粉末冶金設(shè)備及車間設(shè)計(jì)講義

/《粉末冶金車間設(shè)備及設(shè)計(jì)》講義緒論粉末冶金是材料科學(xué)的一個(gè)重要領(lǐng)域。在國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)中起著重要的作用.粉末冶金方法起源于公元前三千多年。制造鐵的第一個(gè)方法實(shí)質(zhì)上采用的就是粉末冶金方法.１909年制造電燈鎢絲,推動(dòng)了粉末冶金的發(fā)展;1９23年粉末冶金硬質(zhì)合金的出現(xiàn)被譽(yù)為機(jī)械加工中的革命；三十年代成功制取多孔含油軸承;繼而粉末冶金鐵基機(jī)械零件的發(fā)展,充分發(fā)揮了粉末冶金少切削甚至無切削的優(yōu)點(diǎn);四十年代,出現(xiàn)金屬陶瓷、彌散強(qiáng)化等材料；六十年代末至七十年代初，粉末高速鋼、粉末高溫合金相繼出現(xiàn)；利用粉末冶金鍛造及熱等靜壓已能制造高強(qiáng)度的零件。工程材料主要利用其力學(xué)性能（強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性等);功能材料主要利用其物理性能(光、電、磁、熱、聲等)。領(lǐng)域:機(jī)械、化工、電器儀表、石油鉆探、國防等材質(zhì):Fｅ基、Cｕ基、Cu-W合金、W制品、WＣ－Co合金等用途:摩擦材料、減磨材料、結(jié)構(gòu)材料、工具材料、電工材料等多孔材料：孔隙度2０~30%,可以過濾、減震、隔音、熱交換等減摩材料：多孔可含油，保證高耐磨性時(shí)低的摩擦系數(shù)。摩擦材料：高耐磨性和高的摩擦系數(shù)。工具材料：硬質(zhì)合金、粉末高速鋼、金屬陶瓷等工模具.電磁材料：電器、電子、通訊等元件高溫材料：助推火箭、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)等。目前大家在做的事情:（1）金屬粉末高密度、高精度、高強(qiáng)度粉末冶金零件的發(fā)展,導(dǎo)致日本、歐美低合金粉末生產(chǎn)的迅速發(fā)展。按照加入的合金元素，現(xiàn)在有Cr一Ｍｎ系與Ni一Ｍo一Cu系,但它們皆趨向于采用復(fù)合型粉末（是指用氣體式液體霧化法制成的預(yù)合金化粉末。部分?jǐn)U散預(yù)合金化粉末，使一種或幾種組份以涂層狀或很細(xì)的彌散顆粒狀分布于主要組份粉末顆粒之上或之中組成的粉末）。（2)硬質(zhì)合金混料設(shè)備:采用微機(jī)控制的可傾式球磨機(jī).新的干燥方法有噴霧干燥法及流態(tài)化床干燥法以及兩者結(jié)合的流態(tài)化床噴霧制粒裝置。

成形技術(shù)：擠壓成形法可生產(chǎn)0。2一0．35mm的打印針，中０.５～30mm，長(zhǎng)達(dá)３m的棒針，內(nèi)徑o．OZmm,外徑ｏ。４５mm的微型套管。還可生產(chǎn)整體銑刀、鉸刀、麻花鉆、微型鉆、螺旋銑、半月型空心深孔鉆等形狀復(fù)雜的制品，這是模壓法所難以勝任的。

燒結(jié)技術(shù):過壓燒結(jié)，也稱低壓熱等靜壓、真空燒結(jié)熱等靜壓或低壓真空燒結(jié).其實(shí)質(zhì)是脫蠟、預(yù)燒、燒結(jié)、熱等靜壓合為一道工序。這種新的燒結(jié)技術(shù)源于８0年代初期，可以說是由熱等靜壓技術(shù)演變過來的.可以得到孔隙度為零的產(chǎn)品,且能消除鉆池和碳化物晶粒異常長(zhǎng)大,因而更能保證燒結(jié)質(zhì)量。?涂層硬質(zhì)合金：自19６9年問世后，發(fā)展速度很快,涂層刀片已達(dá)切削刀片總量的60一7０%。?機(jī)夾刀片技術(shù)和廢料回收技術(shù):硬質(zhì)合金工藝技術(shù)方面的重大進(jìn)展，除上述幾方面外，還有機(jī)夾刀片(或可轉(zhuǎn)位刀片)技木和硬質(zhì)合金廢料的回收拉術(shù)。機(jī)夾刀片的發(fā)展給機(jī)械加工業(yè)帶來巨大效益，因此成為世界各國硬質(zhì)合金廠的主要產(chǎn)品.最近發(fā)展起來的電泳回收法，亦可方便地回收WＣ和ＣO，克服了產(chǎn)物中的含鋅間題，但還需進(jìn)一步控制粒度。

（3）航空工業(yè)粉末冶金結(jié)構(gòu)材料

60年代以來，粉末冶金技術(shù)在航空上的應(yīng)用出現(xiàn)了突破性的發(fā)展，一系列新技術(shù)、新工藝和新材料相繼涌現(xiàn)。如超細(xì)超微、高純高合金化粉末制造技術(shù),快速凝固、機(jī)械合金化、噴射成形（４）非晶態(tài)合金粉末非晶態(tài)合金在結(jié)構(gòu)和成份上的均勻性,使它具有許多獨(dú)特的性能，如優(yōu)異的磁性、耐腐蝕性、耐磨性,高的強(qiáng)度、硬度和韌性,高的電阻率和機(jī)電藕合系數(shù)，以及良好的催化活性，儲(chǔ)氫特性，釬焊性能和防輻照特性等,由于其性能優(yōu)異、制備工藝簡(jiǎn)單,非晶態(tài)合金的研究和產(chǎn)品開發(fā)已成為8０年代材料科學(xué)界的熱點(diǎn)項(xiàng)目之一。制取非晶態(tài)合金粉末的主要方法有:常規(guī)氮?dú)忪F化法，高壓水霧化法，超聲氦氣霧化法。其它方法還有,高速旋轉(zhuǎn)筒法，滾筒急冷法等。（5）精細(xì)陶瓷研究與開發(fā)只有嚴(yán)格控制精細(xì)陶瓷的形狀與結(jié)構(gòu)，才可以提高陶瓷的性能并開發(fā)新用途。（６）粉末冶金新工藝的發(fā)展自芡燼高溫合成技術(shù)(SHs）自蔓燃高溫合成技術(shù)是一種能合成，制造和加工處理各種材料的新技術(shù)。ＳHS技術(shù)是利用化學(xué)能而不是電能，用快速內(nèi)燃，而不是慢速外部加熱的方法，與傳統(tǒng)的材料制造工藝相比，其工藝和設(shè)備簡(jiǎn)單，能耗和原材料消耗低，由于高溫蒸發(fā)低沸點(diǎn)雜質(zhì)，產(chǎn)品純度高，而高溫梯度和大的冷卻速率，能獲得復(fù)雜相或亞穩(wěn)相，生產(chǎn)效率高,成本低等。

SHＳ的應(yīng)用非常廣泛，應(yīng)用領(lǐng)域一般可分為6個(gè)方面，即ＳHS制粉，SHＳ燒結(jié),SHS致密化；ＳHS焊接，SＨS涂層,SHS熔敷。

超細(xì)粉末的制備及其應(yīng)用有人預(yù)測(cè)，2000年新材料發(fā)展的焦點(diǎn)：一是超導(dǎo)材料;二是超細(xì)粉末。超細(xì)粉末的制備方法很廣,分物理法、化學(xué)法和物理化學(xué)法三大類。物理法有:流動(dòng)油面上真空蒸發(fā)法、放電爆炸法、低壓氣中蒸發(fā)法（包括等離子射流法、電子束法、激光束法等）?；瘜W(xué)法有:氣體還原法、氣相反應(yīng)法、金屬碳基物熱分解法;汞齊法、冷凍干燥法等。物理化學(xué)法有代表性的是活化氫熔融金屬反應(yīng)法(其粒度范圍為..02~０.1ｎm）,該法是一種頗有前途的工業(yè)化生產(chǎn)超細(xì)粉末的方法。應(yīng)用廣泛、技術(shù)成熟、生產(chǎn)低投入、深度加工高回報(bào)等，導(dǎo)致粉末冶金行業(yè)發(fā)展非常迅速,工廠層出不窮。株洲的知名企業(yè)與著名商標(biāo)，而成為硬質(zhì)合金的代名詞.我國粉末冶金行業(yè)已經(jīng)經(jīng)過了近１0年的高速發(fā)展，但與國外的同行業(yè)仍存在以下幾方面的差距：（1)企業(yè)多，規(guī)模小，經(jīng)濟(jì)效益與國外企業(yè)相差很大。（2)產(chǎn)品交叉,企業(yè)相互壓價(jià)，競(jìng)爭(zhēng)異常激烈。（3）多數(shù)企業(yè)缺乏技術(shù)支持,研發(fā)能力落后,產(chǎn)品檔次低，難以與國外競(jìng)爭(zhēng)。（4）再投入缺乏與困擾。（5）工藝裝備、配套設(shè)施落后。（6）產(chǎn)品出口少，貿(mào)易渠道不暢。