热处理工艺论文精选(九篇)

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第1篇：热处理工艺论文范文

各元素在合金中的作用如下:(1)Si和Mg的影响Si和Mg是该铝型材合金的主要组成元素，其结合形成了产品的主要强化相Mg2Si。但Si和Mg比例不同，形成强化相的数量和分布有差别，这直接影响到产品日处理后的力学性能。研究表明［3］，对于Al－Mg－Si三元合金，当其处于ɑ(Al)－Mg2Si－Si三相区间内时，具有最大的抗拉强度。对于Al－Mg－Si三元合金，Mg2Si含量增加，会提高其抗拉强度，但会降低其伸长率;当Mg2Si含量为定值时，Si含量增加，抗拉强度增加，伸长率变化不大，但当Si出现过剩相时，合金的耐蚀性随过剩相含量的增加而降低，脆性增大;当Si含量为定值时，增加Mg含量，也会提高抗拉强度。合金位于ɑ(Al)－Mg2Si两相区或Al单相区(Mg2Si固溶于基体)，具有最佳的耐蚀性能。公司根据以上机理，确定了内控标准。(2)Mn的影响Mn亦可强化基体，提高产品的韧性和耐蚀性，但Mn含量过多时，会减少Si的强化效果，形成晶内偏析，产生粗精组织，降低铸锭的挤压性能，因此，要适当控合金中Mn含量。(3)Ti的影响Ti是晶粒细化剂，可以避免铸造时形成热裂纹，减少铸锭中的柱状晶组织，细化铸锭的晶粒度，减少挤压产品的各向异性。(4)Zn和Cu的影响少量的Zn和Cu可以提高铝型材的强度，耐蚀性变化不大，但添加量过多时会降低铝型材的抗腐蚀性。同时，少量的Cu可以减少人工时效后机械性能的下降。(5)Fe的影响Fe是铝型材中的杂质元素，会损害型材的综合性能，应尽量减少其含量。综上所述:在该产品用铝合金成分配比中，镁硅比应保持在1．18左右，此时铝型材内强化相绝大部分是Mg2Si，含有少量的富余Si，Si含量亦不过剩，此时强度较高，塑性和抗蚀性未降低;由于没有过剩的硅含量，Mn含量可以处于国标的下限。Fe含量应根据原铝锭冶炼水平，越低越好。

2热处理工艺控制

2．1铝棒均质热处理工艺控制在铝棒铸造成型过程中，受合金成分、浓度梯度、温度梯度、冷却强度等因素的影响，铝棒不可避免的会出现树枝晶、蔷薇晶、带状组织、偏析、非平衡相、铸造应力等不希望得到组织或状态，为了在挤压前消除这些缺陷，优化铸棒组织，需要对铝合金棒进行均质处理。均质处理时一是要考虑铝棒不能过烧，出现二次共晶;二是要使粗大的针状、带状和非平衡相充分溶解。以XX公司35吨均质炉，装入直径292mm铝棒为例，考虑到热电偶误差，保温温度应控制在570±5℃，保温6h为宜，低于560℃，可能出现组织不均匀区域(低倍组织)，挤压型材力学性能较低;高于585℃，将会使晶界粗化，引起过烧，严重时形成难熔质点。保温时间应在5．5～6．5h之间，过高和过低都影响铝型材力学性能。以保温温度570℃，保温6h为参照，挤压工艺相同的情况下，当保温温度延长至7．5h时，抗拉强度下降约11%。冷却时，采取风冷+水冷分级的冷却方式，一方面使冷却介质均匀分布，一方面不至于冷却速度过慢或扩快，影响均质效果。

