采用中性火焰加热。热矫正前应确定加热部位和矫正步骤。工件经一次热矫正后仍没有达到要求,不允许在原位置进行重复加热。加热温度在200℃~300℃范围内,严禁锤打和弯曲。热矫正一般采用点状加热或线状加热方法。点状加热点的直径根据板材的厚度确定,一般为10 mm~30 mm,加热点的间距根据变形量确定,一般应大于50 mm。线状加热的加热线宽度应为钢板厚度的0.5~2倍,加热线之间的距离视工件的不平度确定,一般应大于50 mm。加热时火焰应均匀移动。热矫正时加热温度不应超过900℃。热矫正后工件严禁强制冷却。在低温环境(0℃以下)进行热矫正时,加热部位应采取缓冷措施。热变形加工前需按照图样等技术工艺文件对工件进行确认,制定工艺方案。热变形加工时应采用专用设备和工装模具。对钢板,当弯曲线方向与轧纹垂直时热变形加工时的最小曲率半径为1.5倍板厚,当弯曲线方向与轧纹平行时最小曲率半径为2倍板厚;对角钢,加工后边厚最薄处不得小于原厚度的75%;对钢管,加工时的最小曲率半径为钢管直径的2倍,并采取适当措施防止钢管失圆。加热时应采用电炉、煤炉或油炉等设备,不得采用氧燃气火焰加热。
5 焊接加工工艺
焊接Q420高强钢的焊工、技术管理人员、质检人员,应经过Q420高强钢焊接专项技术考核,取得相应的资格证书后,才能进行焊接、技术管理、及质量检验工作;无损检测人员,须经过国家授权的专业考核机构考核合格,其相应等级证书应在有效期内,按考核合格项目及权限从事焊缝无损检测和审核工作。焊接设备及辅助设备应满足焊接规范参数的要求,施焊前必须先进行焊接工艺评定,工艺评定的相关检测试验应由具有国家技术质量监督部门认证资质的检测单位进行;焊接时,作业区的环境温度不得低于5℃,相对湿度不得大于90%,否则应对焊件采取预热措施。坡口制备宜采用机械方法加工。焊件在组对前应彻底清除焊接部位及周围10 mm~15 mm范围内氧化皮、油污、铁锈等杂物,直至露出金属光泽。定位焊所用焊接材料、焊接工艺应与正式焊接的材料、工艺相同。定位焊缝厚度不宜超过设计焊缝厚度的2/3,定位焊长度宜为30 mm~50 mm,间隔不宜超过600 mm。定位焊接时,严禁在焊缝以外的母材上引弧,熄弧时应将弧坑填满。
6 质量检验要求
质量检查人员应首先检验Q420材质的出厂检验证明,保证Q420材质物理及化学性能是满足要求的;再进行原材料进厂以后的复检(包括外观及物理化学性能),只有上述全部满足要求才能进行投入生产使用。在生产的各个工序环节要严格遵守工艺规定及设计要求进行检验,保证每一个环节都在可控的范围内进行。热矫正后的钢材表面,不应有明显的凹面或损伤,划痕深度不得大于0.5 mm,且不应大于该钢材厚度允许负偏差的1/2。热矫正工件不允许出现表面裂纹缺陷。钢材热矫正后的允许尺寸偏差,应符合相关规定。按矫正件数抽查10%,且不应少于3件,检验方法为观察检查和实测检查。抽样检查的工件如有不合格工件,应加倍抽检。如加倍抽检工件中仍有不合格工件,则应对余下工件的全数进行检查。
论文摘要:随着经济全球化的发展,以及科学技术的不断进步,钢铁物流对我国国民经济的发展发挥重要作用,钢铁物流行业将是我国新时代经济发展的重要产业。当前,少数企业已将当代物流的理论、技术以及方法引入企业自身的生产经营中,以增强自身的市场竞争力。然而,随着电子商务的高速发展,对我国的钢铁物流行业提出更大挑战。本文简单介绍了电子商务用于钢铁物流的必要性,对当前钢铁物流行业的发展现状进行分析,并加以探讨电子商务在钢铁物流中的实践。
随着我国经济的高速发展,以汽车制造业、交通运输业以及房地产业的高投资,进一步促进了钢材的消费,从而为钢铁物流行业的迅速发展,提供较多的市场资源。此外,我国钢铁产业的发展规模,也为钢铁物流行业的发展提供宽阔的平台。虽当前我国钢铁物流行业的发展较多缓慢、杂乱无序,但也为钢材的生产加工、运输提供较好的市场空间。随着钢铁行业涉及领域的逐步广泛,以及信息技术的不断进步,电子商务势必成为钢铁物流行业发展的必然之路。网络化的高速发展,为钢材贸易的信息化、现代化提供有力的技术支撑。
1.电子商务用于钢铁物流的必要性
中国是世界上钢铁生产及消费最大的国家,其物流运输的范围极其广泛,每年燃料、原料等钢铁的物流量高达25亿吨左右。为适应市场经济的发展需求,我国正积极构建现代化、工业化的钢铁物流生产加工及运输的服务体系。华南钢铁物流贸易中心的总经理雷有为曾说:“相对于传统的交易方式,快捷是钢铁电子交易的最大优势。以往的钢铁贸易方式,进行一笔交易,需要花上1天的时间,而网络交易由网上看货、选择货物至成交结算,整个过程仅需30分钟。”由此可知,对钢材的购买、加工至运输等流程,若利用电子商务的交易方法,能有效节省其的中间成本,大大缩短短途运输、贮存、管理等经费。对此,电子商务可谓是本国钢铁物流行业快速发展的目标,也是当代物流理论及技术逐步深入钢铁领域的必然产物。
2.我国钢铁物流行业的发展现状
当前我国钢铁物流行业的发展还存在一定问题,具体包括以下几个方面:首先,产业成本高,物流效率低。对于我国的钢铁生产,其的钢材能源大多分布于华北地带,而其的供应商主要集中于华东及华南地区,其涉及的领域有:造船、汽车、建筑、石化以及交通等。这种供求的错位,造成我国的钢铁物流行业承受极大的成本及效率压力,进而出现运力不够、原油价上涨、人力成本高、物流设施的承载超限等现象。从2009年起,钢铁物流企业的运输成本普遍增高4%~9%。此外,由于各钢铁物流企业在加工、运输及仓储等环节上未形成统一的流程,造成各环节间未能很好衔接及协调,最终导致钢铁产品的物流链断开或者库存积压等现象。其次,钢铁物流产业的密集度低,分布不均匀。目前我国的钢铁物流企业较多,规模不大,多数企业通过“小而全”的经营方式,从事加工、运输及仓储等领域,造成整个行业的布局过于狭小、分散,产业的密集度低。与此同时,各钢材加工及配送中心,还存在发展规模小、运输条件差、缺少金融保险等服务的问题,这些均表明了我国钢铁物流产业的格局不合理。最后,流通形式仍位于艰难的转型中。当前,本国钢铁销售的流通模式正逐渐转变为高集中、服务功能齐全的当代物流模式,但从整体上来讲,我国的钢铁物流行业仍处于经营分散、初步发展的阶段,不仅表现于钢铁企业的直销总额小、中间商的数量多等方面,而且还体现于钢材的成材率与使用率不高、各环节的增值服务少等,这些均严重影响了我国钢铁物流行业的正常发展。根据相关数据统计,世界各发达国家的钢材加工比达至60%,其中板材占75%,线材占65%,棒材占45%,而本国的钢材加工比仅有15%至20%。由此可知,基于本国钢材加工及配送中心的整体构建水平低,钢材的生产加工份额不高,导致我国的钢材使用率低,各环节的增值服务少,进而影响我国钢铁物流的高效发展。
