特种熔炼学习报告[样例5]

第一篇：特种熔炼学习报告

特种熔炼学习报告

特种冶金也称特种熔炼是泛指转炉、电弧炉、平炉、感应炉等普通熔炼方法以外的熔炼方法。

从冶炼热源及冶炼气氛上特种冶炼分为：电渣冶金、真空电弧熔炼、感应炉熔炼、电子束熔炼、等离子冶金等5大类。

特种冶金主要用于制备那些以普通熔炼方法不能或难以熔炼的特殊金属材料，是生产高质量特殊钢及超级合金、难熔合金(W、Mo、Nb、Ta、Re)、活泼金属(Ti、V、Zr等)、高纯金属(如零夹杂钢)及近终形铸件的手段。

特种熔炼方法分类：电渣重熔、真空感应熔炼、真空电弧重熔、电子束熔炼、等离子熔炼、等等。

（1）电渣冶金

电渣冶金是利用电流通过液态熔渣产生电阻热加热和精炼金属的一种特种熔炼方法。其基本和核心的技术是电渣重熔（ESR），其目的是在初炼的基础上进一步提纯钢、合金和改善钢锭的结晶组织，从而获得高质量的金属产品。在此基础上派生出了电渣熔铸、电渣转注、电渣浇注、电渣焊、电渣热封顶、有衬电渣炉熔炼、感应电渣熔炼和电渣中间包加热等技术。包括电渣转注、电渣浇注、电渣离心浇铸、电闸热封顶、电渣焊接、电闸表面镀膜等。电渣冶金的未来

21世纪电渣冶金仍然具有下列优势：

(1)电渣重熔在中型及大型锻件生产中，将处于垄断地位。

(2)在优质工具钢、模具钢、双相不锈耐热钢、含N超高强钢、管坯、冷轧辊领域中占绝对优势，真空电弧重熔在这一领域必为电渣重熔所取代。

(3)在超级合金领域(高温合金、耐蚀合金、精密合金、电热合金)，电渣重熔与真空电弧重熔处于竞争局面；在80年代末，电渣重熔在产量上已超过真空电弧重熔。

(4)在有色金属生产方面，电渣重熔处于方兴未艾的阶段。

(5)电渣重熔空心锭和电渣重熔异形铸件具有独特地位，如石化工业用的合金管及曲轴。

(6)电渣冶金的发展前途是走出单一结晶器重熔而与钢铁冶金流程结合成在线工序，成为冶炼、精炼、连铸的一个环节，如中间包电渣加热。

结论

(1)电渣冶金的产品组织致密、成分均匀、表面光洁、使用性能优异以及具有生产灵活、工艺稳定、过程可控、经济合理等优点，是生产优质合金钢及超级合金的主要手段之一，成为精细冶金的重要分支。

(2)目前电渣冶金处于酝酿新突破的阶段，真空电渣重熔、高压电渣重熔及电渣热封顶是技术的突破点。

(3)可推断电渣冶金在制备大型毛坯、超级合金、优质工模具钢、双相不锈钢及含N超高强度钢仍处于垄断地位。

(4)电渣冶金发展的重要前途是电渣技术走出单一结晶器并与钢铁冶金流程相结合成在线工序，成为冶炼、精炼及连铸的一个环节。

（2）真空电弧熔炼

是一种利用电弧作为热源在真空条件下熔炼金属的真空熔炼技术，包括真空电弧重熔（VAR）、真空凝壳炉（VSF）和真空电弧加热脱气精炼炉（VAD）。

（3）感应炉熔炼

感应炉是利用电磁感应原理将电能转变为热能来熔炼金属的设备。感应炉可以生产钢、高温合金、精密合金、有色金属及其合金。配备真空系统的真空感应炉更是冶炼优质钢和合金的重要设备。在真空感应炉基础上出现冷坩埚熔炼和悬浮熔炼，两者结合又形成了冷坩埚悬浮熔炼技术。感应加热与其他电加热方法结合形成等离子感应炉、电渣感应炉和电弧感应炉等新的冶金手段。感应加热方法用于钢水炉外处理产生了感应钢包炉、中间包感应加热等新的应用。

感应加热的优点：第一是能耗低。感应熔炼炉与感应透热炉的实际坯料加热热效率可达到65%～75%，而火焰炉和各种室式炉只有30%左右。

第二，该种炉型无需煤炉、燃气炉及电阻炉等必须的预热过程，使用方便，操作简单，可长时间连续工作也可根据需要随时开启或停止工作，全手动也可全自动或半自动工作，即可在生产调度时具备绝对优势。

第三，无需对工件整体加热，可选择局部加热，因而电能消耗少，工件变形小而且加热速度快，可使工件在极短的时间内达到所需的温度，从而使工件表面氧化和脱碳等加热缺陷降到很低程度，可用于钢铁、钨、钼等钢铁材料也可应用于化学活性较强的铝、钛、锆、铌的加热或热处理。

第四，感应加热设备可安装在生产线上，易于实现生产线的自动化和机械化，便于管理，可有效减少运输，节约人力，提高生产效率。

第五，感应加热还具备电能利用率高、环保节能、安全可靠和作业环境好等优点。

基于以上优点，在电能代替煤、油、气等不可再生能源在加热领域正逐步成为优势能源的今天，感应加热在熔炼、加热等领域得到日益广泛的应用，电加热特别是感应加热的应用有非常广泛的应用前景，感应加热设备生产厂商具备广阔的发展空间。