工廠性質(zhì)不同：國有控股、民營企業(yè)、合資企業(yè)等產(chǎn)品性質(zhì)不同：粉末專業(yè)生產(chǎn)廠、粉末冶金制品生產(chǎn)廠等本課程分兩個(gè)部分：車間設(shè)備和車間設(shè)計(jì)本課程學(xué)習(xí)目的:1了解粉末冶金生產(chǎn)中基本設(shè)備2了解工廠設(shè)計(jì)的基本概念３了解生產(chǎn)和質(zhì)量管理的基本過程與環(huán)節(jié)4建立安全、環(huán)保、防范的基本意識(shí)結(jié)業(yè)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：平時(shí)成績(jī)（含作業(yè)）30分，考試7０分。第一部分粉末冶金車間設(shè)備第一章制粉設(shè)備教學(xué)內(nèi)容：固體還原、氣體還原制粉原理及設(shè)備;安全用氫;物理制粉設(shè)備。教學(xué)要求:掌握氣體還原制粉原理及設(shè)備；掌握安全使用氫氣；了解物理制取金屬粉末方法及設(shè)備.教學(xué)難點(diǎn)：氫氣的安全使用。教學(xué)安排:4課時(shí)金屬粉末屬于松散狀物質(zhì),其性能綜合反映了金屬本身的性質(zhì)和單個(gè)顆粒的性狀及顆粒群的特性。一般將金屬粉末的性能分為化學(xué)性能、物理性能和工藝性能?；瘜W(xué)性能是指金屬含量和雜質(zhì)含量。物理性能包括粉末的平均粒度和粒度分布，粉末的比表面和真密度，顆粒的形狀、表面形貌和內(nèi)部顯微結(jié)構(gòu)。工藝性能是一種綜合性能,包括粉末的流動(dòng)性、松裝密度、振實(shí)密度、壓縮性、成形性和燒結(jié)尺寸變化等。按轉(zhuǎn)變的作用原理分為機(jī)械法和物理化學(xué)法兩類,既可從固、液、氣態(tài)金屬直接細(xì)化獲得,又可從其不同狀態(tài)下的金屬化合物經(jīng)還原、熱解、電解而轉(zhuǎn)變制取。難熔金屬的碳化物、氮化物、硼化物、硅化物一般可直接用化合或還原-化合方法制取。粉末冶金制品的原材料-金屬粉末可有多種路徑得到。物理化學(xué)方法：氧化還原（礦山產(chǎn)品)、氣相冷凝、液相沉淀、電解等機(jī)械方法：機(jī)械破碎、霧化等應(yīng)用最廣的是還原法、霧化法、電解法。1。1固體碳還原制粉設(shè)備主要適用于鐵粉生產(chǎn)生產(chǎn)原理:Ｃ＋Fe２Ｏ3、Fe3Ｏ4、FeO===Fe+CＯ２本還原反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度有利反應(yīng)進(jìn)行。參加反應(yīng)的原材料是固體C（煤、焦碳、木炭)和氧化鐵(鐵鱗），生成物是鐵(海綿鐵）和廢氣.對(duì)設(shè)備的基本要求:加熱反應(yīng)110０—1保溫?cái)U(kuò)散型相變需要時(shí)間冷卻高溫出爐遇空氣又氧化排氣廢氣分壓影響反應(yīng)方向測(cè)溫控制反應(yīng)速度與產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)料減小勞動(dòng)強(qiáng)度常見設(shè)備:倒焰爐圖1—１P3隧道窯圖1-2P４*生產(chǎn)過程控制:原料準(zhǔn)備：鐵礦粉（烘干）、還原劑（煤粉或焦炭粉）、脫硫劑（石灰石）裝罐：ф３5０×3８0隧道窯分為三段:預(yù)熱帶、還原帶、冷卻帶.窯長(zhǎng)260m預(yù)熱帶（５1m)水分的蒸發(fā)、水合物分解和碳酸鈣分解還原帶（１54m）鐵的氧化物被ＣＯ還原C＋CO２==2COFｅO+CO==Fe+CO2CO2+C==2CO…….循環(huán)一切有利碳?xì)饣磻?yīng)的措施，均提高還原速度.如提高溫度、增加配碳量、增加碳粉表面積、加催化劑等.FｅＯ消失后，爐內(nèi)氣氛為滲碳?xì)夥?海綿鐵開始滲碳2ＣO==C+CO23Fｅ+Ｃ＝=Fe3C冷卻帶(５5m）低于100℃出爐溫度下降、氣氛變?yōu)檠趸再|(zhì)、海綿鐵收縮等，再氧化。預(yù)防海綿鐵再氧化措施：反應(yīng)罐加蓋密封.過程達(dá)20～４0h,還原溫度1180℃，噴嘴152支，溫度控制點(diǎn)25個(gè)。1.2氣體還原制粉設(shè)備前面介紹起還原作用的是CO氣體，但還原劑加入為固體形式。而氣體還原制粉的還原劑卻是另一種還原性氣體-—?dú)錃?。主要?yīng)用于W粉、Mo粉、Cｏ粉、Ｎi粉、Cu粉等的生產(chǎn)。生產(chǎn)原理:H2＋MｅO＝==Me+H２O本還原反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度有利反應(yīng)進(jìn)行。參加反應(yīng)的原材料是還原性強(qiáng)的氫氣和金屬的氧化物，生成物是還原金屬和氧化性強(qiáng)的水蒸氣。對(duì)設(shè)備的基本要求：加熱反應(yīng)95０~1000℃保溫?cái)U(kuò)散型相變需要時(shí)間冷卻高溫出爐遇空氣又氧化排氣廢氣分壓影響反應(yīng)方向測(cè)溫控制反應(yīng)速度與產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)料減小勞動(dòng)強(qiáng)度生產(chǎn)過程控制:原材料處理，生產(chǎn)方法(裝料，還原金屬，溫度控制）。與前不同是，使用了非常危險(xiǎn)的易爆氣體—?dú)錃?且產(chǎn)生強(qiáng)氧化性水蒸氣。常見設(shè)備：管式爐或管式還原爐圖1—5P6網(wǎng)帶式還原爐圖１—6P7回轉(zhuǎn)管式還原爐圖1－1１Ｐ１0設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)：爐頭、爐身、爐尾、爐管、爐殼；推舟系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、氫氣管道系統(tǒng)、進(jìn)氣排氣設(shè)置、水冷系統(tǒng)等.*生產(chǎn)舉例：氫氣還原氧化鎢工藝Ｗ的氧化物中有四種比較穩(wěn)定形式：黃色WO3、藍(lán)色WO2。９0、紫色ＷO2．７2、褐色WO2。實(shí)際反應(yīng)順序：WＯ3+０.1H2==＝WO2.90+０．1H2OＷO2．9０+0．１8H2===WO２.72＋０．1８H２ＯWO２.7２＋０。7２H2=＝=WO2+0。72H2OWO2+2H2===W+2Ｈ2WO3+H2===W+３H2O機(jī)理：化學(xué)氣相遷移長(zhǎng)大機(jī)理。在水蒸氣下,WO3生成揮發(fā)性較強(qiáng)的水合氧化物WO2（OH）2，呈氣相,并在H2作用下沉淀在W粉顆粒上，W粒聚集長(zhǎng)大。從機(jī)理上看，高溫和濕氫有利于氣相遷移.還原過程分析，它受Ｔ和比值控制１T：T〉７7５℃WO2。7２——-ＷO2－－—α—WＷO3－--WO2.90-—T=５75—585℃WＯ2———-—α－ＷT=52５—55０℃β—W—－—α-WT越低還原時(shí)間越長(zhǎng)２:如比值較大，Ｔ將提高;降低T，必降低比值,降低PH2O。生產(chǎn)控制：1H２流量提高，水氣迅速排除，有利得到細(xì)顆粒W粉.但太大,W粉實(shí)收率下降。轉(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)定H2流量2氫濕度(H2中水與反應(yīng)生成水）較高。當(dāng)溫度較高,生成ＷＯ２（OH）2速度提高，W顆粒長(zhǎng)大加劇。順H2和逆Ｈ2工藝3料層薄，水氣易排除，有利制得細(xì)顆粒Ｗ粉。4原料中水含量太高，出爐可能再次氧化，W粉氧含量可能超標(biāo)。所以,原料粉盡可能干燥.*碳管爐圖１-7P8書上作為還原爐介紹,實(shí)際多作為碳化使用。結(jié)構(gòu)：爐管為石墨管，也為加熱元件。易氧化燃燒,故用石墨粉作保護(hù)層。特點(diǎn)：電阻很小,很小電壓，可形成較大電流,產(chǎn)生熱量較大,達(dá)到較高溫度.同時(shí)，具有負(fù)的電阻溫度系數(shù),溫度越高，強(qiáng)度越大。Ｔ可達(dá)2200℃。需碳化的產(chǎn)品：W粉、CＫ料（復(fù)式碳化物或稱碳化物固溶體）等.不通H2W+C===WCＷ+2CO==＝WC+ＣO2通H2的C+2Ｈ2===CＨ4W＋CH４===WＣ＋2H2TiO2+3C+WC===(40－60)TiC－ＷＣ+2COTiO2+3C+WＣ+TaC——--ＴiC-WC-TaＣ＊H2爐安全操作氫氣為易爆危險(xiǎn)氣體，爆炸危害程度非常大。工業(yè)生產(chǎn)卻是較便宜的有效的強(qiáng)還原性氣體.工業(yè)制造方法有水電解和氨氣分解.