2．2加热固溶热处理工艺控制研究表明［4］，模具出口处型材温度受铝棒加热温度、挤压速度和其它因素多重影响，其中铝棒加热温度影响强度约44%，挤压速度影响强度约32%。对于本文研究的该型材产品，由于合金为6082合金，本身变形抗力较大，同时型材截面复杂，幅面宽，因此，适宜较高的铝棒加热温度，低的挤压速度。对铝棒加热的控制主要是加热温度和保温时间，对于加热温度控制，主要考虑因素是型材出口温度(固溶温度)和变形抗力，铝棒加热温度过低，将造成变形抗力过大，出现模具崩裂或走水;即使挤出型材，型材出口温度较低，型材性能较差。考虑到铝棒从铝棒炉出来到进入挤压机有一定的时间间隙，铝棒加热温度应适当提高。对于铝棒保温时间控制，主要考虑析出物溶解程度和铝棒温度均匀性，对于长棒炉，通过改善加热方式和内部热循环方式，尽可能提高炉内温度均匀性。对生产该型材的铝棒，保温时间应控制在3分钟以上，能够保证析出相的充分溶解，如果铝棒进入加热炉前长时间放置，保温时间应延长。同时，实践证明，保温时间继续延长，对挤出型材性能影响不大。当生产铝型材使用在线淬火方式时，型材出口温度即为固溶温度。固溶温度与铝棒加热温度直接相关。对于生产该型材的6082合金，理论上，固溶温度越高，越有利于强化相的彻底固溶。由上述可知，其它挤压工艺相同的情况下，铝棒加热温度直接决定固溶温度，因此铝棒温加热温度越高，固溶的越好，但固溶温度要低于合金最低熔点，防止合金过烧。生产实践表明，当固溶温度处于520－545℃时，型材具有较高的性能;此时，采用某挤压工艺时，铝棒加热温度应控制在485～510℃。

2．3淬火工艺控制由于生产本文所述型材产品使用的是6082铝合金，该合金的淬火敏感性比6061、6063等牌号合金要高［2］，因此，淬火强度要高，否则，将影响产品强度和时效效果。在曾经使用过的水淬、强风+雾、强风等淬火方式中，水淬冷却强度最大，淬火后硬度高，但淬火后由于型材厚度不均，容易出现产品的翘曲和变形，造成废品。强风+雾的淬火方式亦能达到产品性能要求，但对光身料产品，气雾容易在产品形成水渍，增大后期处理难度。Xx公司通过改变出风口位置，改善气体质量和温度，可以使产品强度和硬度等性能指标达到要求。在淬火工艺控制过程中，该型材的淬火冷却速度要保证达到300℃以上。

2．4时效工艺控制经过固溶淬火后的铝型材得到一种不稳定的固溶体，此时其力学性能并不能达到最大;同时，由于该固溶体处于过饱和状态，又有较大的析出倾向，如果不对其进行人工时效处理，析出相将在晶界处聚集，出现晶间腐蚀或应力腐蚀。在实际生产过程中，由于可能需要整形等工序，人工时效前产品会在自然状态放置一段时间，相当于一个自然时效过程。生产实践显示，自然状态放置时间应尽量避免在5～7h之间，在此时间区间内，相同人工时效工艺下，力学性能偏低。在人工时效工艺参数优化过程中，当时效温度为175℃吴宗闯，等:集装箱铝型材生产过程中热处理工艺控制初探•89•时，保温6．5h，产品性能最优;但延长保温时间，产品强度、硬度等力学性能变化不大，保温时间延长至15h，产品性能略有降低，强度降低小于3%。但保温时间低于5．5h，力学性能下降明显。考虑企业成本控制因素，保温时间控制6～7h最佳。

3结束语

第2篇：热处理工艺论文范文

1.1样品制备

本实验采用熔融热处理工艺制备玻璃陶瓷。在钡硼硅酸盐玻璃体系中加CaO、TiO2和ZrO2（摩尔比为2∶3∶1）作为晶核剂，含量保持45wt%不变。所用原料为分析纯的SiO2、H3BO3、BaCO3、Na2CO3、Na2SO4、CaCO3、TiO2，考虑到ZrO2在硼硅酸盐玻璃中很难溶解，因此用质量分数为95.2%的ZrSiO4来引入ZrO2，由于ZrSiO4同时引入了Si，所以，Si的含量由调节SiO2的含量来保持平衡。按照配料比称取所需原料（≈90g），用玛瑙研钵充分研磨混匀后放入刚玉坩埚中。将坩埚放于马弗炉中加热到850℃焙烧2h，以5℃/min的升温速率升温到1250℃下熔融3h。将熔体水淬后得到玻璃样品，做DTA分析玻璃样品的核化温度和晶化温度。之后采用熔融热处理工艺分别在核化温度Tn和晶化温度Tc（由DTA分析得到）各保温2h后自然冷却得到玻璃陶瓷样品。