感应加热技术在汽车行业中主要应用于以下领域：

（1）金属的熔炼。

（2）锻造毛坯的加热。

（3）汽车零部件的热处理。

（4）汽车零件粘接后的感应加热固化。

（5）感应加热半固态成形。

（6）感应加热装配。

（7）感应加热钎焊。

感应加热装置的发展趋势呈现以下几个方面的特点：

（1）电源趋向高频大容量化感应加热电源中频段主要采用晶闸管；超音频段主要采用IGBT；高频频段原来是SIT，现在主要发展MOSFET电源。采用IGCT的电源也开始亮相。高频电源的需要催生了新的功率器件，而新的器件又反过来促进了高频电源的发展。感应加热电源的大容量化，如几十兆瓦、几百兆瓦，都是可以实现的。

（2）感应加热装置趋向机械化、自动化近几年，随着机电一体化、计算机、信息和控制、装备自动化、新材料、新工艺等的快速发展，铸造、锻压和热处理过程趋向数字化、精密化。反映在对加热方面的需求趋势为：数字化制造融入铸锻过程，包括加热、熔炼设备；铸锻短流程生产要求减少资源浪费；大型铸锻件生产要求工业节能；自动化控制下的清洁生产。

（4）电子束熔炼

电子束熔炼是高真空下，将高速电子束流的动能转换为热源来进行金属熔炼的一种真空熔炼方法，简称EBM。电子束熔炼主要用来生产超洁净合金、活性金属及难熔金属，最近电子束加工已用于某些铂族金属、太阳能电池级硅、钒以及某些陶瓷的生产，还用来回收铀的废料。

(5)等离子冶金

等离子冶金是利用等离子电弧作为热源来熔化、精炼和重熔金属，以及用于矿物中提取金属的一种冶炼方法。由于等离子电弧具有超高温并可有效地控制炉内气氛的特点因而适合于熔炼难熔金属、活泼金属及其合金，也可熔炼纯铁、镍基超耐热合金，高纯轴承钢以及含氮不锈钢等，这种熔炼方法称为等离子熔炼。等离子熔炼又可分为等离子电弧炉（PAF）、等离子电弧重熔炉（PAR）和等离子感应炉（PIF）。等离子电弧还可以用于氧化物、氯化物

和硫化物的还原以提取金属。

第二篇：特种熔炼（xiexiebang推荐）

特种熔炼学习报告

特种冶金也称特种熔炼是泛指转炉、电弧炉、平炉、感应炉等普通熔炼方法以外的熔炼方法。

从冶炼热源及冶炼气氛上特种冶炼分为：真空冶金、电子束熔炼、等离子冶金及电渣冶金4大类。

特种冶金的地位和作用

第三篇：钕铁硼熔炼工艺实习报告

实习报告

实习内容：熟悉工艺流程掌握抛丸机、熔炼等设备的原理以及各牌号产品工艺控制参数及质量控制点。

经过一个礼拜关于熔炼的实习，使我对熔炼操作的了解大大加深。因为现在产品基本上是高牌号产品，而且产量并不特别多，所以600kg速凝炉的使用比较频繁。600kg速凝炉的基本操作规范如下：作业准备→装料→抽真空→烘料→充氩→加热→精炼→浇铸→冷却出炉→铸片检验。其中装料前需先对坩埚进行检查，若坩埚内的炉渣较多就必须进行清理，否则会影响产品的成材率。同时，一个坩埚在使用40-50炉后需要换新的坩埚。装料时，也要严格按照要求来进行，先加入铁，再加钕，然后加入一些其他材料，最后再加入钕。下一步是抽真空，在溶解室真空度达10Pa以下时，进行烘料，待真空度达5Pa以下后充氩。充氩完成后进行加热，等溶解室压力计显示27000Pa后，停止送功率，对溶液进行测温，一般浇铸温度在1450±7℃，此后需再加大功率使温度高于浇铸温度，目的是为了让金属充分熔化。下一步就是进行浇铸，浇铸过程中操作人员应不停地观察，控制流速，防止过快而冲坏铜辊。产品出炉后需要对袋中充入氮气，防止产品过热氧化。

在实习过程中，也遇到了一些问题，询问了班长和其他人员才得知答案。比如说为什么熔炼中是充氩气而不是氮气？这是因为氩气是惰性气体，不会跟材料发生反应，而氮气相对较活泼，在温度较高的时候会和铁等发生反应。又比如为什么产品有些发黑或者发蓝？这原因比较多，有可能是因为炉内漏气或者材料问题等等。为什么要安装中间包？中间包起均匀、降温的作用，防止铁水直接冲到铜辊上而烧坏铜辊。中间包的材料是水晶磨来石，需要经常更换。

在熔炼过程中还需要注意一些问题。对铸片牌号必须炼一炉放一张伴同卡，当值牌号混淆。每次出炉后需将炉子周围的炉灰等杂志清理干净，并将铜辊磨成紫铜色。用钢杆清理坩埚内炉渣，不能过重敲打，且补坩埚时要用纯玻璃水拌。开启炉盖的时候需先开启主阀待溶解室压力在20000Pa以下，关掉机械泵，开启空气导入阀，使压力计在95000Pa以上，且红灯不亮，才能进行开启。