氫氣性質(zhì)：氫氣在空氣里的燃燒，生成水。2H2＋Ｏ２==2Ｈ2O這一反應(yīng)過程中有大量熱放出，是相同條件下汽油的三倍.因此可用作高能燃料,在火箭上使用。我國長(zhǎng)征3號(hào)火箭就用液氫燃料。不純的H2點(diǎn)燃時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸.但有一個(gè)極限,當(dāng)空氣中所含氫氣的體積占混合體積的4％~７4．2％時(shí),點(diǎn)燃都會(huì)產(chǎn)生爆炸,這個(gè)體積分?jǐn)?shù)范圍叫爆炸極限。實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)注意的幾個(gè)時(shí)候：開爐、停爐、卡舟、突發(fā)停電、突發(fā)停水、突發(fā)停H2開爐新爐密封-—－送氫——-爐頭取樣,試鳴３次－--（如果是鉬絲爐,爐殼還應(yīng)試鳴）爐頭點(diǎn)火-—-送水———送電升溫停爐推空舟－--斷電小于50０℃停氫—-－停水卡舟斷電--－加大H2流量-—-勾舟至冷卻帶或卸出-——推空舟-—-升溫停電推空舟—－－判斷事故原因與處理時(shí)間-——停爐處理或等待來電停水?dāng)嚯娊禍兀?停止推舟--－超過1小時(shí)，一次卸1/3舟—-－停爐處理停氫立即封閉排氣口和爐門－—－超過半小時(shí),斷電－—-一次卸1／2舟１.3霧化制粉設(shè)備霧化制粉法:

以快速運(yùn)動(dòng)的流體（霧化介質(zhì)）沖擊或以其他方式將金屬或合金液體破碎為細(xì)小液滴，繼之冷凝為固體粉末的粉末制取方法.霧化法是生產(chǎn)完全合金化粉末的最好方法，其產(chǎn)品稱為預(yù)合金粉.這種粉的每個(gè)顆粒不僅具有與既定熔融合金完全相同的均勻化學(xué)成分，而且由于快速凝固作用而細(xì)化了結(jié)晶結(jié)構(gòu)；消除了第二相的宏觀偏析。霧化：氣體霧化、液體霧化、離心霧化、復(fù)合霧化等均屬于機(jī)械方法.1氣體霧化制粉設(shè)備雙流霧化法圖1—12P１２常用來生產(chǎn)鋁粉、青銅粉結(jié)構(gòu):熔煉系統(tǒng)、氣源系統(tǒng)、霧化系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)等熔煉中頻加熱漏包,形成金屬液流氣源壓縮空氣或氮?dú)忪F化氣體通過噴嘴吹散金屬液流冷卻吹散的金屬熔滴落在水冷筒體中的鐘罩式冷卻器除塵夾帶金屬粉塵的氣體經(jīng)旋風(fēng)除塵器和布袋除塵器排出2水霧化制粉設(shè)備圖1—16P14原理與上相同，將氣體變成水結(jié)構(gòu)：熔煉系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、霧化系統(tǒng)、水粉分離系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)等熔煉中頻加熱漏包，形成金屬液流供水經(jīng)過高壓水泵提供高壓水霧化高壓水通過噴嘴吹散金屬液流水粉分離由射流引料器將水和粉射入類似旋風(fēng)除塵器的水粉分離器干燥螺旋式振動(dòng)干燥器干燥含水分的金屬粉3離心霧化制粉設(shè)備單流霧化結(jié)構(gòu)：加熱系統(tǒng)、霧化系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)等加熱電弧加熱式自耗電極電弧熔化圖1—1８P15電子束加熱式電子束熔化電極圖1-19P15霧化電弧加熱式高速旋轉(zhuǎn)自耗電極電子束加熱式高速旋轉(zhuǎn)坩堝冷卻冷卻液或氬氣、氦氣除塵旋風(fēng)后收集1.4電解制粉設(shè)備主要應(yīng)用于生產(chǎn)純銅粉、鎳粉、銀粉原理：在電解液-－—水溶液或金屬熔鹽中通入直流電,正價(jià)金屬離子在陰極得電子形成松散的金屬粉末。*比較幾種制粉方法：生產(chǎn)方法不同，源于金屬粉末要求（顆粒形狀、顆粒結(jié)晶形態(tài)、粉末物理性能、成分控制、價(jià)格等因素）,原材料供應(yīng),實(shí)際生產(chǎn)要求等氣霧化粉末顆粒呈圓形,氧含量最低（低于ｌ0０×10—6),可直接用熱成形技術(shù)（如熱等靜壓）制成致密化產(chǎn)品。水霧化粉末顆粒多為不規(guī)則形狀，氧含量高(高于600×10—6），須經(jīng)退火處理，但其具有很好的壓縮性，可冷壓成形,真正能完全有效地避免氧化物夾雜污染的措施是采用“單流”霧化制粉法，例如旋轉(zhuǎn)電極霧化制粉法（見旋轉(zhuǎn)電極制粉法)。水霧化與氣霧化制作合金粉末的方法,雖然制粉的原理相同，但制得的粉末的物理性能相差還是很大的，特別是形狀。由于氣體的熱容量要比水小，所以采用氣霧化時(shí)，合金受到的激冷度低,受到霧化介質(zhì)沖擊時(shí),霧化成細(xì)小液滴的合金液不會(huì)馬上凝固，這給了合金液滴在下落過程中收縮成球的時(shí)間，所以容易獲得球形合金粉末。水霧化時(shí)情形正好相反，由于水對(duì)霧化成細(xì)小合金液滴的激冷作用，幾乎是在一瞬間,就凝固成了合金粉末，這使得那些表面張力較小的合金形成的合金粉末，呈土豆?fàn)罨虿灰?guī)則形狀,只有那些表面張力較大的合金，例如鎳基合金,才能做成球形合金粉末。合金粉末的氧含量，與合金本身對(duì)氧的敏感性和霧化時(shí)的霧化環(huán)境中的氧含量有關(guān).如果合金本身對(duì)氧非常敏感，則不僅在霧化時(shí)要采取措施,在熔化時(shí)最好也采用真空熔煉。對(duì)于大多數(shù)合金,只要在霧化時(shí)采取減少與氧的接觸,就能達(dá)到降低合金粉末中氧的含量的目的.氣霧化時(shí),通常是使用氮?dú)庾鳛殪F化介質(zhì)，大量的氮?dú)獬錆M了霧化區(qū)，將霧化區(qū)的氧氣驅(qū)逐掉了，所以能保護(hù)合金液滴在霧化及冷卻時(shí)很少氧化。?當(dāng)一爐熔融的合金液被霧化成金屬粉末時(shí)，它的表面積在霧化的一瞬間增大了無數(shù)倍,換言之，其與氧結(jié)合的面積也增大了，有更多的金屬表面暴露在霧化環(huán)境中。所以,水霧化時(shí)，如果不采取措施，是無法避免合金液滴的氧化的。為了在水霧化時(shí),能讓霧化環(huán)境少氧或無氧，首先，必須將霧化筒體密封起來，將霧化環(huán)境與周圍的環(huán)境隔絕開來。其次，是要將已封閉起來的霧化筒體中的氧氣排除掉.最后,是在霧化的過程中一直保持這樣的一個(gè)無氧或低氧的霧化環(huán)境，直到霧化結(jié)束，合金液滴全部凝固成合金粉末。第二章成形設(shè)備教學(xué)內(nèi)容：模壓成形設(shè)備油壓機(jī)、杠桿式壓力機(jī)、等靜壓力機(jī)；擠壓機(jī)、注射成形設(shè)備。教學(xué)要求：掌握油壓機(jī)、機(jī)械壓力機(jī)的工作原理及設(shè)備結(jié)構(gòu)；了解其他成形設(shè)備.教學(xué)難點(diǎn)：重點(diǎn)油壓機(jī)結(jié)構(gòu);機(jī)械壓力機(jī)結(jié)構(gòu)。教學(xué)安排:４課時(shí)粉末冶金工業(yè)成形方法很多，主要介紹壓力成形常用的某些設(shè)備。如油壓機(jī)、機(jī)械式壓力機(jī)、冷等靜壓力機(jī)擠壓機(jī)等。2.１模壓成形設(shè)備1油壓機(jī)結(jié)構(gòu)：油泵、管道、閥門、油缸、機(jī)架、控制系統(tǒng)等油泵齒輪泵和柱塞泵圖2—1Ｐ2５齒輪泵兩對(duì)齒輪供油量大，油壓小?？蛰d快速動(dòng)作.柱塞泵兩對(duì)打氣筒供油量小,油壓大。提供壓機(jī)壓力。管道無縫鋼管。主油缸進(jìn)出油管道閥門管道上安裝的控制油前進(jìn)方向和壓力的閥門單向閥油只有一個(gè)前進(jìn)方向,與齒輪泵連用溢流閥油路中調(diào)整壓力機(jī)壓力。也稱調(diào)壓閥。與柱塞泵連用，通過阻尼孔,將柱塞泵過壓油溢流出管路。安全閥彈簧控制的安全閥門。保證油路鋼管不爆裂。電磁閥也稱換向閥。指向主油缸活塞的上或下部供油換向。OＯOOOBＰA油箱下腔進(jìn)油上腔如果P—A和Ｂ－O通，油進(jìn)主油缸上腔,活塞下行加壓如果P-B和Ａ-O通，油進(jìn)主油缸下腔，活塞上行卸壓油缸通常在壓力機(jī)上部,為單缸;也可在下部安裝,雙缸；也可在側(cè)面安裝,帶側(cè)壓。