1.2测试与表征

将所制得的玻璃样品研磨过筛（100～200目，75～150um）后，利用SDTQ600型同步热分析仪，以20℃/min的升温速率升温到1200℃对样品进行差热分析(DTA)，确定玻璃的热处理温度；用X’PertPRO型X射线衍射分析仪X衍射(X-raydiffraction，XRD)分析，铜靶(35kV，60mA)，扫描速度5°/min，步长0.02°，扫描范围为10～80°；用质量分数为20wt%的HF水溶液腐蚀样品30s，超声20min，烘干后，利用德国蔡司公司EVO18型扫描电镜对样品微观形貌分析（SEM）。

2结果与分析

2.1样品的热分析

为水淬后所得玻璃样品的DTA曲线。基础玻璃的Tg在738℃左右，一般而言，成核温度Tn比Tg高50℃左右。因此，本实验研究的核化温度选取750℃、780℃和810℃。除Tg处的吸热峰外，在815℃和970℃附近还出现了宽化的放热峰，表明晶化温度Tc在该温度附近，两个放热峰可能对应不同种类的晶体长大温度或者同一种类的晶相不同长大速率的温度。本研究选取的晶化温度分别为850℃、875℃、900℃、925℃、950℃、1000℃和1050℃。

2.2核化温度的确定

对于固化HLLW来说，玻璃陶瓷固化体应具有晶粒多而小、均匀分布的特点，而晶粒的多少和分布情况主要由核化温度决定。为了确定最佳的核化温度，先在970℃附近选一个温度不变作为晶化温度，本研究选取此温度为1000℃。将玻璃陶瓷样品分别在750℃、780℃和810℃核化处理2h后，再在1000℃处理2h。玻璃样品经过750℃、780℃和810℃核化处理后，所得晶相都是钙钛锆石。而且在Tn=780℃时，XRD图谱上钙钛锆石相的峰最强，显然其钙钛锆石的含量也是最多。为了研究钙钛锆石晶粒的分布情况和形貌，对其做SEM检测。随着晶化温度从750℃向810℃变化，晶粒的尺寸从约400μm减小到约100μm再增大到约340μm。另一方面，经过750℃处理的样品，晶粒分布不均匀，出现聚集情况，780℃处理后的样品晶粒分布则比较均匀，810℃处理后，所得晶粒成片状且分布不均。核化温度为780℃时，玻璃陶瓷体内，钙钛锆石晶粒多且分布均匀，尺寸较小。由此可以确定，该玻璃陶瓷的较佳核化温度Tn为780℃。

2.3晶化温度的确定

玻璃样品在780℃处理2h后，分别在850℃、875℃、900℃、925℃、950℃、1000℃和1050℃保温2h。晶化温度在850～1000℃范围内，对应钙钛锆石晶相的XRD峰强逐渐增加，当温度升高至1050℃时，峰强又降低，说明玻璃陶瓷样品在780℃经过均匀成核后，其长大速率在1000℃达到最大值。值得注意的是，当温度低于1000℃时，XRD图谱上存在少量的氧化锆晶相的峰。这可以解释在970℃附近出现的不算明显的放热峰：一方面，钙钛锆石晶体长大是放热过程，另一方面，氧化锆慢慢溶解到玻璃中是吸热过程，两种不同的热效应共同作用就导致了热分析曲线在970℃附近出现的宽化的放热峰。示。晶化温度为850℃和875℃时，钙钛锆石晶相呈柱状，且温度升高，晶粒变大。晶化温度继续升高到900℃后，晶粒形状渐渐变的没有规则，925℃处理后晶粒长成块状。当晶化温度为950℃时，晶粒开始变为柱状，但尺寸较Tc分别为850℃和875℃时要小的多，同时出现晶粒聚集的现象，分布不均匀。晶化温度升高到1000℃后，所得钙钛锆石晶粒尺寸变小，分布均匀，该晶化温度下生成的钙钛锆石晶相也是最多的。晶化温度继续升高到1050℃后，晶粒变的粗大而且呈聚集状态。结合XRD和SEM分析可知，SiO2-B2O3-BaO-Na2O-CaO-ZrO2-TiO2体系基础玻璃经过Tn=780℃处理后，较佳的晶化温度是1000℃。