第四篇：特种加工报告

特种加工总结报告

院 系：机械与汽车工程学院 专 业：机械设计与制造 班 级： 学 号： 姓 名：

特种加工总结报告

摘要：特种加工技术是直接借助电能、热能等各种能量进行材料加工的重要工艺方法。现阶段，先进制造技术不断发展，作为先进制造技术中的重要的一部分，特种加工对制造业的作用日益突显。本文对什么是特种加工、特种加工的特点、种类以及发展趋势等作了描述。阐述了特种加工在现代社会发展过程中的重要地位，大力发展特种加工的必要性。

关键词：特种加工、特种加工技术、特点、应用、发展趋势 目录： 引言

1、电火花加工

1.1 电火花放电沉积的基本原理与特点 1.2 极性效应

1.3 电火花加工中电极损耗分析与解决措施 1.4 电火花加工的发展趋势

2、特种加工技术的特点或应用及发展前景 2.1特种加工技术的特点

2.2 特种加工引起的机械制造工艺技术变革 2.3特种加工技术的发展趋势 2.4总结

3、结束语

引言：

传统的机械加工技术对推动人类的进步和社会的发展起到了重大的作用。随着科学技术的迅速发展，新型工程材料不断涌现和被采用，工件的复杂程度以及加工精度的要求越来越高，对机械制造工艺技术提出了更高的要求。由于受刀具材料性能、结构、设备加工能力的限制，使用传统的切削加工方法很难完成对高强度、高韧性、高硬度、高脆性、耐高温和磁性等新材料，以及精密复杂、微细构件或难以处理的形状的加工。为了解决这些加工的难题，人们不断开发研究并成功采用“传统的切削加工以外的新的加工方法—— 特种加工方法”解决了很多工艺问题，在生产上发挥了很大的作用，引起了机械制造工艺技术领域的许多变革。特种加工是相对于传统的切削加工而言的，实质上是直接或复合利用电能、电化学能、化学能、光能、声能、热能、磁能、物质动能、甚至爆炸能等对工件进行加工的工艺方法的总称。正文

1.电火花加工

电火花加工的原理是基于工具和工件之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸形状及表面质量预定的加工要求。按工具电极和工件相对运动的方式和用途的不同，电火花加工工艺大致可分为电火花成形加工、电火花线切割、电火花磨削和镗磨、电火花同步共轭回转加工、电火花高速小孔加工、电火花放电沉积与刻字六大类。

1.1 电火花放电沉积的基本原理与特点

电火花放电沉积的原理是利用脉冲电路的充放电原理，采用导电材料(硬质合金、石墨、合金钢、铝和铜等)作为工具电极(阳极)，在空气或特殊的气体中使之与被强化的金属工件(阴极)之间产生火花放电。当工具电极与工件达到某个距离电场强度足以使介质电离击穿时两者之间就产生火花放电，使电极端部与工件表面微区发生熔化甚至气化，熔融金属在热作用，电磁力和机械力的作用下沉积在工件表面。电极与工件的放电间隙频繁发生变化，电极与工件间不断发生火花放电，从而实现放电沉积。1.2 极性效应

在电火花放电加工过程中，无论是正极还是负极，都会受到不同程度的电蚀。这种单纯由于正、负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象叫做极性效应。因此，当采用窄脉冲、精加工时应选用正极性加工；当采用长脉冲、粗加工时，应采用负极性加工，此时可得到较高的蚀除速度和较低的电极损耗。从提高加工生产率和减小工具损耗的角度来看，极性效应愈显著愈好，故在电火花加工中必须充分利用。当用交变的脉冲电流加工时，单个脉冲的极性效应便相互抵消，增加了工具的损耗，因此，电火花加工一般采用单向脉冲电源。

1.3 电火花加工中电极损耗分析与解决措施

电火花在整个加工过程中要受到各种干扰因素的影响, 这些干扰因素直接或间接地影响着加工质量。在电火花加工过程中电极损耗分为绝对损耗和相对损耗。造成电极损耗的原因有：小面积精加工，加工件结构尺寸偏小，加工时间过长，电极装夹不当等因素。因此为了减少电极的损耗一般有以下方法：（1）有效排除电蚀物（2）电极材料和加工参数的合理选用（3）提高加工技能和安全操作意念等等。电火花加工电极损耗和变形是一个复杂的过程。为了降低电极损耗程度, 减少变形, 除了充分利用放电过程的极性效应和吸附效应外, 同时也要选用适宜的电极材料, 并且在实际的加工过程中要根据具体的加工对象实施一定的加工技巧和选择合适的加工参数 1.4 电火花加工的发展趋势

电火花线切割加工技术在相当长的时间里间都是采用精规准参数进行一次切割成型,其切割速度与加工表面质量之间存在着一定的矛盾。中国特有的高速走丝电火花线切割机长期存在的加工质量问题, 可以采用多次切割工艺来解决。现目前中速走丝电火花线切割机是一种价格较低, 加工精度、粗糙度、加工效率介于高速走丝与慢走丝的一种机床,具有很好的发展前景。特种加工的发展趋势