機(jī)架固定和支撐油缸作用.單柱－懸臂；雙柱；四柱。壓力機(jī)公稱壓力:２5T、45T、６0T、100T、200T、5０0T等工作原理：?jiǎn)?dòng)電源-－－—齒輪泵和柱塞泵空轉(zhuǎn)，電磁閥Ｐ－Ａ和B－O接通—－-－手動(dòng)打開油路閥門－齒輪泵供油為主,油經(jīng)Ｐ-Ａ進(jìn)入油缸上腔,下腔油在壓力作用下經(jīng)B—O進(jìn)入油箱，活塞快速下行———－壓快與模具接觸后，行程開關(guān)將齒輪泵關(guān)閉，柱塞泵打開，上腔油壓迅速提高，供油以柱塞泵為主，活塞慢速下行，加壓--－－達(dá)到最大壓力，溢流閥作用,手動(dòng)停止按鈕，保壓——--手動(dòng)退出按鈕，電磁閥換向，P-B和A—O接通，行程開關(guān)將齒輪泵打開,柱塞泵關(guān)閉,齒輪泵供油為主，油經(jīng)P－Ｂ進(jìn)入油缸下腔,上腔油在壓力作用下經(jīng)A－O進(jìn)入油箱，活塞快速上行卸壓-—--結(jié)束一個(gè)周期。如果有多個(gè)油缸，則將以主油缸帶動(dòng)行程開關(guān)完成輔助油缸相應(yīng)動(dòng)作。2機(jī)械式壓力機(jī)主要有凸輪式和杠桿式。特點(diǎn);自動(dòng)化生產(chǎn)，壓力小,動(dòng)作快，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格便宜，維修方便。凸輪式機(jī)械壓力機(jī):圖２-3Ｐ31目前，應(yīng)用最廣的DOＲＳT公司TPA壓力機(jī)。在傳統(tǒng)的壓力機(jī)結(jié)構(gòu)上改進(jìn)為：配有高精度模架，適應(yīng)多臺(tái)階復(fù)雜零件生產(chǎn);輔助液壓或氣動(dòng)系統(tǒng),對(duì)不等高制品的各高度壓制時(shí)進(jìn)行剛度調(diào)節(jié)；氣動(dòng)系統(tǒng)的后壓“頂壓”調(diào)節(jié),雙向壓制；氣動(dòng)予載脫模，沉孔制品有效脫模等。＊ＴPＡ自動(dòng)壓力機(jī)TPA自動(dòng)壓力機(jī)的基本結(jié)構(gòu)TPＡ系列壓機(jī)的基本結(jié)構(gòu)可以分為:傳動(dòng)部分(主電機(jī)、皮帶輪、離合器、變速機(jī)、偏心齒輪、傳動(dòng)軸、曲柄連桿、大拉桿）、上橫梁部分（上T型桿、位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、予載氣動(dòng)裝置)、壓制機(jī)構(gòu)部分（壓制橫梁、控制橫梁、支撐凸輪、頂壓機(jī)構(gòu)、下T型桿)、下拉機(jī)構(gòu)部分（下拉橫梁、下拉凸輪）、復(fù)位機(jī)構(gòu)部分(復(fù)位油缸）、送料機(jī)構(gòu)部分(四連桿、進(jìn)給凸輪)、控制部分（PQC３、角度編碼器、配電箱）、可裝卸的模架和機(jī)身等九大部分.另外可根據(jù)用戶要求配置機(jī)械手等其他功能附件。設(shè)備技術(shù)性能性能項(xiàng)目性能參數(shù)單位最大壓制壓力６0KＮ最大下拉壓力40KN最大壓制位置輔助支撐力３0KN上沖頭行程９5ｍm上沖頭調(diào)節(jié)70mm最大裝料高度70mｍ最大壓制行程３5mｍ最大下拉行程35mｍ最大頂壓行程６mm沖程速度調(diào)節(jié)９~６３次／min總負(fù)載3ＫW氣動(dòng)工作壓力0．5５MpaTPＡ壓力機(jī)結(jié)構(gòu)圖主要運(yùn)動(dòng)及傳動(dòng)原理的介紹1）上沖頭運(yùn)動(dòng)上沖頭運(yùn)動(dòng)是壓機(jī)的主傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)。它的傳動(dòng)路線如下：主電機(jī)→皮帶輪→氣動(dòng)離合器→渦輪變速機(jī)→傳動(dòng)軸→小齒輪→帶偏心輪的大齒輪→曲柄連桿→大拉桿（作垂直運(yùn)動(dòng)）→上橫梁→上T型桿→上沖頭的沖程運(yùn)動(dòng)。2）陰模運(yùn)動(dòng)陰模運(yùn)動(dòng)包括壓制運(yùn)動(dòng)、下拉運(yùn)動(dòng)、復(fù)位運(yùn)動(dòng)。壓制運(yùn)動(dòng):由于曲柄連桿與大拉桿的連接銷是由壓制橫梁的兩端圓柱取代，所以曲柄連桿的運(yùn)動(dòng)也就帶動(dòng)了壓制橫梁的運(yùn)動(dòng)；中心軸與壓制橫梁是滑動(dòng)配合而與控制橫梁是緊配合，上沖頭下行直至進(jìn)入?？?封口)的這段行程中壓制橫梁是沿中心軸滑動(dòng)下行，只有壓制橫梁下行到壓迫控制橫梁時(shí)才帶動(dòng)中心軸一起下行;中心軸上端上T型鍵與模架的下離合的T型鍵連接，下離合板通過四根導(dǎo)向桿與模板(陰模）相連,所以中心軸的下行帶動(dòng)陰模的下行；由于運(yùn)動(dòng)都是由曲柄連桿的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)的,所以此時(shí)上沖頭與陰模的運(yùn)動(dòng)都是同步的。下拉運(yùn)動(dòng)：進(jìn)入壓制位置時(shí),控制橫梁的兩個(gè)半月形滑塊坐落在支撐凸輪上，使陰模被支撐定位；壓制完成后，支撐凸輪由大半徑轉(zhuǎn)到小半徑，空出位置使陰模可以繼續(xù)下行；這時(shí)上沖頭開始回升，而主齒輪上的下拉凸輪卻壓迫下拉橫梁上半月形滑塊使之下行,下拉橫梁與中心軸也是緊配合，所以帶動(dòng)陰模繼續(xù)下行到脫出位置,使壓坯脫出。復(fù)位運(yùn)動(dòng):壓坯脫出后，在復(fù)位油缸（TPA15／3)、氣缸（TPA５０/3、TＰA20/３)活塞或復(fù)位彈簧的作用下,使中心軸帶動(dòng)陰模迅速回升,復(fù)位到裝料位置。３）頂壓運(yùn)動(dòng)頂壓運(yùn)動(dòng)是在壓制過程中,壓制橫梁內(nèi)的蝶形彈簧或頂出裝置強(qiáng)迫控制橫梁提前到達(dá)支撐凸輪上,使陰模被支撐定位;此時(shí),上沖頭并未到達(dá)下死點(diǎn),所以繼續(xù)下行一個(gè)距離（即頂壓行程），上沖頭這個(gè)運(yùn)動(dòng)是從上往下對(duì)陰模作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，來完成對(duì)壓坯的最后壓制。４）其他運(yùn)動(dòng)送料舟的運(yùn)動(dòng)是驅(qū)動(dòng)副軸帶動(dòng)進(jìn)給凸輪使四連桿驅(qū)動(dòng)送料舟前后運(yùn)動(dòng)；予載脫模運(yùn)動(dòng)是上T型壓桿內(nèi)雙向氣缸（ＴPA6壓機(jī)是彈簧）的作用而形成的.其他輔助運(yùn)動(dòng)大都是通過相應(yīng)的輔助裝置來完成的.常見機(jī)械控制故障原因及處理故障原因處理陰?；貜?fù)不到裝料位置１）模具復(fù)位裝置的密封環(huán)損失檢查并更換密封環(huán)2）模具復(fù)位的二位三通閥損壞檢查并更換二位三通閥3)ＴPA6的復(fù)位彈簧損壞檢查并更換復(fù)位彈簧壓制位置上陰?；靥?）壓制位置支撐用的滑墊磨損檢查并更換滑墊2）壓緊機(jī)構(gòu)和壓緊滾子磨損檢查并更換滾子陰模達(dá)不到下拉位置下拉滑墊磨損檢查并更換滑墊潤(rùn)滑油壓異常1）油的黏度低，流動(dòng)性過高檢查并更換抗磨液壓油２）油泵的馬達(dá)停止檢查并更換保險(xiǎn)絲３）吸管堵塞清洗吸管4）機(jī)內(nèi)油溫太高加強(qiáng)通風(fēng)、適當(dāng)調(diào)低壓力開關(guān)的工作點(diǎn)潤(rùn)滑濾油堵塞油過濾器芯子堵塞更換濾器芯子氣壓異常壓縮空氣壓力不足檢查壓縮空氣壓力壓力過載壓制密度過大或重壓反轉(zhuǎn)讓上沖頭回升至脫?？?，將上沖頭相對(duì)位置升高至上死點(diǎn),將過載制品壓出，再正轉(zhuǎn)調(diào)整杠桿式機(jī)械壓力機(jī)：圖2－4Ｐ333摩擦壓力機(jī)摩擦壓力機(jī)是沖床改進(jìn)的粉末壓力機(jī)圖2—６P３52．2冷等靜壓力機(jī)CIP技術(shù)結(jié)構(gòu)：受力架、高壓容器、高壓泵及管路圖2－７P3５受力架承受高壓容器兩端活塞壓力。