3.电子商务在钢铁物流中的实践
3.1通过电子商务以促进钢铁贸易的发展
就当今的外部环境来看,钢铁物流企业要想达到电子商务的效果,特别是现货交易。应先具备较强的忧患意识,使其在激烈的竞争中尝试新型的交易模式。第二,由于钢铁物流企业的经营管理体制与生产企业相比,较为灵活,易于适应这种新型的交易模式。第三,钢铁企业的贸易群体较为分散且庞大,相互传递的信息途径较多单一,急需一个有效的信息交流平台。第四,钢铁物流企业的内部管理系统相对简单于生产企业,易于开展电子商务的营销活动。对此,构建一个经营独立的电子商务平台,大力吸取大型的钢铁物流企业与钢铁用户,进行电子商务的钢材活动,为钢铁客户提供良好的钢铁生产、配送等服务,是将来钢铁物流贸易快速发展的必经之路。
3.2利用电子商务实现贸易活动的透明性
针对当前钢铁物流电子商务的发展形势而言,应加以整合当代物流的增值服务,唯有如此,才能实现能力与动态延伸的价值。我国平均每年约有十几万家企业参与钢材交易活动,其的贸易总额高达几万亿。从事这些交易的途径主要包括以下几种:第一,厂家直销给钢铁使用客户,而这些使用户主要来自于规模较大的大中型钢铁企业,可属于直接供应的客户。第二,厂家向大型的分销商销售后,分销商再将一部分的产品销售给直接客户,另一部分则先销往中小型的分销商,再转销给直接使用客户。由此可见,这种钢铁交易的传统模式,其中一部分的产品须经分销商加价后,才能落到直接用户的手中,其的贸易成本过大。而钢铁物流的电子商务,则是经过电脑、通讯、网络以及软件等当代信息技术的综合后,将能完成信息交流的功能,从而使各钢铁企业的贸易活动更为透明,有效地减少了产品贸易的次数。
3.3借助电子商务实现网络化、信息化的市场新格局
自成立中联钢后,研究及实践具有本国特色的钢铁产业电子商务的方法及模式,已成为我国钢铁部门工作的重中之重。积极延伸钢铁行业的定义及发展,也就是由以往单一集中钢铁企业的模式,逐渐延伸至涉及钢铁原材料、机械设备、钢材经销商、钢材客户、配套服务企业以及物流运输企业等新型的产业链,积极尝试和钢材物流企业及钢材经销商的紧密联合,并加以探索钢材客户的股东化。这一转变,打破了以往单纯由钢铁加工企业构建市场的格局,构建资源整合、团结一致共同打造我国网络化、信息化钢材市场的新型格局。电子商务能为我国的钢铁交易提供快速的范围较大的信息服务与订购服务,有效节省了钢材企业订购货物的时间,以及减少了钢材货物的存贮时间,从而实现节省钢材运输成本的最终目的。
3.4利用电子商务进行营销交易及服务
对钢铁材料的采购、加工以及配送等流程,若通过电子商务的交易方式,能有效减少其的中间成本,也就是节省了钢材的短途运输、存贮以及顾客管理等经费。电子商务作为本国钢铁物流行业高速发展的目标,是当代物流理论与技术逐渐深入钢铁领域的必然产物。即便我国每年上网的人数增长比率高达100%,但从整体上看,我国网络用户的总数仍相对较低,并且当前的网络用户中,学生占较大部分。根据相关资料显示,上海所有钢铁企业中,能真正具备上网条件的企业较少,而能在网络上进行营销活动的更是屈指可数,当前人们上网的目的在于查阅信息。对此,我国各钢铁企业要想通过电子商务的方式进行贸易销售,必须根据我国的具体情况,因地制宜。从钢铁信息方面着手,首先达到电子商务杂志的效果,等时机成熟后,再逐渐在网上从事订货、支付以及确定配送等交易活动,最后全面开展钢铁物流的电子商务贸易。另外,电子交易方面,必须将网上的交易与台下的交易相结合,也就是在重视网络交易的同时,也应兼顾现实的交易,努力为顾客提供多样化、信息化的服务。最后,根据中小企业的个性特点,从简单至完整,逐渐处理网络营销问题。
结束语
电子商务的高速发展推进了钢铁物流行业的发展。电子商务不仅快捷方便,还能节省较多的人力、运输以及管理等成本费用,利于钢铁企业的经营发展,从而大大提高了钢铁企业的市场竞争力,使其与国际接轨。
参考文献:
[1]张若生.我国钢铁物流产业现状研究[J].中国市场,2009.2
关键词:弧形盘旋梯道;工艺技术;钢结构加工;焊接
Abstract: in recent years, with the development of our factory scale expansion, and arc TiDao own existence the characteristics: different radius, can form rich and changeful, greatly small, beautiful arc spiral space curve, used in a variety of different sites; All kinds of circular arc spin direction of space curve rhythm, a Shared space with the director of the architectural space; Cover an area of an area small, organic solution to function, economy and the art of the unification of the three many advantages, and make arc TiDao processing making increasingly frequent hovering complex, the production in experience and arc hovering TiDao has become the production of steel structure processing is a key problem.