为进一步提高特种加工技术水平及扩大其应用范围, 当前特种加工技术的发展趋势主要包括以下几点:1)采用自动化技术。充分利用计算机技术对特种加工设备的控制系统、电源系统进行优化,使加工设备向自动化、柔性化方向发展, 这是当前特种加工技术的主要发展方向。2)趋向精密化研究。高新技术的发展促使高新技术产品向超精密化与小型化方向发展, 对产品零件的精度与表面粗糙度提出更严格的要求。为适应这一发展趋势, 特种加工的精密化研究已引起人们的高度重视, 3)开发新工艺方法及复合工艺。为适应产品的高技术性能要求与新型材料的加工要求, 需要不断开发新工艺方法, 包括微细加工和复合加工, 尤其是质量高、效率高、经济型的复合加工, 如工程陶瓷、复合材料以及聚晶金刚石等。

2、特种加工技术的特点或应用及发展前景 2.1特种加工技术的特点

2.1.1 加工范围上不受材料强度、硬度等限制。特种加工技术主要不依靠机械力和机械能去除材料，而是主要用其他能量（如电、化学、光、声、热等）去除金属和非金属材料，完成工件的加工。故可以加工各种超强硬材料、高脆性及热敏材料以及特殊的金属和非金属材料。

2.1.2 以柔克刚。特种加工不一定需要工具，有的虽使用工具，但与工件并不接触，加工过程中工具和工件间不存在明显的强大机械切削力，所以加工时不受工件的强度和硬度的制约，在加工超硬脆材料和精密微细零件、薄壁元件、弹性元件时，工具硬度可以低于被加工材料的硬度。

2.1.3 加工方法日新月异，向精密加工方向发展。当前已出现了精密特种加工，许多特种加工方法同时又是精密加工方法、微细加工方法，如电子束加工、离子束加工、激光束加工等就是精密特种加工；精密电火花加工的加工精密度可达微米级0.51μm，表面粗糙度可达镜面 Ra0.02μm。2.1.4 容易获得良好的表面质量。由于在加工过程中不产生宏观切屑，工件表面不会产生强烈的弹、塑性变形，故可以获得良好的表面粗糙度。残余应力、热应力、冷作硬化、热影响区及毛刺等表面缺陷均比机械切割表面小，尺寸稳定性好，不存在加工中的机械应变或大面积的热应变。

2.2 特种加工引起的机械制造工艺技术变革

2.2.1特种加工扩大了可加工材料的范围。特种加工方法使机制工艺可加工的材料范围从普通材料发展到超硬材料和特殊材料，使任何材料的加工均成为可能。材料的可加工性不再与硬度、强度、韧性、脆性等成直接正比或反比关系。传统上认为很难加工的金刚石、硬质合金、淬火钢、石英、玻璃、陶瓷等材料，可以用电火花、超声波、电解、激光等特种加工方法来加工。对电火花线切割而言，淬火钢比未淬火钢更易加工。2.2.2特种加工改变了传统的结构工艺性好与坏的“概念”。传统的加工方法 认为方孔、窄缝、小孔、深孔、弯孔等结构工艺性差，有些情况下被认为工艺性 很“坏 ”，甚至被列为结构设计禁区，特种加工使这一“坏”变成了可以，甚者可认为好，因为对于电火花穿孔、电火花线切割工艺来说，加工方孔和加工圆孔的难易程度是一样的。如：山形硅钢片冲模，过去由于不易制造往往采用拼镶结构，现在采用电火花线切割加工，既使是硬质合金模具也可做成整体结构；小深斜孔、排孔、群孔、小方孔筛网，薄壁、弹性、低刚度零件等，过去认为的加 工难题，采用特种加工方法后变得容易了。

2.2.3特种加工改变了传统的淬火工艺路线及零件不合格品的可修复性。特 种加工的出现，打破了淬火热处理工序必须安排在除磨削以外的其它切削成型加工之后传统工艺准则。由于特种加工不受工件硬度的限制，所以有时为了避免成型加工后淬火热处理引起的应力变形，可以先淬火而后加工。过去认为很多 不可修复的废品，现在都可用特种加工方法来修复。例如 ：过去淬火前忘了钻定位销孔、铣槽等工艺，淬火后只能报废，现在可以用电火花打孔、切槽进行补救；加工尺寸超差及工作中磨损了的轴和孔，均可用电刷镀修复。

2.2.4特种加工将改变新产品试制的传统模式。传统新产品的试制，往往是 刀具、模具、量具以及工装夹具设计制造先行。例如：加工花键孔需要设计制造 花键孔拉刀；加工各种标准和非标准直齿轮需要准备滚刀或设计加工成形铣刀；大量 钣金件 的异型孔 加工需 要冲模 ；复杂零件的试制所需要的刀具工装更多。现在采用数控电火花线切割，可直接加工花键孔、非标直齿轮、钣金异型孔，甚至可加工复杂的二次曲面零件；采用快速成型技术—— 增材加工法，可快速完成各种复杂零件的试制。可见，特种加工方法的采用不仅可加快产品试制速度，而且可以节约大量的新产品试制费用，必将改变新产品设计试制的模式。