3结论

第3篇：热处理工艺论文范文

英文名称：Transactions of Materials and Heat Treatment

主管单位：中国科学技术协会

主办单位：中国机械工程学会

出版周期：月刊

出版地址：北京市

语

种：中文

开

本：大16开

国际刊号：1009-6264

国内刊号：11-4545/TG

邮发代号：82-591

发行范围：国内外统一发行

创刊时间：1980

期刊收录：

CA 化学文摘(美)(2009)

CBST 科学技术文献速报(日)(2009)

EI 工程索引(美)(2009)

中国科学引文数据库(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

中文核心期刊(1992)

期刊荣誉：

中科双效期刊

联系方式

期刊简介

《材料热处理学报》（月刊）创刊于1980年，中国机械工程学会主办，中国机械工程学会热处理分会和北京机电研究所承办的全国性学术期刊。收录情况：全国中文核心期刊，中国期刊方阵－双效期刊，中国科技论文统计源期刊，中国学术期刊(光盘版), 中国核心期刊（遴选）数据库（万方数据库）、中国期刊网全文收录期刊等。

Ei(工程文摘), CA（化学文摘）, MA（金属文摘）, EMA（工程材料文摘）AIA (铝工业文摘)，JICST (日本科技文献速报)，Scopus,Corrosion Abstracts（腐蚀文摘）等收录期刊。

主要刊登各类材料（包括金属与非金属）的化学成分、组织结构、力学性能、物理化学性能的理论、材料加工、质量控制检测和计算机在材料科学中的应用等方面的学术论文和科研成果，国家基金、省、部级基金资助项目研究论文及行业科技信息等，特别是材料科学与工程领域具有创新性、高水平的原创性学术论文及反映学科最新进展的重要综述文章。同时刊登国内外科技成果转让、材料热处理工艺装备推广等各类信息。

第4篇：热处理工艺论文范文

关键词:LV710贝氏体钢 回火 热处理 力学性能

1 前言

目前贝氏体钢已经广泛应用于汽车前轴、铁路道岔、矿山用高强度耐磨钢球、塑料模具、油田用抽油杆等多个方面。贝氏体钢是21世纪钢铁材料中的奇葩，正朝着低碳、超低碳、超细晶和高强度方面发展，在不久的将来，将会有更加广泛的应用前景[1，2，4]。

本文主要是通过试验研究LV710贝氏体钢在不同的正火回火热处理后的力学性能特点，分析热处理工艺对其力学性能的影响，为其应用奠定试验依据。

2 实验部分

2.1 试验仪器及设备

（1）热处理试验：SXS-15-13型箱式电阻炉（最高温度1500℃）；

（2）拉伸试验：CMT5105A 型微机控制电子万能试验机；

（3）硬度试验：HT-320全洛氏硬度仪；

（4）冲击试验：JBN-30型冲击试验机

2.2 试验材料及其制备

试验材料：LV710新型贝氏体钢。

试样加工：冲击试样加工成10.2×10.2×55mm，热处理后开V 形缺口，拉伸试样加工成Φ14×80mm棒料，然后加工成Φ6mm标准短拉伸试样。

2.3 试验方案的确定

2.3.1 热处理工艺确定及其热处理试验

本次试验确定LV710贝氏体钢的正火温度为920℃×1h，试样空冷后在不同温度进行回火，回火温度分别为200℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃，回火时间为2小时。

2.3.2 力学性能试验

1.拉伸试验，测定材料的强度、延伸率、断面收缩率等指标。

2.硬度试验，对经过磨加工后的冲击韧度试样进行HRC硬度测定。

3.冲击韧度试验，测定材料的冲击韧度。

2.4 试验过程

2.4.1 热处理过程

将热处理炉加热至920℃后，把试样放入炉膛内。待炉膛温度回复至920℃并稳定后开始计时，将试样加热1小时后取出，空冷后分别将试样在200℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃等温度下进行回火处理。