Key words: arc hovering TiDao; Technology; Steel structure processing; welding
中图分类号:TU391文献标识码:A 文章编号:
1.弧形梯道的认识
建筑设计中,人们对于线形的理解,横线为平衡,竖线为挺拔,斜线为动态,弧线为柔和。楼梯自身独特的斜体线形与弧线的柔和姿态结合起来,集中体现在弧形盘旋楼梯之中,会使静态的空间变成活泼的动态环境。人们在做楼梯设计中,只要具备条件的空间,往往首选弧形盘旋楼梯。
弧形盘旋楼梯不仅有着独特的艺术优美造型,而且占地面积小,但是要设计好弧形盘旋楼梯并使之与环境结合得尽善尽美,则是一件颇为费心的事。建筑界流传着一种说法“楼梯是建筑中较难安排的内容,它设计中的许多因素,牵一发动全身,建筑师能安排好楼梯,就等于把建筑功能中解决一半”。事实确实如此。楼梯作为建筑中的交通枢纽,它的位置、尺度、设施等都直接影响到使用方便与否、舒适和美态如何。
2.弧形盘旋梯道制作工艺
2.1材料要求
1.制作钢结构所用的钢材和质量,必须符合设计文件的要求,钢材应具有国家规定的评定质量证明书,当对钢材的质量有疑问时,必须按国家现行有关标准的规定进行抽样检验,检验结果符合国家标准及设计文件的要求后方可采用,以确保工程的质量。
2.钢材作可焊性工艺实验时,应符合焊接工艺规定的各项要求。
3.进厂的钢材按设计要求进行检查,其检查要点是:数量和品种是否与设计要求相符合;钢材表面有否裂凹陷、锈蚀和划痕等缺陷时,其深度不得大于其厚度负偏差值的1/2。超差部分另行堆放,以便研究处理。
4.钢材按种类、规格及长度分别堆放,在每根钢材的端部涂上颜色,以标明钢号,并写明钢材规格长度。
5.制造钢结构的连接材料(焊接、焊丝、焊剂)、高强度螺栓、普通螺栓及铆钉等,以及涂料(底漆、面漆等)均必须具有出厂质量证明书或试验报告,并同时必须符合设计的要求和国家现行有关标准的规定。
2.2 制作前的准备
根据设计单位绘制的施工图,技术部门必须进行各项详细的审核,包括同其他土建部分的尺寸、规格等方面的核对,并根据施工图作深化设计,经业主和设计单位认可后加工制作。
当发生如下情况进征得设计同意后,须编制技术核定单并及时通知有关部门。
钢材规格而产生接头位置的变动,数量的增减或涉及到施工图其他部分变动时
施工图有些不足的地方或提出一些建议而需要对施工图作某些修改时。
3.施工过程中发生特殊情况时。
根据工程内容,必须做好技术交底,其内容如下:
结合公司的技术和设备的可能,在本企业设备条件下尽量采用新工艺、新技术,做好生产小组技术交底工作。
对于质量要求,根据国家标准《钢结构工程施工验收规范》(GBJ50205-95 )如要求质量高的构件应作详细技术交底。对焊接要求高的部件另编焊接工艺。
制作前必须编制加工工艺图,制定合理的工艺流程式和质量保证体系。
在制作和安装过程中,必须严格按工序检验、合格后,下道工序方可施工。
制作和质量检查所用的钢尺均应具有相同精度,并定期送计量部门检定。
2.3 放样
放样是螺旋弧梯制作工艺中的第一道工序,也是重要的一个环节,只有放样尺寸精确,方可避免以后各加工工序的累积误差,才能保证整个工程的质量,因此对放样工作,必须注意以下几个环节:
放样前必须熟悉图纸,并核对图纸各部尺寸有无不符之处,与土建和其他安装工程有无矛盾,核对无误后方可按施工图纸上的几何尺寸,按比例放1:1实样。
施工图中的具体技术要求,按照1:1的比例画出构件相互之间的尺寸及真实图形。
样板制出后,必须在上面注上图号、零件名称、件数、位置、材料牌号、规格及加工符号等内容,以便使下料工作不致发生混乱,同时必须妥善保管样板防止折叠和锈蚀,以便进行校核。
为了保证产品质量,防止由于下料不当造成废品,样板应注意适当预放加工余量:
(1)自动气割切断加工余量为3mm。
(2)人工气割切断的加工余量为4mm。
(3)气割后需铣端或刨边者的加工余量为4-5mm。
(4)剪切后无需铣端或刨边的加工余量为零。
放样要按图施工,从画线制样板应做到尺寸精确,减少误差,放样允许偏差见下表:
放样允许偏差值表1
项次 尺寸部位 允许偏差(mm)
1 样板总长 -1.0
2 样板宽度 -1.0
3 两孔中心距 +1.0
4 上下最外面孔中心距 +0.5
5 相邻孔中心距 +0.5
6 孔中心位称移 +0.5
7 距对角线 1.0(2m之内)、2-4(>4m)
5. 弧形盘旋梯道侧板计算(见下图1、图2):
图1 公式符号图 图2侧板展开图
轴承钢的性能要求