安置在小車上。高壓容器高壓缸體加上下活塞構(gòu)成高壓泵柱塞泵（油）和薄膜泵(氣)原理:利用液體或氣體在密封容器內(nèi)壓應(yīng)力傳遞特點(diǎn)，將粉體或壓坯用軟包套(橡膠或塑料)密封，置于傳力介質(zhì)中,加壓而致密化。傳力介質(zhì)：L、G、SＬ水、礦物油；G氬氣、氮?dú)?；S橡膠、硬脂酸鋅普通物理認(rèn)為，液體不可壓縮.實(shí)際上壓力超過５0ＭPa，體積明顯減小，且壓力足夠大，液體出現(xiàn)凝固。(水＞400MPa成冰；礦物油＞600MPa凝固）。所以,通常使用冷等靜壓力30０MPa，如果壓力需大于４00MＰa傳力介質(zhì)用固體，大于1５0０MＰａ用鐵粉.濕袋等靜壓：粉末裝入軟模后,抽氣密封，直接裝入。軟模易污染粉末.干袋等靜壓：軟模放入母袋中,不與液體直接接觸.冷等靜壓產(chǎn)品特點(diǎn)：密度分布均勻。產(chǎn)品表面精度不高,粉末在軟模中分布難控制，壓坯外形不規(guī)則，必經(jīng)過機(jī)加工,且產(chǎn)生較多切削料。也可將粉末在模具中預(yù)成形，再入軟模進(jìn)行等靜壓加工.２.3其他成形設(shè)備擠壓機(jī)，注射成形機(jī),粉末鍛造設(shè)備等.略第三章燒結(jié)設(shè)備教學(xué)內(nèi)容:鉬絲爐;真空爐;網(wǎng)帶式燒結(jié)爐。教學(xué)要求：掌握燒結(jié)爐結(jié)構(gòu)、使用特點(diǎn)；掌握安全操作要點(diǎn)；了解事故處理方法。教學(xué)難點(diǎn)：重點(diǎn)真空爐結(jié)構(gòu)、安全操作要點(diǎn)。教學(xué)安排：２課時(shí)習(xí)題:主要介紹鉬絲爐和真空燒結(jié)爐3。１鉬絲爐P4３圖３—2鉬絲爐的基本結(jié)構(gòu)與管式氣體還原爐相似,只是發(fā)熱元件和爐管材質(zhì)不同，且工藝溫度不同.為連續(xù)式作業(yè)爐。產(chǎn)量大,工藝成熟投資小，運(yùn)行成本低，但產(chǎn)品尺寸受限制。此爐運(yùn)行溫度為1500℃左右,屬于硬質(zhì)合金燒結(jié)爐，采用氫氣保護(hù)氣氛。爐管材質(zhì)是陶瓷材料(剛玉管），發(fā)熱元件是鉬絲。鉬絲特點(diǎn)：使用溫度160０℃.抗氧化能力很差，550℃左右空氣中加熱劇烈氧化成粉末。只能在H2等保護(hù)氣氛或真空下使用。制品所用舟材質(zhì)為石墨。制品用氧化鋁加炭黑作填料支撐.３.2真空爐P43圖3—3結(jié)構(gòu)：爐體、水冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等爐體水冷夾層（包括爐體、爐門），內(nèi)層耐熱不銹鋼外層普通鋼板水冷系統(tǒng)水冷爐門、爐體、進(jìn)電極、電極導(dǎo)電管、羅茨泵等水可用自來水或循環(huán)水(冷卻塔)真空系統(tǒng)真空泵（旋片泵,羅茨泵）、真空度表、管道和閥門介紹旋片泵、羅茨泵、管道連接、閥門。加熱系統(tǒng)變壓器、導(dǎo)電管、電極、發(fā)熱體介紹進(jìn)電極、發(fā)熱體控制系統(tǒng)控制柜(電腦、電壓表、電流表、開關(guān)）、測(cè)溫?zé)犭娕疾僮鬟^程：１開冷卻水２啟動(dòng)電源總開關(guān)3啟動(dòng)旋片泵４觀察真空度,小于2５MP,啟動(dòng)羅茨泵5檢查系統(tǒng)真空和水冷系統(tǒng)６啟動(dòng)加熱系統(tǒng)開關(guān),進(jìn)入工藝程序.７觀察并記錄真空度、溫度、電流表、電壓表、水溫8結(jié)束工藝程序,關(guān)閉加熱系統(tǒng),隨爐冷卻9溫度低于600℃，關(guān)閉羅茨泵和旋片泵10溫度低于15０℃，關(guān)閉冷卻水，打開進(jìn)氣閥，出爐常見故障及措施:1真空度不高原因真空泵問題、管道漏氣問題、爐體漏氣（包括進(jìn)電極和熱電偶密封）問題、超負(fù)荷進(jìn)料等2水溫較高原因水壓較低3三對(duì)電流和電壓表異常（不平衡）原因發(fā)熱體連接間隙太大、發(fā)熱體斷裂、發(fā)熱體與炭氈短路4溫度出現(xiàn)異常波動(dòng)原因熱電偶已斷、熱電偶與發(fā)熱體短路５產(chǎn)品異常原因如果操作過程無異常，應(yīng)判定工藝制訂有誤6緊急事故處理停水立即停電，關(guān)閉所有閥門（包括水閥門），密切觀察進(jìn)電極,有條件送氬氣或氮?dú)?沒條件，準(zhǔn)備真空封泥。突然來水，應(yīng)緩慢開啟水閥門,直至水溫正常。停電手動(dòng)關(guān)閉所有真空系統(tǒng)閥門,停爐.來電后，采用快速升溫至原事故溫度，正常完成余下過程.其他事故（漏氣、電壓電流表異常、溫度異常），均按停爐立即處理。3.３網(wǎng)帶式燒結(jié)爐與網(wǎng)帶式還原爐相似，只是溫度控制不同.圖１－6P7網(wǎng)帶為封閉的能循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)的耐熱不銹鋼履帶.只能應(yīng)用于鐵銅基制品的燒結(jié)爐。溫度控制在１２00℃以下。第四章熱狀態(tài)致密化設(shè)備教學(xué)內(nèi)容：加壓燒結(jié)爐、熱壓設(shè)備、熱靜壓力機(jī)。教學(xué)要求：了解熱狀態(tài)致密化設(shè)備。教學(xué)難點(diǎn):無難點(diǎn)。教學(xué)安排:2課時(shí)習(xí)題:4。1加壓燒結(jié)爐圖4—１Ｐ5１典型用途是生產(chǎn)金剛石砂輪。同時(shí)加熱和加壓，利用電阻絲加熱至燒結(jié)溫度，金剛石層致密化同時(shí)與鋼基體焊接。每套間用石墨板相隔。金剛石砂輪有濃度和粒度指標(biāo)。4．2熱壓機(jī)圖4－2Ｐ5３典型用途是生產(chǎn)大型特殊的硬質(zhì)合金制品、較大密度較高的鐵銅基制品、金剛石制品等.有兩種形式：電阻加熱式和感應(yīng)加熱式熱壓石墨是加熱元件也是模具.三高石墨-－—高強(qiáng)度、高密度、高純度。4.3熱等靜壓機(jī)HIP技術(shù)設(shè)備原理與冷等靜壓相似。但是在熱狀態(tài)，故有加熱裝置。圖4—5P55加熱方式有內(nèi)熱和外熱，加壓介質(zhì)為惰性氣體。工藝操作：１先壓后升溫進(jìn)料-－-抽氣后充氬——－加壓（充氬）—-－升溫－－—保溫保壓-－-卸壓降溫2先升溫后壓進(jìn)料——－抽氣后充氬－—－低壓升溫———加壓充氬--－保溫保壓-－-卸壓降溫3同時(shí)升溫加壓進(jìn)料-－-抽氣———充氬升溫-－－保溫保壓—-—卸壓降溫第五章輔助設(shè)備教學(xué)內(nèi)容:教學(xué)要求:教學(xué)難點(diǎn)：教學(xué)安排：習(xí)題：工藝流程和性質(zhì)不同，配置的生產(chǎn)設(shè)備會(huì)有區(qū)別。硬質(zhì)合金生產(chǎn)傳統(tǒng)工藝流程:原料———混合（濕磨)--－干燥——-摻膠——-制粒-—－壓制—－－脫膠———燒結(jié)-－－毛坯-—-清理入庫配置設(shè)備：原料還原爐、碳化爐濕磨球蘑機(jī)５0L180Ｌ干燥振動(dòng)干燥機(jī)摻膠螺旋混料機(jī)１5KＧ制粒擦碎篩、制粒機(jī)壓制壓力機(jī)脫膠脫膠爐燒結(jié)燒結(jié)爐清理噴砂機(jī)目前常用硬質(zhì)合金生產(chǎn)工藝流程：原料－-—濕磨－——噴霧干燥－—-壓制-—-(脫膠）－—-燒結(jié)-—-毛坯清理入庫配置設(shè)備：原料還原爐、碳化爐濕磨可傾式球蘑機(jī)干燥噴霧干燥塔壓制壓力機(jī)燒結(jié)真空脫膠燒結(jié)一體爐清理噴砂機(jī)、鈍化處理機(jī)、微波清理機(jī)鐵銅基制品生產(chǎn)工藝流程：原料--－混料-—-壓制--—燒結(jié)（復(fù)壓復(fù)燒）—-—熱處理—--整形-－－侵油－－-包裝入庫配置設(shè)備:原料還原爐混料圓桶混料機(jī)、Ｙ型混料機(jī)壓制壓力機(jī)燒結(jié)履帶式燒結(jié)爐熱處理井式熱處理爐、井式滲碳爐整形壓力機(jī)第二部分粉末冶金車間設(shè)計(jì)第六章概述重點(diǎn)內(nèi)容:工廠設(shè)計(jì)目的、設(shè)計(jì)任務(wù)書解讀。教學(xué)要求：掌握工廠設(shè)計(jì)目的、設(shè)計(jì)任務(wù)書內(nèi)容。教學(xué)難點(diǎn):無難點(diǎn)。