2.4.2 力学性能测试

（1）拉伸性能测试

将正火+回火热处理后的拉伸试棒在CMT5105A 型微机控制电子万能试验机上进行拉伸试验，然后测量其断口直径、拉伸后的长度等参数。

（2）硬度测试

将正火+回火热处理后的冲击试样表面磨光，开V形缺口，在全洛氏硬度机上测量其硬度。每个试样至少打5个点求其平均值，算出每个回火温度下的平均硬度值。

（3）冲击性能测试

对试样打完硬度后进行冲击性能测试，先将试样放置于冲击处，并把冲击试验机的指针归零，然后摁动开关进行冲击，冲击完成之后在表盘上读出冲击吸收功的值，最后计算出各个温度下试样的平均冲击吸收功。

3 试验结果与分析

3.1 不同热处理工艺对材料力学性能的影响

本次试验中对试样进行了拉伸试验、硬度测试及冲击试验，各种力学性能指标。

300℃以下回火，抗拉强度变化不大，300℃回火后抗拉强度值最高，为1450.88MPa，回火温度超过300℃，随着回火温度的提高，贝氏体钢的抗拉强度急剧降低，600℃回火后抗拉强度值最低，为868.80 MPa。

随着回火温度的升高，贝氏体钢的硬度呈降低的总趋势。回火温度低于400℃时，随着回火温度的提高，硬度缓慢降低，当温度升超过400℃后，随着回火温度的提高，硬度快速降低。

在回火温度低于350℃时，冲击韧度下降缓慢；回火温度在350℃-500℃之间时，冲击韧度下降的比较迅速，到500℃时，冲击韧度降至最低，出现回火脆性；回火温度高于500℃时，冲击韧度迅速上升。

综合来看，LV710贝氏体钢920℃正火、200～350℃回火后具有良好的强韧性配合，最佳的回火温度为300℃×2h，获得的力学性能为：抗拉强度1450.9MPa，硬度39.7HRC，冲击韧度49.8J。

3.3 回火温度对材料力学性能影响的原因分析

材料力学性能随回火工艺不同变化的原因，与贝氏体铁素体碳量变化及残余奥氏体的分解有关，是两因素综合作用的结果。贝氏体铁素体是碳的过饱和固溶体，回火过程伴随着贝氏体铁素体固溶碳量的降低，造成硬度和抗拉强度的降低，因此，抗拉强度和硬度变化的总趋势是随着回火温度的升高而下降。随着回火温度的升高，残余奥氏体的热稳定性（不同回火温度分解的难易程度）因回火温度不同而异。300℃以下回火，贝氏体组织的残余奥氏体稳定性提高，低温回火可以提高钢的韧性；另外，钢在低温回火时，残余应力的消除也有利于提高钢的冲击韧度。当回火温度超过350℃，贝氏体组织中的残余奥氏体逐渐分解，析出脆性渗碳体，导致钢的冲击韧度值降低。回火温度高于500℃后，渗碳体开始聚集和球化，铁素体有回复和再结晶的趋势，钢的韧性开始回升[3，4，6，7]。

由以上组织分析可知，贝氏体钢正火空冷后进行低温回火处理能使该钢获得最佳强韧性组合。

4 结论

（1）不同的回火温度热处理对贝氏体钢力学性能的影响为：对延伸率及断面收缩率的影响趋势基本上是相同的，均呈先升后降、复又升高的变化趋势。对抗拉强度的影响是：300℃以下回火，抗拉强度变化不大，300℃回火后抗拉强度值最高，回火温度超过300℃，随着回火温度的提高，贝氏体钢的抗拉强度急剧降低。对试样硬度的影响是：随着回火温度的升高，贝氏体钢的硬度呈降低的总趋势。对冲击韧度的影响是：在回火温度低于350℃时，冲击韧度下降缓慢；回火温度在350℃-500℃之间时，冲击韧度下降的比较迅速，到500℃时，冲击韧度降至最低；出现回火脆性回火，温度高于500℃时，冲击韧度迅速上升。

（2）LV710贝氏体钢920℃×1h正火+300℃×2h回火，具有良好的强韧性配合，为最佳的回火工艺，获得的力学性能为：抗拉强度1450.9MPa，硬度39.7HRC，冲击韧度49.8J。

参考文献

[1] 席光兰，马勤.贝氏体钢的研究现状和发展展望[J].材料导报.2006，20（4）：78-81

[2] 李洪波，刘向东，黄志求等.21世纪以来贝氏体钢的研究开发与应用[P].硕士学位论文.铸造设备研究.2005，（1）：32-33

[3] 刘静.热变形工艺对新型高强韧性贝氏体钢显微组织及力学性能的影响[P].硕士学位论文.贵州大学，2005

[4] 康沫狂，杨思品，管敦惠，钢中贝氏体.上海：上海科学技术出版社，1990

[5] 张晓燕，梁益龙,梁宇等.新型空冷贝氏体钢性能及组织的研究[J].现代机械.2004（2）：73-74.