众所周知,在各种运输车辆、机床、传动机械以及其他高速转动的机械中,轴承是不可缺少的零部件,而轴承钢就是用来制造各种滚动轴承的专用钢种。轴承钢的材料特性主要表现在以下方面:由于轴承钢的含碳量较高,钢锭浇铸及冷却时容易产生碳和铬的偏析,所以轴承钢钢锭开坯前应进行高温保温或扩散退火;轴承钢的导热性差,在加热时要防止炸裂;轴承钢在加热过程中容易产生脱碳、过热和过烧现象;轧后缓慢冷却时有明显的网状碳化物析出;在终轧温度低于800℃时,易产生带状碳化物。
滚动轴承的工作条件极为复杂,承受着各种高的交变应力,如拉力、压力、剪力和摩擦力等。基于对轴承工作条件和破坏情况的分析,对轴承钢的性能要求主要有:具有高的接触疲劳强度和抗压强度;经热处理后必须具有高而均匀的硬度;具有高的弹性极限,防止在高载荷作用下轴承发生过量的塑性变形;要有一定的韧性,防止轴承在受冲击载荷作用时发生破坏;要有一定的抗腐蚀性能;要有良好的工艺性能,如成型、切削、磨削等性能,以适应大批量、高效率、高质量生产的需要;要具有良好的尺寸稳定性,防止轴承在长期存放或使用中因尺寸变化而降低精度。
根据轴承的特殊使用要求,轴承制造行业对轴承钢的生产也提出了非常严格的质量要求,具体体现在标准YB9—68及轴承钢生产标准YJZ84中,这两个标准是目前轴承钢生产中的两个并行标准。
轴承钢的产品系列
轴承钢的产品系列主要有热轧棒材、冷拔材、锻材、管材、盘条以及钢丝等几类,其中用量最大的是热轧棒材。由于各种机械在运行当中是否完全可靠,在很大的程度上要取决于轴承的质量和可靠性,因此,轴承和轴承钢的质量越来越引起世界各国的重视。
目前,瑞典和日本的轴承钢质量在世界上处于领先地位。我国轴承钢的主要生产厂家有大冶特钢、北满特钢、上钢五厂、长城特钢、大连钢厂及本钢等。太钢轴承钢的产量最高时近2万t,约占全国总产量的1%~2%。
轴承钢的研发方向
世界各国都在研究和开发新型轴承钢以扩大应用和代替传统的轴承钢。例如:快速渗碳轴承钢,通过改变化学成分来提高渗碳速度,其中碳含量(质量分数)由传统的0.08%~0.20%提高到0.45%左右,渗碳时间由7h缩短到30min;高频淬火轴承钢,用普通中碳钢或中碳锰、铬钢,通过高频加热淬火来代替普通轴承钢,既简化了生产工序又降低了成本,并提高了使用寿命。
我国开发了高淬透性和淬硬性轴承钢GCr15SiMo,其淬硬性HRC≥60,淬透性J60≥25mm。GCr15SiMo的接触疲劳寿命L10和L50分别比GCr15SiMn提高73%和68%,即,在相同使用条件下,用GCr15SiMo钢制造的轴承的使用寿命是GCr15SiMo钢的近两倍。近年来,我国还开发了能节约能源、节约资源和抗冲击的GCr4轴承钢。与GCr15相比,GCr4的冲击值提高了66%~104%,断裂韧性提高了67%,接触疲劳寿命L10提高了12%。与全淬透的GCr15钢轴承相比,GCr4钢轴承的寿命明显提高,可用于重载高速列车轴承。
新型轴承钢主要向高洁净度和性能多样化两个方向发展。提高轴承钢的洁净度,特别是降低钢中的氧含量,可以明显延长轴承的寿命。氧含量(质量分数)由28×10-6降低到5×10-6,疲劳寿命可以延长1个数量级。目前,我国可以将轴承钢中的最低氧含量控制在10×10-6左右。轴承使用环境的变化要求轴承钢必须具备性能的多样化。例如:随着设备转速的提高,需要准高温用(200℃以下)轴承钢(通常采用在SUJ2钢的基础上提高Si含量、添加V和Nb的方法来达到抗软化和稳定尺寸的目的);腐蚀环境下使用需要开发不锈轴承钢;为了简化工艺,应该开发高频淬火轴承钢和短时渗碳轴承钢;为了满足航空航天的设备需要,应开发高温轴承钢。
随着我国现代工业和科学技术的迅速发展,轴承的需用量日益增加,对其质量和性能的要求也越来越高,提出了高精度、高速、高温、低摩擦、低温升、低噪音和耐腐蚀等一系列要求。因此,对轴承钢的要求也越来越严格,使其向着高质量、高性能和多品种的方向发展。
轴承钢的质量要求
滚动轴承的使用寿命和可靠性很大程度上与轴承用钢的冶炼质量有着密切的关系。由于轴承钢所具有的特性,对冶炼质量的要求比一般工业用钢要严格得多,如钢的化学成分、纯洁度、组织和均匀性等。滚动轴承要在拉伸、压缩、弯形、剪切、交变等复杂应力状态和高应力值之下,高速、长时间地工作。为了保证轴承具有良好的性能和高的寿命,对轴承钢的质量要求如下:
化学成分是影响轴承钢性能的最本质的因素。钢的物理、化学、机械性能和金相组织都是由化学成分决定的,改变了化学成分,就改变了钢的基本性质。因此,轴承钢的化学成分必须符合标准规定的允许范围。一般轴承用钢主要是高碳铬轴承钢,即含碳量1%左右,加入1.5%左右的铬,并含有少量的锰、硅元素的过共析钢。铬可以改善热处理性能、提高淬透性、组织均匀性、回火稳定性,又可以提高钢的防锈性能和磨削性能。但当铬含量超过1.65%时,淬火后会增加钢中残余奥氏体,降低硬度和尺寸稳定性,增加碳化物的不均匀性,降低钢的冲击韧性和疲劳强度。因此高碳铬轴承钢中的含铬量一般控制在1.65%以下。只有严格控制轴承钢中的化学成分,才能通过热处理工序获得满足轴承性能的组织和硬度。
特别严格的纯洁度要求。钢的纯洁度是指钢中所含非金属夹杂物的多少,纯洁度越高,钢中的非金属夹杂物越少。轴承钢中的氧化物、硅酸盐等有害夹杂物是导致轴承早期疲劳剥落、显著降低轴承寿命的主要原因。特别是脆性夹杂物危害最大,由于在加工过程中容易从金属基体上剥落下来,严重影响轴承零件精加工后的表面质量。因此,为了提高轴承的使用寿命和可靠性,必须降低轴承钢中夹杂物的含量。为了保证轴承钢有较高的疲劳强度、抗压强度、表面硬度和较长的使用寿命,钢中的氧化物、硫化物、点状夹杂等各种非金属夹杂物要严格地控制在一定的范围之内;钢中的各种碳化物(如碳化物液析、条状碳化物、带状碳化物及网状碳化物等)的不均匀性要控制在一定的级别之内。经热加工后的轴承钢成品,其表面脱碳层厚度要尽量减小;钢材的宏观低倍组织要良好,即一般疏松、中心疏松、偏析的级别要小,不允许出现皮下气泡、缩孔、夹杂和裂纹。经退火后的钢材,要求具有均匀、细小的球状珠光体组织。
严格的低倍组织和显微(高倍)组织要求。轴承钢的低倍组织是指一般疏松、中心疏松和偏析,显微(高倍)组织包括钢的退火组织、碳化物网状、带状和液析等。网状碳化物降低钢的冲击韧性,并使之组织不均匀,在淬火时容易变形与开裂。带状碳化物影响退火和淬火回火组织以及接触疲劳强度。碳化物液析硬而脆,它的危害性与脆性夹杂物相同。低、高倍组织的优劣对滚动轴承的性能和使用寿命有很大的影响,所以,在轴承材料标准中对低、高倍组织有着严格的要求。
根据不同成型方法对钢材表面质量有不同程度的要求。总的来说,轴承钢材表面不得有裂纹、折叠、拉裂、结疤和夹渣。对冷冲用的冷拉钢材,除不允许上述缺陷外,表面要洁净,不得有锈蚀、麻凹等缺陷。轴承钢材表面不得有严重的脱碳现象,根据轴承零件成型工艺的不同要求,在标准中,对不同品种的钢材表面脱碳层深度有不同的限制规定。
滚动轴承用钢要求钢材尺寸精度较高,原因是大部分轴承零件都要经过压力成型。为了节省材料和提高劳动生产率,绝大部分轴承套圈都是经过锻造成型;钢球要经过冷镦或热轧成型,小尺寸的滚子也是经过冷镦成型。如果钢材的尺寸精度不高,就无法精确地计算下料尺寸和重量,而不能保证轴承零件的产品质量,也容易造成设备和模具的损坏。在对轴承钢进行精加工时,为了对原材料准确下料并精确地加工成所要求的零件尺寸,对轴承钢产品的尺寸精度也有严格的要求,同时还要求成品的外形(形状精度)要平直。根据轴承零件成型工艺及轴承钢的生产工艺,在标准中,对轴承钢材各种品种、规格的尺寸公差都进行了规定。锻造钢材尺寸公差一般按GB908—72标准,热轧钢材尺寸公差按GB702—86,冷拉钢材按GB905—82标准,冷拉钢丝按YB245—64标准。
轴承钢的轧制工艺
轴承钢的轧制工艺对轴承钢的冶炼质量要求很高,需要严格控制硫、磷、氢等含量以及非金属夹杂物和碳化物的数量、大小和分布状况。因为非金属夹杂物和碳化物的数量、大小和分布状况对轴承钢的使用寿命影响很大,往往轴承的失效就是在大的夹杂或碳化物周围产生的微裂纹扩展造成的。夹杂物的含量和钢中氧含量密切相关,氧含量越高,夹杂物数量就越多,寿命就越短。夹杂物和碳化物粒径越大、分布越不均匀,使用寿命也越短,而它们的大小、分布状况与使用的冶炼工艺和冶炼质量密切相关,现在生产轴承钢的主要工艺是连铸以及电炉冶炼+电渣重熔工艺冶炼,还有少量采用真空感应+真空自耗的双真空工艺,或+多次真空自耗等工艺来提高轴承钢的质量。
根据轴承钢的技术要求和钢种特征,轴承钢生产的大致轧制工艺过程如下:
轴承钢在冶炼后铸成的钢锭有热锭和冷锭之分。热锭可以利用钢锭的余热进行红送,装入初轧工序的均热炉内进行高温扩散加热,而冷锭则应及时退火,并对钢锭的表面进行清理。
由于轴承钢的导热性较差,在开坯或成材的轧前加热时速度不宜过快,钢坯入炉时的炉尾温度不宜过高,应小于700℃。高碳钢的加热温度区间比较窄,通常在150℃~1200℃之间。温度过低时变形抗力较大,而温度过高则会出现过热和过烧缺陷。轴承钢的过烧温度约为1220℃,一般的加热温度以1100℃~1180℃为宜。轴承钢在加热过程中的脱碳倾向很大。以GCr15为例,热加工过程中的脱碳层厚度可达0.3~0.8mm,对轴承制品的表面硬度和强度有很大的影响。为了减少脱碳层厚度,在加热过程中要尽量采用较低的加热温度和较短的加热时间,在高温区应避免长时间的加热,炉内的气氛要控制在还原性气氛中。为了减轻钢材的脱碳现象,钢厂在热加工和退火工序进行了钢材表面涂抹防脱碳的保护涂层试验,效果较好。