2.2.5特种加工技术已成为微细加工、纳米加工的主要手段。目前，制造技术前沿逐渐转向细小精微，微米、亚微米以及纳米级制造成为制造业融入高 技术的切入点。而电子束、离子束、激光、电火花、电化学等电物理、电化学特种加工技术，正是近年来快速发展的微细和纳米加工的主要手段。例如：离子注入、溅射、化学沉积（ＣＶＤ）、光刻、表面贴装；磁头、磁盘、晶片的纳米级精密加工 ；纳米材料的制造等。也就是说特种加工已成为未来先进制造技术的主要特征之一。

2.2.6特种加工引起了产品设计思路的变革。特种加工使任何材料的加工 成为可能，解决了各种特殊复杂表面的加工，以及各种超精、光整或具有特殊要求的零件加工问题，其中的快速成型技术又使产品的快速试制成为可能。所以特种工加工使产品设计中考虑的零件材料、制造工艺方法等有了更广阔的选择余地，甚至可以快速地将设计思想变为具有一定功能的原型，从而使产品的设计思路趋“创意和制造的统一，即想到的就能做成”。随着现代机械制造工艺的发展，不懂特种加工技术将不是一个合格的产品设计者与制造者。

2.3特种加工技术的发展趋势

2.3.1 采用自动化技术充分利用计算机技术对特种加工设备的控制系统、电源系统进行优化，建立综合参数自动适应系统、数据库等，进而建立特种加工的CAD/CAM和FMS系统，这是当前特种加工技术的主要发展趋势。

2.3.2 向工程化和产业化方向发展不断改进、提高高能束源品质，对大功率、高可靠性、多功能、智能化加工设备的研发是今后的重点发展方向。

2.3.3 着力开展精密化研究高新技术的发展促使高新技术产品向超精密化与小型化方向发展，正向亚微米级和纳米级迈进，对产品零件的精度与表面 粗糙度提出更严格的要求。为适应这一发展趋势的需要，大力开发用于超精加工的特种加工技术（如等离子弧加工等）已成为重要的发展方向。

2.3.4污染问题是影响和限制某些特种加工应用、发展的严重障碍，加工过程中产生的废渣、废气如果排放不当，会造成环境污染，影响工人健康。必须花大力气处理并利用废气、废渣、废液，向“绿色”加工的方向发展。2.4总结

特种加工技术集成了机械、电子、信息、材料技术和计算机等技术，发展异常迅速。现代特种加工技术主要是伴着高硬度、高强度、高韧性、高脆性等难切削材料的出现，以及制造精密细小、形状复杂和结构特殊的零件的需要而产生的，具有其他常规加工技术无法比拟的优点，已成为航空航天、汽车、仪器仪表、微型机械、轻工、模具等行业的支撑技术和关键技术。因此，特种加工技术还需更进一步的发展：① 不断改进、提高高能束源品质，并向大功率、高可靠性方向发展。②高能束流加工设备向多功能、精密化和智能化方向发展，力求达到标准化、系列化和模块化的目的。扩大应用范围，向复合加工方向发展。③ 不断推进高能束流加工新技术、新工艺、新设备的工程化和产业化工作。随着我国机械制造业向高技术化迈进，特种加工的应用越来越广泛，我国特种加工机床的总拥有量已居世界前列。特种加工及其引起的机械制造工艺技术的变革，应该引起我们思考与关注。随着科学技术和现代工业的发展，特种加工技术必将不断完善和迅速发展，反过来又必将推动科学技术和现代工业的发展，并发挥越来越重要的作用。

3、结束语

特种加工技术涵盖了机械、材料等技术,是一门综合的科学加工技术其发展异常迅速。加工尺度的微细化,加工方法的复合化和加工过程的自动化,已成为特种加工技术研究发展的热点。随着科学技术的飞速发展, 特种加工必将不断完善和迅速发展, 特种加工必将成为推动科学技术和现代制造工业发展的中坚力量。

参考文献: [ 1 ] 孔庆华.特种加工[M ].上海:同济大学出版社, 2003.[ 2 ] 赵万生.特种加工技术[M ].北京:高等教育出版社, 2001.[ 3 ] 张纹,蒋维波.特种加工技术的应用与发展趋势[ J ].农业装备技术, 2006, 32(3): 24225.[ 4 ] 顾文琪,马向国,李文萍.聚焦离子束微纳加工技术[M].北京:北京工业大学出版社,2006.12.[ 5 ] 曹凤国.超声加工技术[ M].北京: 化学工业出版社, 2005 [ 6 ] 张辽远.现代加工技术[ M].北京: 机械工业出版社, 2002 [ 7 ] 曹炜,曾忠,李合生.快速成形技术及其发展趋势[ J ].机械设计与制造, 2006(5).[6] 王建生，微型磨料射流加工技术的现状及应用前景 [ J ].新技术新工艺, 2001(12): 15 218.[7] 李指俊，冯同建，特种加工技术及其发展趋势［Ｊ］．机械制造，1996（４）． [8] 中国机械工程学会．机械制造技术的发展及其高技术化［Ｊ］．中国机电工业2004，（３）．

[9] 荣烈润．现代特种加工技术的进展［Ｊ］．机电一体化，2007（４）． [10] 武蕴馥 ．特种加工及其对机械制造结构工艺性的影响［Ｊ］．衡水学院学报，2006（３）．

[11] 舒利平，肖传恩，周健；特种加工技术发展现状与展望［Ｊ ］．企业技术开发（学术版），2007（９）．

[12] 颜永年等.快速制造技术的最新发展及其发展趋势.第11 届全国特种加工学术会议专辑 ,2005 :40245.