教學(xué)安排:1課時(shí)習(xí)題:P111－１，1-６，1－15工業(yè)設(shè)計(jì)或稱工廠設(shè)計(jì)６。1設(shè)計(jì)的目的和任務(wù)目的建立在先進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上,以擴(kuò)大生產(chǎn),滿足社會(huì)需求為目的。任務(wù)依據(jù)上級(jí)確定的任務(wù)書,完成下面內(nèi)容（整體設(shè)計(jì)所交資料）。工廠設(shè)計(jì)任務(wù)書工廠設(shè)計(jì)可行性報(bào)告（附市場(chǎng)調(diào)查報(bào)告）工廠設(shè)計(jì)說明書(水文地質(zhì)報(bào)告、工廠位置圖、工廠布置平面圖、建筑施工圖、電氣布置圖、采暖通風(fēng)圖、設(shè)備安裝圖、自制設(shè)備結(jié)構(gòu)零件圖等）要求投資少，建廠快，布局合理,技術(shù)指標(biāo)先進(jìn),效益高。6．2設(shè)計(jì)的依據(jù)工廠設(shè)計(jì)是根據(jù)上級(jí)部門確定的任務(wù)書進(jìn)行任務(wù)書內(nèi)容包括:1產(chǎn)品要求(種類、性能）,生產(chǎn)規(guī)模，生產(chǎn)方案2原輔材料及能源等供應(yīng)及來源3廠址選擇(地區(qū)條件)4勞動(dòng)力來源,定員及生活條件保障5投資方案及控制６應(yīng)達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)水平７環(huán)保要求6。3工廠設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)單位承接的設(shè)計(jì)任務(wù)應(yīng)指定工程設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人，組成設(shè)計(jì)組。完成設(shè)計(jì)任務(wù)分幾個(gè)階段進(jìn)行,既初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)。1初步設(shè)計(jì)是報(bào)批材料。按設(shè)計(jì)任務(wù)書內(nèi)容進(jìn)行初步設(shè)計(jì)和概算。概算投資的合理性,對(duì)基本的技術(shù)問題作出決策。將設(shè)計(jì)和概算內(nèi)容、決策決定、相關(guān)圖紙編成設(shè)計(jì)說明書。２技術(shù)設(shè)計(jì)對(duì)初步設(shè)計(jì)的概算進(jìn)行更詳細(xì)的準(zhǔn)確計(jì)算；完善技術(shù)細(xì)節(jié)。3施工設(shè)計(jì)將技術(shù)設(shè)計(jì)內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w施工文件和圖紙。包括：房屋建筑;設(shè)備制作；設(shè)備安裝；電氣、給排水、采暖通風(fēng)、除塵等系統(tǒng)安裝。第七章可行性研究重點(diǎn)內(nèi)容：可行性研究的重要性、可行性報(bào)告。教學(xué)要求：了解可行性報(bào)告格式內(nèi)容。教學(xué)難點(diǎn)：無難點(diǎn)。教學(xué)安排：2課時(shí)習(xí)題：P111－１，1—6，１—157.1可行性研究的重要性可行性研究是對(duì)設(shè)計(jì)項(xiàng)目進(jìn)行全面的調(diào)查,并作出科學(xué)性綜合論證。是編制設(shè)計(jì)任務(wù)書的依據(jù)。在設(shè)計(jì)項(xiàng)目的投資決策和運(yùn)作建設(shè)中十分重要重要。將以報(bào)告的形式呈現(xiàn)。投資決策：設(shè)計(jì)項(xiàng)目的可行性注重的是:資源情況；市場(chǎng)條件;投資效果;可持續(xù)性。要決策的是投資地點(diǎn)、投資規(guī)模、可持續(xù)發(fā)展.市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)下，投資是多元的（國家、地方、企業(yè)、個(gè)人）。投資方根據(jù)可行性報(bào)告的評(píng)價(jià),決定是否投資。所以它是項(xiàng)目建設(shè)單位的決策性文件.運(yùn)作建設(shè):是確定建設(shè)項(xiàng)目,編制設(shè)計(jì)任務(wù)書的基礎(chǔ)是建設(shè)項(xiàng)目用地的依據(jù)（國土局)是貸款依據(jù)（銀行）是申請(qǐng)建設(shè)執(zhí)照的依據(jù)(消防、環(huán)保、工商、稅務(wù)等)是簽定合同的依據(jù)（投資、銷售、合作、責(zé)任、申請(qǐng)高新技術(shù)等）7.2可行性研究報(bào)告內(nèi)容1項(xiàng)目總論項(xiàng)目背景，規(guī)模，研究結(jié)論，主要技經(jīng)指標(biāo)，建議。2項(xiàng)目背景與發(fā)展概論背景提出，發(fā)展概況，投資的必要性。３市場(chǎng)分析與建設(shè)規(guī)模市場(chǎng)調(diào)查和預(yù)測(cè)，產(chǎn)品方案,建設(shè)規(guī)模。4建設(shè)條件與廠址選擇資源和原材料區(qū)域條件，地區(qū)選擇,地址選擇。5工廠技術(shù)方案項(xiàng)目組成,生產(chǎn)方案,平面布置，工程建筑。6環(huán)保與勞動(dòng)安全地區(qū)環(huán)境狀況，項(xiàng)目的污染源、污染物,環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),治理方案,環(huán)保投資.７企業(yè)組織與勞動(dòng)定員組織機(jī)構(gòu),定員，培訓(xùn).8項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度安排分階段項(xiàng)目進(jìn)度表，費(fèi)用。９投資估算與資金籌措總投資估算,投資使用計(jì)劃,資金籌措.10財(cái)務(wù)分析生產(chǎn)成本概算，盈利測(cè)算，還貸測(cè)算，主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。１1研究結(jié)論和建議12附件財(cái)務(wù)表,平面布置圖，工廠位置圖。＊附件：企業(yè)合資可行性研究報(bào)告(范本）第一章概況合資企業(yè)名稱地址中方負(fù)責(zé)人外方負(fù)責(zé)人1合營的由來中方企業(yè)生產(chǎn)歷史及尋求外資合營目的2項(xiàng)目主辦人簡(jiǎn)介中方企業(yè)地理、設(shè)施、生產(chǎn)能力、技術(shù)力量、能源條件。外方企業(yè)生產(chǎn)情況、技術(shù)力量、國際地位.第二章合營目標(biāo)１合營模式、規(guī)模總投資額和注冊(cè)資本，雙方投資比例及投資方式。2工藝過程工藝流程，產(chǎn)品綱領(lǐng)。３市場(chǎng)預(yù)測(cè)市場(chǎng)銷售情況。（附國內(nèi)外市場(chǎng)供應(yīng)情況調(diào)查報(bào)告）４銷售方案銷售計(jì)劃、渠道、責(zé)任。第三章合資企業(yè)組成方案董事會(huì)組成；企業(yè)辦事機(jī)構(gòu)組成;公司定員及培訓(xùn)；工資分配。第四章生產(chǎn)原料供應(yīng)方案主要原料需求及供應(yīng)渠道;水、電、燃料消耗和解決；包裝材料；生產(chǎn)能力的預(yù)算計(jì)劃.第五章安全和環(huán)保污染源；污染物；環(huán)保標(biāo)準(zhǔn);環(huán)保投資計(jì)劃。第六章技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析技術(shù)的合理性與可實(shí)現(xiàn)性。第七章實(shí)施計(jì)劃土建籌備；廠房交付使用;設(shè)備安裝調(diào)試時(shí)間;投廠產(chǎn)時(shí)間。