高温时,高碳轴承钢具有良好的塑性,可以用较大的压下量进行轧制。轧后冷却时,浓度较高的碳会沿着奥氏体的晶界析出,形成网状碳化物。因此,钢的终轧温度应严格控制在800~850℃之间,以利于破碎网状碳化物。温度高于850℃时,钢材在冷却过程中会析出网状碳化物;温度低于800℃时碳化物开始析出,富集的碳化物偏析会随着金属的变形,延伸成带状碳化物。
对于球化退火状态交货的轴承钢,在轧后和退火前需要降低网状碳化物的级别,得到晶粒细小的奥氏体组织。为了达到这一要求,除了上述控制终轧温度的方法外,另一个最有效的方法是对轧后的钢材进行控制冷却,而且它也是破除网状碳化物和细化晶粒的一个关键环节。
控制轧制和控制冷却是近十几年来发展起来的新技术,在国内外已得到普遍使用。轴承钢控制冷却的工艺主要是:轧后的钢材要穿水快速冷却至500℃左右,此时钢材内外的表面温差较大,可依靠钢材芯部的热量使钢材表面逐渐返红至660℃,然后缓慢冷却。这时钢材可以在返红过程中完成组织转变。快速冷却的目的是抑制钢中网状碳化物的析出,降低网状碳化物的级别,同时可以使珠光体的转变在较低的温度下进行,得到晶粒细小的奥氏体组织,为随后的球化退火提供良好的预备组织,以提高球化质量、缩短球化时间。目前国内外轴承钢的控制冷却主要采用双套管冷却器、环形喷嘴冷却器及湍流管冷却器等。
若用户需对轴承钢产品直接进行冷加工时,钢材应进行球化退火,以使钢材获得合适的硬度及细小的珠光体球化组织,便于加工。由于钢材在退火过程中还会继续发生氧化和脱碳,因此,轴承钢的退火多数是在通有氮气、氢气等的保护气氛的连续退火炉内进行,这样可以减轻钢材的氧化和脱碳。据统计,在通有保护气体的炉内退火,脱碳层的厚度最多只增加0.1mm左右。
轴承用钢的常见缺陷
滚动轴承的使用寿命和可靠性很大程度上与轴承用钢的冶炼质量有着密切的关系。由于轴承钢所具有的特性,对冶炼质量的要求比一般工业用钢要严格得多,如钢的化学成分、纯洁度、组织和均匀性等。钢锭的皮下气泡,严重的非金属夹杂物及钢材在锻、轧过程中,加热温度过高,锻、轧后冷却快,终轧、终锻温度过低等原因都有产生裂纹的可能性。
轴承钢在锻、轧过程中产生的飞边、毛刺、皱折和尖锐棱角等,在继续轧制时压入金属内部,则形成折叠。由于钢锭表面的夹渣、凹坑,在锻、轧过程中形成较薄、扁平的分层,称之为结疤。
因轧机导板上沾有金属颗粒,导板安装不当等原因,使轴承钢钢材表面刻划出沟槽,称为刮伤或划痕。炉渣和各种耐火材料,在钢浇注过程中未浮在钢锭头部,而集聚在钢锭表面,钢锭修整时,又未清理掉,因此就会在钢材表面形成夹渣。
轴承钢钢材在加热过程中,表面要发生氧化作用,炉气中的氧与钢材表面的碳进行氧化反应,形成气体,使钢材表面的碳量低于规定数值称为脱碳。脱碳对高碳轴承钢来说是一个严重的缺陷,往往造成轴承零件表面脱碳,淬火后的硬度达不到技术要求。
钢液在浇注后的冷凝过程中,由于体积收缩而在钢锭的中心部位形成孔洞,称为缩孔。为了减少缩孔钢材的危害,在钢液浇注、结晶过程中要采用合理的工艺,使体积收缩而形成的孔洞移向钢锭的头部,在钢锭开坯后,将缩孔部分切掉。但是,由于浇注、冷却工艺不当,如定尺不合理、钢锭头部保温不足、开坯后锭头部位切除量少等,常会使缩孔残留在钢材内,而在低倍检查时,就会显示出来。
经酸洗后的钢样横向截面中心或其附近区域呈现短小、不连续,一般呈辐射状态分布的发丝状开裂,或在轴承钢钢材的纵向断口上出现表面光滑,形状近似圆形或椭圆形的银白色斑点,称为白点。白点形成的原因,一是钢中氢气的存在,二是钢材锻造后在600~300℃没有缓冷,氢气未充分扩散,产生组织应力而开裂。有白点的钢材或零件,其纵向、横向机械性能都有显著下降,故有白点的钢材或零件没有使用价值。
钢锭或钢坯在锻造加热时,温度过高,表面层沿晶界处被氧气侵入而产生氧化物。在晶界处和枝晶轴间的一些低熔点化合物发生熔化,以致在冷凝后形成裂纹或孔洞,这种现象称为过烧。钢材过烧后,再锻时将引起开裂,即使不开裂,其强度和冲击韧性都会大大降低,故不能使用。
轴承钢在液体状态溶解气体的能力比固态时大,钢液在冷凝过程中,气体从钢液中逸出,如来不及排出,则形成气孔。此外,钢锭模烘烤不良,会在钢模表面存在水分或气体;钢锭模内表面涂料不良,会形成大量气体,这些水分或气体来不及排出钢液,则形成皮下气泡。气泡的存在大大地降低了钢材的强度。