第五篇：特种加工学习感想

（×××××＆＆）

特种加工论文

（论新形势下我国机械制造行业）

特种加工的发展

姓名: *** 专业: 机械设计制造及其自动化 班级: 机电*** 学号: 0000000000

×××××× 学 院 摘要

随着科学技术的不断进步，对精度、效率、质量的要求愈来愈高,高精度与高效率成为超精密加工永恒的主题。精密和超精密加工，是现代机械制造业最主要的发展方向之一,在提高机电产品的性能、质量和发展高新技术中起着至关重要的作用，并且已成为在国际竞争中取得成功的关键技术。在不久的将来，超精密加工势必将向着高精度、高效率、大型化、微型化、智能化、工艺整合化、在线加工检测一体化、绿色化等方向发展。为适应这一要求，面对愈来愈强韧的材料性能、愈来愈高的精度要求以及愈来愈严格的表面完整性，很多特种加工技术随之应运而生。而电火花加工就是其中一种。本文将以特种加工最普遍应用的电火花加工为例，介绍现代生产制造行业精密加工与超精密加工的发展概况。

关键字： 现代 精密和超精密 特种加工 电火花 发展概况

abstract

With the continuous progress of science and technology of precision, efficiency, quality of the increasingly high demand, high precision and high efficiency has become the eternal theme of the ultra precision machining.The precision and ultra precision machining, is one of the most important development of modern machinery manufacturing industry, to improve the performance of mechanical and electrical products, quality and development plays a vital role high and new technology, and has become a key technology to obtain success in international competition.In the near future, there will be ultra precision machining with high precision, high efficiency, large-scale, miniaturized, intelligent, technology integration, online processing and testing integration, green and other directions.In order to meet this demand, face The material performance of more and more strong, the accuracy of the increasingly high demand, more and more strict surface integrity, a lot of special processing technology came into being.And the electrical discharge machining is one of them.This paper will take EDM machining is the most widely applied as an example, introduce the modern manufacturing industry and the development of precision machining overview of ultra precision machining.Key words:

modern

precision and ultra precision machining

non-traditional machining

EDM

development

引言

随着科学技术的不断进步，对精度、效率、质量的要求愈来愈高,高精度与高效率成为超精密加工永恒的主题。精密和超精密加工，是现代机械制造业最主要的发展方向之一,在提高机电产品的性能、质量和发展高新技术中起着至关重要的作用，并且已成为在国际竞争中取得成功的关键技术。

1.1机械制造加工

通常来说，按制造加工精度划分，机械制造加工可分为一般加工、精密加工、超精密加工三个阶段。目前，精密加工是指加工精度为Ra1~0.1μｍ，表面粗糙度为Ra0.1~0.01μｍ的加工技术，但这个界限是随着加工技术的进步而不断变化的，今天的精密加工可能就是明天的一般加工。精密加工所要解决的问题，一是加工精度，包括形位公差、尺寸精度及表面状况；二是加工效率，有些加工可以取得较好的加工精度，却难以取得高的加工效率。精密加工包括微细加工和超微细加工、光整加工等加工技术。传统的精密加工方法有砂带磨削、精密切削、珩磨、精密研磨与抛光等。

目前超精密加工日趋成熟，已形成系列，它包括超精密切削、超精密磨削、超精密研磨、超精密特种加工等。尽管超精密加工迄今尚无确切的定义，但是它仍然在向更高的层次发展。超精密加工将向高精度、高效率、大型化、微型化、智能化、工艺整合化、在线加工检测一体化、绿色化等方向发展。在不久的将来，精密加工也必将实现精密化、智能化、自动化、高效信息化、柔性化、集成化。创新思想及先进制造模式的提出也必将为精密与超精密技术发展提供策略。环保化也是机械制造业发展的必然趋势。

随着IT相关产业的发展，近年来，光学和电子工业所用装置的零部件产品的需求急速增长，这种增长刺激了微细形状及高精度加工技术的迅速发展。其中，微细孔加工技术的开发应用尤其引人注目。微细孔加工早已在印刷电路板等加工中加以应用，包括钢材在内的多种被加工材料，均可用钻头进行小直径加工。目前，小直径孔加工中，利用钻头切削的直径最小可至φ50μm左右。小于φ50μm的孔则多采用电加工来完成。为了抑制毛刺的产生，许多研究者提出可采用超声波振动切削的方式。目前，正在探索一种应用范围广而且工艺合理的超声波振动切削模式，其中包括研究机床的适应特性等内容。随着这些问题的顺利解决，今后可望更好地实现直径更小的微小深孔加工，加工精度会更高。

1.2 特种加工

随着航空航天工业、核能工业、电子工业以及汽车工业的迅速发展，很多产品均要求在高温、高压、高速或腐蚀环境下长期而可靠地工作。为适应这一要求，各种新结构、新材料与复杂的精密零件大量出现，其结构形状愈来愈复杂，材料性能愈来愈强韧，精度要求愈来愈高，表面完整性愈来愈严格，很多特种加工技术随之应运而生。