第5篇：热处理工艺论文范文

关键词：工程材料与热处理；任务驱动；教学

1 前言

《工程材料及热处理》是高等学校工程机械类及近机械类专业的一门技术基础课，通过对该课程的学习，学生能够掌握机械工程材料和热处理的相关知识，并且为后续的专业课程打下良好的基础。但是《机械工程材料及热处理》课程内容相对复杂、抽象，学生学起来难度较大，教学效果不理想。课程任务驱动法是将课程任务与课程教学相结合，从而提升教学效果的教学方式。机械专业主要是为社会提供专业性人才，将课程任务驱动法应用于《工程材料及热处理》教学中，根据其特点和应用型本科教育“培养高素质复合型应用性人才”培养目标的要求，实现教、学、做一体的任务驱动教学模式，提升学生的学习积极性。

2 任务驱动式教学法概述

任务驱动教学法是基于构架主义学习理论的教学方法，在学习过程中，围绕着一个共同的任务中心，在问题动机、实践任务等驱动下开展教学的方式。任务驱动式教学法是基于建构主义学习理论的教学法，以知识的构建为基础，通过以提出问题、提出任务目标以及完成任务目标的教学方式。将任务驱动法教学导入《工程材料及热处理》教学中，在总体教学目标的框架下，将总体目标分为一个个小目标，根据学科的特点明确教学任务，在任务驱动下完成教学安排。

3 基于任务驱动法的《机械工程材料及热处理》教学方法

3.1 根据职业特点确定能力培养目标

《工程材料及热处理》教学的目标主要是为机械专业类学生未来的学习打下基础，通过将材料的加工与热处理和学生的职业生涯联系起来，根据专业和职业的特点确定培养目标，能够提升学生的职业素质，让学生更加重视课程的学习。在任务驱动法教学中，为了让学生获得机械工程材料以及热处理工艺的相关知识，让学生了解实际工件加工的全过程、了解热处理工艺的特点、根据零件要求合理选择热处理方式，实现工作过程中的学习与课堂上的学习的整合，在教导学生知识的同时培养学生的职业精神。

3.2根据岗位需求调整课程教学内容

《工程材料及热处理》是一门综合性技术基础课，对于未来机械人才的培养与学生的未来发展具有重要的意义。通过对相关行业与仓业人才需求进行调研，将《工程材料及热处理》教学与学生的岗位发展结合起来，能够更好的开展教学。本校所开《机械工程材料及热处理》课程总学时为63学时，其中的教学内容包括金属学的基本知识、机械工程常用金属材料、陶瓷材料与复合材料等内容。采用任务驱动法进行教学，对其中一些理论性强、岗位实用性较差的内容进行压缩，为了满足现代岗位的需求，及时补充新知识，确保教学的时效性。

3.3 以任务过程为导向的组织教学

任务引导型的《工程材料及热处理》的教学组织，需要采取问题教学的方式，通过教学导入，让学生的职业发展与课程组织相结合，从而激发学生的主动性，引导学生科学的思考问题，加深对课程的认识。《工程材料及热处理》教学组织中，以专业课程教学与课程教学相结合，将教育行动整合到教学过程中，改变传统的“知识传授型”的教学方式，将课程分为相应的项目组，从而完成教学。在《工程材料及热处理》教学中，在原有课程的基础上，优化课程体系，突出职业能力培养，以任务驱动与项目导向的教学方式，根据项目布置的方式完成教学任务。

3.4 针对不同基础的学生进行分组教学

学生的基础与学习能力并不相同，在《工程材料及热处理》教学过程中，应该开展差异化教学，以异质小组教学的方式，因材施教，促进学生的整体提升。任务导向式教学需要以学生的情况为基础，采取分层教学的方式，布置不同的教学任务与教学安排，有意识的让学生能够了解自己，明确发展方向，同时相应的教学难度能够激发学生的学习积极性，促进学生的全面提升。