在钢液冷凝过程中,由于轴承钢中碳、铬、钨、磷等元素结晶、扩散速度不同而形成的化学成分不均匀现象称为偏析。偏析的存在会给以后的变形加工造成困难,例如:硫的偏析易产生热脆,磷的偏析易产生冷脆。偏析的存在易引起金属疲劳断裂。
轴承钢钢液在冷凝过程中,由于体积收缩而引起的细小孔隙称为疏松。分散分布的细小孔隙称为一般疏松。分布在钢材中心部位的细小孔隙称为中心疏松。疏松降低了钢材的致密度,使机械性能显著下降,降低轴承的使用寿命。
轴承钢在冶炼、浇铸过程中,由于钢液内各成分之间、钢液与炉衬之间接触所引起的化学反应产物、脱氧产物,以及炉壁、出钢槽、钢水包等耐火材料剥落而进入钢液,这些进入钢液而未排出的非钢液物质称为非金属夹杂物。非金属夹杂物在轴承钢中的存在,是降低轴承使用寿命的主要原因之一。
轴承钢的冶金检验方法
轴承钢钢材表面质量通常用肉眼检查。退火及未退火的热轧钢材必要时可用风动或电动手提砂轮磨成螺旋槽进行检查;冷拉退火条钢和钢管可用细的平锉刀在整根材料上锉成三到四处圆周光面,用肉眼检查;钢丝盘料通常也用肉眼检查,也可采用酸洗检查,即在盘料的两端各取250mm长的钢丝,按低倍酸洗工艺酸洗后肉眼检查其表面。
尺寸精度检验方法:退火和不退火的热轧圆钢,用读数值为0.1mm的游标卡尺或卡规进行尺寸精度检查。冷拉条钢和钢丝用分度值为0.01mm的千分尺进行检查。热轧和冷拉钢管的外径尺寸和壁厚差分别用读数值为0.1mm的游标卡尺和分度值为0.01mm千分尺检查。冷轧钢板和钢带的厚度用千分尺检查。钢材的长度、宽度用钢直尺检查。各种钢材(除盘料外)的弯曲度可用双直尺或塞尺检查。
鉴别钢种一般用手提看谱镜和火花鉴别法进行检查。手提看谱镜是一种半定量的光谱仪器,能够半定量地检查出钢中的主要合金元素,如铬、锰、镍、钼、钨、钒等。光谱检查可以查明被检钢材的钢号及有无混钢情况。火花检查是根据火花特征判断被检钢材的钢号。
对于冷拉退火条钢和热轧退火钢材要进行布氏硬度检查。布氏硬度试验方法按GB231—84标准进行。直径30mm以下的冷拉及热轧退火钢材应进行断口检查。在钢材一端切出缺口后用锤击断或用压力机截取断口试样,然后用肉眼检查断面上是否有缩孔、白点、裂纹,过烧等缺陷。
直径大于30mm的退火钢材和不退火钢材一般都检查低倍组织。即在钢材的一端用锯床(退火材)和砂轮切割机(不退火材)切取厚度为12~15mm的圆片试样,试样被检的一面用磨床磨平。经热酸洗后用肉眼检查是否有偏析、疏松程度、缩孔、白点、裂纹、过烧等缺陷。热酸洗用50%的工业盐酸水溶液,加热到70±5℃,酸洗时间为30~40min,试样取出后用碱水冲洗,然后用80℃热清水冲洗净。
化学成分一般按炉号取样分析。钢号的各种元素成分分析方法按国家标准规定进行。化学分析方法比较慢,不适用于生产现场;由于光谱科学的发展,目前,在生产厂一般采用光谱分析方法来分析检验钢材的化学成分。
高倍组织用金相显微镜进行检查。检验的项目有:退火组织(放大500倍)、脱碳层深度(放大100倍)在钢材的横向截面上检查;碳化物液析、带状碳化物、非金属夹杂物(放大100倍)在钢材的纵向截面上检查。为了减少试样数量,网状碳化物的检验可与带状碳化物、碳化物液析用同一试样在纵向截面上检查,有疑问时,再以横向截面检验结果为准。
【关键词】高速铣削;加工;工艺
高速铣削不能按照任何特定的速度值来定义,获得很高数值的转速或线速度不是它本身的目标。与之相反,高速铣削描述了使用速度的方法。在高速铣削加工里,速度是一种催化剂。当高速主轴和高进给下的精确定位有机结合时,高速切削开始显现出实用价值。在模具加工里,高速切削让使用小直径刀具和小切深成为现实,所以槽和复杂细节的加工可通过铣削来代替EDM。此外,高速切削加工获得的光洁表面使得取消手工抛光成为可能。
1.刀具技术
高速加工用的刀具必须与工件材料的化学亲和力小,具有优良的力学性能,化学稳定性和热稳定性,良好的抗冲击和热疲劳特性。普通加工的刀具夹紧技术也不再符合高速加工,FIDIA 机床采用HSK刀柄。刀柄锥部和端面同时与主轴内锥孔和端面接触双定位,且此类刀柄采用的是内涨式夹紧技术,保障了主轴高速运转的安全性。
高速切削主轴面向高速,同时高扭矩主轴的发展对刀柄提出高的要求,而普遍采用的普通ISO或BT刀柄已经无法满足使用要求。在这方面,必须考虑以下因素:最小的动不平衡量、最小的径向偏差、高钢性、高精度、传递高扭矩、换刀时的高重复精度、高转速下的安全性。原则上,这些要求必须通过主轴和刀柄之间的连接方式来满足。不过这两个接口都已经有了新的连接方式,最大限度地满足了规定的要求。
2.各种材料的高速切削技术