第八章財(cái)務(wù)分析設(shè)計(jì)能力;總投資費(fèi)用；資金籌措；生產(chǎn)經(jīng)營成本；財(cái)務(wù)分析表。第八章廠址選擇與總平面圖重點(diǎn)內(nèi)容：工廠廠址選擇、工廠平面布置圖。教學(xué)要求：了解工廠廠址選擇、工廠平面布置圖。教學(xué)難點(diǎn)：無難點(diǎn)。教學(xué)安排：１課時(shí)習(xí)題：P１11—1，1—6，1－15８。1廠址選擇它是一門綜合性課題。參加人員:領(lǐng)導(dǎo)、專業(yè)人員、有各方面特長(zhǎng)人員。主要考慮問題：土地價(jià)格；工業(yè)布局；資源（水、電、運(yùn)輸、人力）；環(huán)境;風(fēng)水等。8．2總平面圖以設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)為依據(jù),考慮各車間的相互關(guān)系、重要性、工廠物流方向、工業(yè)污染、后續(xù)發(fā)展等,決定各車間位置，構(gòu)成總平面圖。第九章車間工藝設(shè)計(jì)重點(diǎn)內(nèi)容：工藝設(shè)計(jì)說明書格式內(nèi)容、生產(chǎn)方案選擇、物料平衡計(jì)算、設(shè)備選擇、勞動(dòng)組織、技術(shù)經(jīng)濟(jì)概算、過程控制與質(zhì)量檢查、車間平面布置.教學(xué)要求：掌握設(shè)計(jì)說明書格式內(nèi)容、生產(chǎn)方案選擇、物料平衡計(jì)算過程、設(shè)備選擇方法、勞動(dòng)定額、成本概算、過程控制與質(zhì)量檢查內(nèi)容、車間平面布置。教學(xué)難點(diǎn)：工序工藝規(guī)程、過程控制與質(zhì)量檢查內(nèi)容、車間平面布置。教學(xué)安排:8課時(shí)習(xí)題：P1１1-1,1—６，1—159。１車間工藝設(shè)計(jì)說明書是工廠初步設(shè)計(jì)內(nèi)一個(gè)獨(dú)立車間的工藝設(shè)計(jì)說明書，車間建設(shè)用.設(shè)計(jì)說明書構(gòu)成:1總論車間總?cè)蝿?wù)(即產(chǎn)品種類、規(guī)格、性能、產(chǎn)量);原輔材料來源；動(dòng)力燃料來源；新工藝、新材料、新技術(shù)應(yīng)用；遠(yuǎn)景規(guī)劃等.２車間所處工廠地位工廠的主要車間還是輔助車間；產(chǎn)品是工廠主打產(chǎn)品還是配套服務(wù)產(chǎn)品，還是工廠新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。３產(chǎn)品方案確定；生產(chǎn)方案確定；工藝流程確定明確生產(chǎn)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。4物料平衡計(jì)算對(duì)原輔材料進(jìn)項(xiàng)和出項(xiàng)作平衡計(jì)算。以表格的形式提出主要材料的需求總量。５設(shè)備選擇及計(jì)算根據(jù)物料平衡計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行設(shè)備選型,決定設(shè)備臺(tái)數(shù)。以表格形式提出設(shè)備需求明細(xì)。圖的形式說明設(shè)備結(jié)構(gòu)。6車間平面布置圖的形式提出各設(shè)備安裝要求。應(yīng)有車間平面圖和立面圖.７外專業(yè)要求圖的形式提出水、電、氣安裝要求;根據(jù)車間產(chǎn)品生產(chǎn)特點(diǎn),以圖的形式提出暖通安裝要求。８建筑設(shè)計(jì)圖的形式提出土建施工要求。９勞動(dòng)組織根據(jù)設(shè)備選擇及計(jì)算結(jié)果,進(jìn)行生產(chǎn)勞動(dòng)定崗定員；根據(jù)組織結(jié)構(gòu)要求,進(jìn)行管理機(jī)構(gòu)的定崗定員；制訂崗位培訓(xùn)計(jì)劃。10技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)概算根據(jù)物料平衡計(jì)算結(jié)果,進(jìn)行固定資產(chǎn)預(yù)算、生產(chǎn)成本概算、流動(dòng)資金概算；根據(jù)建筑設(shè)計(jì)，進(jìn)行土建施工預(yù)算;根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查,進(jìn)行資產(chǎn)評(píng)估和盈利概算。以表格形式提出原輔材料的消耗和經(jīng)濟(jì)概算結(jié)果。９。2產(chǎn)品方案生產(chǎn)方案選擇1產(chǎn)品方案擬生產(chǎn)的產(chǎn)品類型、品種、規(guī)格、產(chǎn)量等。應(yīng)依據(jù)自己的技術(shù)條件和市場(chǎng)的需求而定，且有發(fā)展空間。2生產(chǎn)方案產(chǎn)品類型不同，生產(chǎn)方法不同。雖然，材料類生產(chǎn)工藝都非常成熟，但生產(chǎn)方案的選擇在考慮區(qū)域條件和投資情況時(shí)，應(yīng)盡可能地采用較先進(jìn)的技術(shù)（工藝、設(shè)備、質(zhì)量控制體系）.并尋求新材料新工藝發(fā)展。如：佛山陶瓷地磚模具由不銹鋼轉(zhuǎn)變成無磁硬質(zhì)合金；鋼鐵廠軋鋼軋輥由熱作模具鋼轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚?qiáng)度的硬質(zhì)合金；汽車飛機(jī)摩擦片由膠木向鐵銅基發(fā)展，并成功研制出Ｃ—C復(fù)合材料等.作為粉末冶金生產(chǎn)方案制訂,主要考慮成形方法和致密化手段.在制訂產(chǎn)品方案時(shí)就已經(jīng)思考成熟.既模壓成形、擠壓成形、注射成形、冷等靜壓成形；真空燒結(jié)、氫氣燒結(jié)、熱等靜壓、熱壓等。9.３工藝流程的選擇如果不是新材料新工藝的應(yīng)用,目前材料科學(xué)的企業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)工藝已為成熟工藝,工藝參數(shù)均可查。如常規(guī)硬質(zhì)合金生產(chǎn)：略9．4物料平衡計(jì)算數(shù)學(xué)分析方法定量計(jì)算工序投入項(xiàng)和產(chǎn)出項(xiàng)的物料數(shù)量.它是確定設(shè)備數(shù)量、勞動(dòng)定員、能源需求的重要依據(jù)。1物料平衡計(jì)算所需原始資料詳細(xì)的工藝流程圖年產(chǎn)量和日產(chǎn)量日產(chǎn)量=年產(chǎn)量/全年工作日kg/d設(shè)備連續(xù)生產(chǎn)工作日減設(shè)備年檢維修時(shí)間設(shè)備間斷生產(chǎn)工作日減國家法定休息日工序的物料產(chǎn)出率和損失率這些指標(biāo)是衡量設(shè)計(jì)是否經(jīng)濟(jì)、合理、先進(jìn)的重要指標(biāo)。工序產(chǎn)出率=工序產(chǎn)量/工序進(jìn)料量×１０0％可返回?fù)p失率=可返回物料量/工序進(jìn)料量×100%不可返回?fù)p失率=不可返回物料量/工序進(jìn)料量×100%2物料平衡計(jì)算方法和步驟有兩種計(jì)算方法。按工藝流程方向,“自上而下”是由原料求產(chǎn)品產(chǎn)量；“自下而上”是銷售所需產(chǎn)品數(shù)量求原料供應(yīng)量?！白韵露稀辈襟E：①確定年工作日,計(jì)算日產(chǎn)量。該日產(chǎn)量為工藝流程的最后一道工序產(chǎn)出量。②由每個(gè)工序的物料產(chǎn)出量計(jì)算工序進(jìn)料量本工序進(jìn)料量=工序產(chǎn)出量／工序產(chǎn)出率③由損失率計(jì)算本工序可返回和不可返回的物料量工序可返回?fù)p失料量=本工序進(jìn)料量×工序可返回?fù)p失率工序不可返回?fù)p失料量=本工序進(jìn)料量×工序不可返回?fù)p失率④工序?qū)嶋H進(jìn)料量工序?qū)嶋H進(jìn)料量＝本工序進(jìn)料總量--本工序可返回?fù)p失料量⑤如果工序進(jìn)料為多組元，應(yīng)每組元分別計(jì)算進(jìn)料量。⑥如果原材料（組元）中金屬含量不足10０％，可按原料成分計(jì)算。