特种加工是指那些不属于传统加工工艺范畴的加工方法,它不同于使用刀具、磨具等直接利用机械能切除多余材料的传统加工方法。特种加工是近几十年发展起来的新工艺,是对传统加工工艺方法的重 要补充与发展,目前仍在继续研究开发和改进。直接利用电能、热能、声能、光能、化学能和电化学能，有时也结合机械能对工件进行的加工。特种加工中以采用电能为主的电火花加工和电解加工应用较广，泛称电加工。

特种加工亦称“非传统加工”或“现代加工方法”，泛指用电能、热能、光能、电化学能、化学能、声能及特殊机械能等能量达到去除或增加材料的加工方法，从而实现材料被去除、变形、改变性能或被镀覆等。

1.2.1特种加工的优势

与传统机械加工方法相比，特种加工方法具有许多独到之处:(1)加工范围不受材料物理、机械性能的限制，能加工任何硬的、软的、脆的、耐热或高熔点金属以及非金属材料。

(2)易于加工复杂型面、微细表面以及柔性零件。

(3)易获得良好的表面质量，热应力、残余应力、冷作硬化、热影响区等均比较小。

(4)各种加工方法易复合形成新工艺方法，便于推广应用。

1.2.2特种加工的特点

1、机械能，与加工对象的机械性能无关，有些加工方法，如激光加工、电火花加工、等离子弧加工、电化学加工等，是利用热能、化学能、电化学能等，这些加工方法与工件的硬度强度等机械性能无关，故可加工各种硬、软、脆、热敏、耐腐蚀、高熔点、高强度、特殊性能的金属和非金属材料。

2、非接触加工，不一定需要工具，有的虽使用工具，但与工件不接触，因此，工件不承受大的作用力，工具硬度可低于工件硬度，故使刚性较差的元件及弹性元件得以加工。

3、微细加工，工件表面质量高，有些特种加工，如超声、电化学、水喷射、磨料流等，加工余量都是微细进行，故不仅可加工尺寸微小的孔或狭缝，还能获得高精度、极低粗糙度的加工表面。

4、不存在加工中的机械应变或大面积的热应变，可获得较低的表面粗糙度，其热应力、残余应力、冷作硬化等均比较小，尺寸稳定性好。

5、两种或两种以上的不同类型的能量可相互组合形成新的复合加工，其综合加工效果明显，且便于推广使用。

6、特种加工对简化加工工艺、变革新产品的设计及零件结构工艺性等产生积极的影响。

1.2.3特种加工的方法

特种加工工艺是直接利用各种能量，如电能、光能、化学能、电化学能、声能、热能及机械能等进行加工的方法。

1、“以柔克刚”，特种加工的工具与被加工零件基本不接触，加工时不受工件的强度和硬度的制约，故可加工超硬脆材料和精密微细零件，甚至工具材料的硬度可低于工件材料的硬度。

2、加工时主要用电、化学、电化学、声、光、热等能量去除多余材料，而不是主要靠机械能量切除多余材料。

3、加工机理不同于一般金属切削加工，不产生宏观切屑，不产生强烈的弹、塑性变形，故可获得很低的表面粗糙度，其残余应力、冷作硬化、热影响度等也远比一般金属切削加工小。

4、加工能量易于控制和转换，故加工范围广，适应性强。

现代的发展以及新型结构材料和高精密复杂结构的大批采用，进一步加剧了加工工艺性的恶化，传统加工方法难以达到高精度、高质量、高效率和低成本综合技巧与经济指标请求，因而需要进一步开发和利用新型特种加工技巧和及其复合工艺。如电火花加工、电解加工、超声波加工、复合加工等已成为国内外国防工业和机械工业着力发展的特种加工技巧，受到先进工业国家的工业部门的广泛关注。而电火花加工也逐渐在我国国内机械制造加工行业得到了越来越普遍的应用。

1.3 电火花加工

1.3.1 电火花加工的定义

电火花是一种自激放电，其特点如下： 火花放电的两个电极间在放电前具较高的电压，当两电极接近时，其间介质被击穿后，随即发生火花放电。伴随击穿过程，两电极间的电阻急剧变小，两极之间的电压也随之急剧变低。火花通道必须在维持暂短的时间（通常为10-7-10-3s）后及时熄灭，才可保持火花放电的“冷极”特性（即通道能量转换的热能来不及传至电极纵深），使通道能量作用于极小范围。通道能量的作用，可使电极局部被腐蚀。利用火花放电时产生的腐蚀现象对材料进行尺寸加工的方法，叫电火花加工。电火花加工是在较低的电压范围内，在液体介质中的火花放电。

1.3.2 电火花加工的特点

电火花加工是与机械加工完全不同的一种新工艺。随着工业生产的发展和科学技术的进步，具有高熔点、高硬度、高强度、高脆性，高粘性和高纯度等性能的新材料不断出现。具有各种复杂结构与特殊工艺要求的工件越来越多，这就使得传统的机械加工方法不能加工或难于加工。因此，人们除了进一步发展和完善机械加工法之外，还努力寻求新的加工方法。电火花加工法能够适应生产发展的需要，并在应用中显示出很多优异性能，因此，得到了迅速发展和日益广泛的应用。