高速切削不同材料时,其所用的切削工具、工艺方法以及切削参数均有很大不同,而且和在普通切削速度加工时的情况也有很大不同,掌握正确的高速切削工艺方法,是高速切削应用技术中的一个重要环节。
2.1高速切削铝合金技术
铝材料零件的高速加工,在20世纪80年代就已经在工业中广泛应用,经过适当冷处理的铝合金材料,强度可高达540Mpa,它的相对密度很轻,是飞机和各种航天器零部件的主要材料,也是机器和仪表零部件的常用金属。近年来铝合金在汽车和其它动力机械中的应用也逐渐增多。加工轻合金的优势主要在:切削力和切削功率小,大约比切削钢件小70%;切削短、不卷曲,因而在高速加工中易于实现大量切屑的排屑自动化,刀具磨损小,用硬质合金、多晶金刚石等刀具在很高的转速下切削铝合金材料,可以达到很高的刀具寿命;加工表面质量高,仅采用少量的切削液、在近乎干切的情况下不用再经过任何加工或手工研磨,零件即可得到很高的表面质量;可采用很高的切削速度进行加工,切削速度可高达1000-20000/min,高速加工95%以上切削热被切屑迅速带走,工件可保持室温状态,热变形小,保证了加工的高精度。如瑞士米克朗的高速铣HSM400在2003年北京国际机床展上加工的一个薄壁铝件,厚度为0.1mm,高度为25mm,进刀速度高达20000/min,而且保证了良好的尺寸精度和几何精度。
2.2高速铣削钢技术
近年来,高速加工开始用于钢的精加工,特别是加工形状复杂的零件,高速切削可以大大提高生产率,高速铣削钢和铝合金有所不同,主要问题是刀具的磨损,优化切削参数的目的不仅仅为了提高金属切除率,而且更注重于降低切削力,提高工件表面质量、尺寸精度和形状精度以及减少刀具磨损。
2.3钢材的高速铣削技术
高速铣削钢材时,刀具要用更锋利切削刃和较大的后角,这样可以减少切削时的刀具磨损提高刀具的使用寿命,刀具参数也应当随着进给速度的变化而变化。当进给速度增加时,刀具的后角要减小;进给速度对刀具的前角的影响相对比较小。按照常规的切削规律,刀具的正前角能够减小切削力,并减小月牙洼磨损。但在高速下,正前角并不比零度前角更多地降低切削力,负前角虽然能使刀具片有更高的切削稳定性,但是增大了刀具切削力和月牙洼磨损。在高速铣削时,轴向进给量对刀具磨损的影响比较小,而径向进给量的影响则较大。刀具寿命随切削面的增加而降低。轴向进给切削和径向进给切削二者之间是相互关联的。在以径向进给进行时,常常会因为高速产生的高温超过刀具材料的红硬性而造成刀具失效。在径向进给比较慢时,刀具的非接触区时间比接触区时间长,短时间的发热可以由比较长时间地冷却来弥补。因此,从整体上来看,径向进给速度应稍慢一些,建议进给量只值等于刀具直径的5%-10%。
2.4高速切削难加工材料技术
一般来讲,合金材料包括特殊合金钢、钛、镍合金。这些材料由于强度大、硬度高、耐冲击,大多用于航空、航天制造和动力部门,但加工中这些材料容易硬化,切削温度高,刀具磨损严重,属于难加工材料。
在加工这些材料的过程中,导致刀片失效的典型形式刀具后面磨损,最大的磨损区是刀尖部位,另外是刀具和工件之间的通道处,由于切削条件差,磨损的痕迹会在这些地方产生,因而形成严重的刀口毛刺,刀刃的磨损改变了刀具的几何参数,增大了切削力,尤其是切削高强度合金的情况时,容易使刀片碎裂。实验证明逆铣要比顺铣的效果好,加大刀具前角明显减小切削力,刀具前角γ的变化范围是在8°~28°之间。在上述前角范围内,加工钛合金、特殊合金和镍基高温合金材料时刀具寿命都能提高,当刀具前角为负时,刀具的切削稳定性提高,但刀具寿命降低。切削过程和刀具寿命也受刀具后角α的影响增加刀具后角可提高刀具寿命,但当后角α>20°时,刀具寿命开始下降。
2.5高速切削硬质材料技术
淬硬钢材料包括普通淬火钢、淬火态模具钢、轴承钢、轧锟钢及高速钢等,是典型的耐磨结构材料,广泛用于制造各种对硬度和耐磨性要求高的零件。淬硬钢材料的特点是经淬火或低温去应力后具有比较高的硬度(55~68HRC),很难用传统的切削方法加工,通常采用磨削进行精加工,但磨削效率低下,成本高。高速硬切削为淬硬钢材料加工提供了更好的解决途径。提高了效率、少了污染、减少设备投资,适应柔性生产。淬硬钢材料的伸长率小、塑性低、易于形成高光洁度表面,有利于以切代磨。但其硬度高,切削性能差。从切削过程可以看出加工淬硬钢材料切削力增大、切削热增加,为了获得必要的加工精度和表面光洁度及刀具寿命,必须精心选择切削刀具和几何参数,优化切削工艺参数。比如选用材料CBN、PCBN、性能好的陶瓷、超细晶粒硬质合金及涂层硬质合金刀具。尽量选择较大圆鼻刀具、刀具的前角为负的较好。(α≤-5°)