⑦繪制各工序物料平衡表⑧編制物料平衡總表3物料平衡計(jì)算舉例“自上而下”計(jì)算:例:100t硬質(zhì)合金其中YＴ5３0t；YG870tYT５物料計(jì)算工藝流程確定：燒結(jié)—壓制、半檢—濕磨、摻膠—制粉工作日：335天日產(chǎn)量：３００００/3３5=89.55kｇYＴ合金的產(chǎn)出率、損失率工序名稱損失率(％)總損失率(%）產(chǎn)出率(％）可返回率不可返回率CＫ料制備混合料制備壓制、半檢燒結(jié)總損失率1.04.６3.５3.７１２.8０.30。50．50。５1.8１。3５.14。04.2１4。６98。79４．9９６.0９5。８85。４１燒結(jié)工序出項(xiàng):產(chǎn)品；可返回料（變形、欠燒）；不可返回?fù)p失（燒損）；橡膠（膠)揮發(fā)。進(jìn)項(xiàng):含膠壓坯（混合粉料+橡膠）；可返回料。工序產(chǎn)出率９５．8％可返回率３．７％不可返回率0。5％工序進(jìn)料量=89．55÷９5．8％=93。48（kg)不可返回?fù)p失料＝９３。４8×０．５％＝0.4７（kg)可返回料＝93．4８％×3。７％=3.４6（ｋｇ）（工序內(nèi)循環(huán))實(shí)際進(jìn)入本工序不含膠壓坯量=９3。48－3．４6＝90。02（kg）(8９．55ｋg為不含膠量，故算出都為不含膠量）*橡膠的加入量(揮發(fā)損失量）：工藝:①單加SＢS溶液濃度17～2０%加入量2Ｌ／30ｋg②石蠟—汽油溶液+SBS溶液石蠟-汽油溶液配制濃度%汽油加入量L石蠟加入量㎏3５303227１８～1915～１6配好后與SBS的重量比為７７：２３混合?；旌蠐饺胫贫扰铺?hào)裝料量ｋg石蠟汽油濃度％SBS濃度％加入量LYＴ５ＹT14YT１５YT３0YS25ＹＷ706030～34３0~3416。8～17。81６.8~17．87．7~8．27。７～8.2混合料的含蠟量控制在2.5～２．8%③橡膠溶液橡膠溶液配制濃度％汽油加入量L橡膠加入量kｇ比重ｋｇ／L1122０1７。５～18。50。683橡膠溶液摻入制度牌號(hào)橡膠濃度%加入量L混合料量kgYG3YG11CYG１５YG6ＹG8ＹG３ＸYG６Ａ11111１1.31．31.45１6１616摻膠（蠟)：15~５0kg混合料橡膠0.6～1。0%石蠟1．5～3。0％。加橡膠料不宜過分干燥，而石蠟料應(yīng)充分干燥。本設(shè)計(jì)采用參數(shù)：橡膠濃度１1%,比重０。683kg/L。YＴ系100kg料，加１1．２５L；YG系１00ｋg料,加１1。75L。ＹGC系1０0ｋｇ料,加12．２5L。100kg混合料加橡膠1１．25Ｌ×0.6８3kg實(shí)際橡膠加入量=90.0２×０．８４５÷1０0=0。76kｇ實(shí)際本工序的含膠壓坯量＝9０．02+０．７6＝90。78ｋg燒結(jié)工序物料平衡表:進(jìn)料出料物料名稱物料量kg物料名稱物料量kg含膠壓坯量可返回料量合計(jì)90.７83.469４．24產(chǎn)品產(chǎn)量可返回料量不可返回?fù)p失量橡膠揮發(fā)損失合計(jì)89。５5３．4６0.470．7６94。2４2壓制、半檢工序出項(xiàng):含膠壓坯；可返回料(壓制、半檢廢品)；不可返回?fù)p失（壓損，桌面料)。進(jìn)項(xiàng):含膠混合料；可返回料.工序產(chǎn)出率96％可返回率3．5%不可返回率0.5%工序進(jìn)料量＝90．78÷96％=９4。5６ｋg可返回料=94。5６×３。5％＝３。31kg不可返回?fù)p失＝94.５6×0.5％＝0。47kg實(shí)際進(jìn)入本工序含膠混合料量=94．56－3。31=91．２5kg壓制,半檢工序物料平衡表：進(jìn)料出料物料名稱物料量ｋg物料名稱物料量kg含膠混合料量可返回料量合計(jì)9１。２５3．3194．56含膠壓坯量不可返回?fù)p失量可返回料量合計(jì)9０.780.473．3194．56３濕磨、摻膠工序出項(xiàng)：含膠混合料;可返回料(篩上物、圓桶料）；不可返回?fù)p失（跑、漏料）。進(jìn)項(xiàng):Ｃo粉，ＷＣ粉；復(fù)式碳化物（ＣK料）；橡膠；可返回料。工序產(chǎn)出率94。9%可返回率4。6％不可返回率0。5％工序進(jìn)料量=91。25÷94.9％=9６.1５ｋｇ（含膠）可返回料=９6。15×4.6％=4．42kg不可返回?fù)p失=9６。15×0.5%=0.48kg混合料中橡膠量＝９6.1５×０.８４5%＝0。８1kg實(shí)際本工序各種粉末之和的總進(jìn)料量（不含膠)=本工序進(jìn)料量－橡膠加入量-可返回料量=96。15-0．81－4.４２=90．92*配料計(jì)算：混合料組成:牌號(hào)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)混合料組成Ｔi％Co%ＷC％ＣKｋgCokｇWCkg中比重量YT５YＴ14YT15YT3０ＹW1YW2YS255.0１1.３１2．7２2.5４.８4。８4．89。38。26.2４.36．2８．28.6余余余-余余余3４.４7０。6８7。31４3.529。429。4８3。1２0.４16。4１３．46。511。214。81５.51６5。２113．０119.３—１3９．4１35。881。422020０22０15018０1801８0配料：90．92kg混合料配料計(jì)算并校對(duì)成分Cｏ粉8。46kgCK料14.21kg濕磨、摻膠工序物料平衡表進(jìn)料出料物料名稱物料量kg物料名稱物料量kgC粉CK料WC料橡膠可返回料量合計(jì)８。4６14.2１６8.250．814．４296．15含膠混合料量不可返回?fù)p失量可返回料量合計(jì)91.25０。４84。429６．154復(fù)式碳化物制備工序出項(xiàng):CK料；可返回料；不可返回?fù)p失（臟化);化學(xué)損失(燒損）。進(jìn)項(xiàng):WＣ粉；C粉；TiＯ2粉；可返回料.工序產(chǎn)出率9８.7％可返回率1.0％不可返回率0．３％工序進(jìn)料量=14.２1÷9８。7％＝１4．4ｋg可返回料=１4.4×1。0％=0.14kg不可返回?fù)p失＝14.4×０.3％=０．04kg實(shí)際工序進(jìn)料量＝1４.4－0．14=１4．２6kg*復(fù)式碳化物的爐料配料計(jì)算1代號(hào)4K3２TiC：ＷＣ=40:60用于YＴ5、YT14、YＴ15TiＯ２+3C＝TiＣ+2CO↑TiO2+3C+ＷC=(40：６０）ＴiC—ＷＣ３９％17.25%4３.７5%爐料：TiO278．0＋WC8７.5＋C3４．5(0。985～0．9９5）２代號(hào)４K24TiC:ＷC=30：７0用于YT30TｉＯ2+3C=TiC+2CO↑TｉO2＋3C+WＣ=(30：7０)TｉＣ—ＷＣ3１．２5％13。95％５4。8％爐料:TiO２62。5＋WC109.6+Ｃ27．9(0．98８~0．９98）3代號(hào)4K2９TｉC：WC：ＴaＣ=36.72:3８.8０：24。48用于YW1YW2TiO２＋３Ｃ＝TiC+2CＯ↑TiO２+3C＋WC+TaC=（3６.72:38.8０:24.4８)TiC-ＷC—TａＣ36.4％1６.55%29.55％１7．5%爐料：TiO２72.８＋WC5９.1＋TaC35．０＋C33．1（1。004~1．01４)4代號(hào)4K11ＴiC：WＣ：TaＣ=1３。0０:67．48:1９．2５用于YS２5ＴｉＯ２+3C=TiＣ＋２CO↑ＴiO２+３C＋WC+TaC=(13。00：67.48:19。25）TiＣ—WC-TaC16．５％6．5％59.0％18.0％爐料:TiO233。0+WC1１8。0+TaＣ36。０＋C1３.0（０。995～1.0０5）復(fù)式碳化物化學(xué)成分技術(shù)要求:ＣK料類別化學(xué)成分%Tｉ總碳游離碳FeＴaC４Ｋ３24K2４4K2９４K114K40３1.5～3２．523.5～24.52８。５～2９．510。0~1１.239.5～４0．511.0~11。49。8～１1．21１。0～11．47.5~8.51２。０～12.7≤０.3≤0.3≤0。3≤０．3≤0。3≤0.３≤0.3≤0.３≤0.3≤0．3２２．4~23.４１7。０～１8.0YT5選用４K32（4０：６0)復(fù)式碳化物（CK料）WＣ量＝1４．26×60％=8。５6TiC量＝1４．２6—8.56=5。7由TｉO2+３C=TiC+2CO↑需配碳黑量=5。７×