1.脉冲放电的能量密度高，便于加工用普通的机械加工方法难于加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的工件。不受材料硬度影响，不受热处理状况影响。

2.脉冲放电持续时间极短，放电时产生的热量传导扩散范围小，材料受热影响范围小。

3.加工时，工具电极与工件材料不接触，两者之间宏观作用力极小。工具电极材料不需比工件材料硬，因此，工具电极制造容易。

4.可以改革工件结构，简化加工工艺，提高工件使用寿命，降低工人劳动强度。

1.3.3电火花加工分类

按工具电极和工件相对运动的方式和用途的不同,大致可分为电火花成形加工、电火花线切割、电火花磨削和镗磨、电火花同步共轭回转加工、电火花高速小孔加工、电火花表面强化与刻字六大类。前五类属电火花成形、尺寸加工，是用于改变零件形状或尺寸的加工方法；后者则属表面加工方法，用于改善或改变零件表面性质。以上方法中以电火花成形加工和电火花线切割应用最为广泛。

1）电火花成形加工

该方法是通过工具电极相对于工件作进给运动，将工件电极的形状和尺寸复制在工件上，从而加工出所需要的零件。它包括电火花型腔加工和穿孔加工两种。

a、电火花型腔加工主要用于加工各类热锻模、压铸模、挤压模、塑料模和胶木膜的型腔。

b、电火花穿孔加工主要用于型孔（圆孔、方孔、多边形孔、异形孔）、曲线孔（弯孔、螺旋孔）、小孔和微孔的加工。近年来，为了解决小孔加工中电极截面小、易变形、孔的深径比大、排屑困难等问题，在电火花穿孔加工中发展了高速小孔加工，取得良好的社会经济效益。典型机床有D7125,D7140等电火花穿孔成形机床。

2）电火花线切割加工

该方法是利用移动的细金属丝作工具电极，按预定的轨迹进行脉冲放电切割。按金属丝电极移动的速度大小分为高速走丝和低速走丝线切割。我国普通采用高速走丝线切割，近年来正在发展低速走丝线切割，高速走丝时，金属丝电极是直径为φ0.02～φ0.3mm的高强度钼丝，往复运动速度为8～10m/s。低速走丝时，多采用铜丝，线电极以小于0.2m/s的速度作单方向低速运动。线切割时，电极丝不断移动，其损耗很小，因而加工精度较高。其平均加工精度可达 0.0lmm，大大高于电火花成形加工。表面粗糙度Ra值可达1.6 或更小。

目前电火花线切割广泛用于加工各种冲裁模（冲孔和落料用）、样板以及各种形状复杂型孔、型面和窄缝、凸轮、成形刀具、精密细小零件和特殊材料，试制电机、电器等产品等。典型机床有DK7725,DK7740数控电火花线切割机床。

3）其他电火花加工方式

剩下的电火花加工方式应用较少，不是主流。包括：

（1）电火花内孔、外圆和成形磨削：用于加工高精度、表面粗糙度值小的小孔，如拉丝模、挤压模、微型轴承内环、钻套等和加工外圆、小模数滚刀等。典型机床有D6310电火花小孔内圆磨床等。

（2）电火花同步共轭回转加工：用于加工各种复杂型面的零件，如高精度的异形齿轮，精密螺纹环规，高精度、高对称度、表面粗糙度值小的内、外回转体表面等。典型机床有JN-2,JN-8内外螺纹加工机床。

（3）电火花高速小孔加工：用于加工线切割穿丝预孔，深径比很大的小孔，如喷嘴等。典型机床有D703G电火花高速小孔加工机床。

（4）电火花表面强化、刻字：用于电火花刻字、打印记。典型设备有D9105电火花强化机等。

1.3.4电火花加工用途

目前电火花加工已广泛应用于模具制造、航天航空、电子、电机电器、精密机械、仪器仪表、汽车、轻工业等行业，以解决难加工材料及复杂形状零件的加工问题，加工范围已达到小到几微米的小孔、轴、缝，大到几米的超大型模具和零件。

电火花加工的主要用途可以概括为以下几项：（1）用于模具生产中的型孔、型腔加工，已成为模具制造业的主导加工方 法，推动了模具行业的技术进步。

（2）可以用于制造冲模、塑料模、锻模和压铸模。

（3）加工小孔、畸形孔以及在硬质合金上加工螺纹螺孔。（4）在金属板材上切割出零件。（5）加工窄缝。

（6）磨削平面和圆面。

（7）其它（如强化金属表面，取出折断的工具，在淬火件上穿孔，直接加 工型面复杂的零件等）。

总结

毋庸置疑，我国的制造业发展现已进入了高速发展阶段，中国民营企业也已具备足够的经济实力来使企业迈向现代化，诸如各种特种加工技术的先进设备的引进和大量专业人才的涌入使许多沿海地区的制造业水平迅速提高。特种加工技术在制造业领域占有重要的地位,是实现难加工材料,复杂零件精密加工的有效手段。随着国家决策的科学化、民主化进程不断深入，各类技术与设备的不断精进，相信我国的制造业会更快速、更健康地发展。

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