3.5 以任务为导向的实验教学

实验教学是《工程材料及热处理》教学的重要内容，在理论教学的基础上，开展任务导向的实验教学，能够将理论与实践相结合，提升学生的实验动手能力与团队协作能力。《工程材料及热处理》课程的原有实验主要为简单的验证性实验，对于学生的提升有效，在原有实验的基础上加入以任务为导向的实验教学内容，与生产实践结合紧密，让学生能够了解实验方案，熟悉实验材料，提升学生的主观能动性，培养学生的创新精神。以企业典型应用为载体， 实现以实例项目为导向的教学模式，并借助教师的引导、 学生的动手实践和课堂讨论，以将学习过程转化为 “企业现场情景的再现”， 实现 “将理论知识转化为专业技能” 的学习目标。

3.6 以学生创造力为主的考核方式

任务驱动式教学主要是以学生的能力提升为主，为了确保学生得到提升，取消传统的书面考核，而取代以综合性应用知识的考核，能够深化教学环节，促进学生的发展。采用项目报告的方式取代传统的考试，能够让学生在任务的基础上，对任务进行思考与分析，并且就此开展资料搜集，以小组的方式完成任务，对于学生的发展具有重要的意义。

4 结语

通过“工程材料与热处理工艺选择”课程教学模式创新与学习方式转变的研究，打破了传统的课程结构。本校近年来开展《工程材料及热处理》的任务教学，从教学的准备、教学的组织、教学的开展等方面开始，结合学生的未来职业发展情况开展教学，让学生能够掌握理论知识与应用知识，对提升教学效果具有重要的意义。

参考文献：

[1] 韩树明.基于项目驱动的教学过程设计--以“机械工程基础”课程为例[期刊论文]-苏州市职业大学学报2014（4）

[2] 李蓉.陈志平.张巨勇 工程材料及热处理课堂教学改革[期刊论文]-教育教学论坛2014（19）

作者简介：

第6篇：热处理工艺论文范文

关键词：电磁感应加热；焊后热处理；加氢反应容器

中图分类号：TH49 文献标识码：A 文章编号：

前言

应力腐蚀裂纹是加氢反应容器失效的重要原因之一。为防止应力腐蚀裂纹，通常采用焊后热处理。焊后热处理是将焊接件加热到相变点Ac1以下某一合适温度，保温一定时间后均匀冷却的过程。焊后热处理不产生相变，焊接的组织没有发生变化，其主要目的是消除焊接残余应力，除此之外，还能够改善焊接接头的断裂韧性、塑性，消除氢等有害气体，提高抗腐蚀性，提高疲劳强度，改善蠕变性能等[1]。

焊后热处理常采用整体入炉热处理，当在现场进行组焊后或因容器内存在不锈钢堆内构件等条件限制不允许整体进炉热处理时，通常采用局部热处理方式。局部焊后热处理容易造成压力容器的温度梯度应力和组装过程中产生的塑性变形应力，但相对于焊接的残余应力的危害，温度梯度应力和塑性变形应力对整个压力容器的影响较小，因而在产品的生产过程中常采用局部焊后热处理方式。采用局部焊后热处理时，应更加严格控制热处理工艺，避免产生较大的温度梯度而产生应力，进而有可能改变组织结构，产生缺陷，影响压力容器的质量，造成容器的报废。

感应加热技术的应用研究

局部焊后热处理的方法有很多，如柔性陶瓷电加热履带加热片加热、气体加热、高频感应加热等。现加氢反应器常采用履带加热设备，现使用的柔性陶瓷履带加热设备配备了微电脑控温装置，且设备操作便捷、通用性强，能自动控制输出电流，使工件热处理符合规范要求，所以施工现场热处理大部分采用柔性陶瓷履带加热设备。

履带加热片加热设备也存在很多不足之处：①热效率低，加热时间长，损耗电能大；②加热方式主要靠热辐射和热传导，工件厚度方向加热不均匀；③铺履带加热片的部位表面温度过高，易形成氧化皮，外壁与心部存在温度梯度产生热应力。

感应加热设备加热速度快、效率高、能耗小；温度易控制；采用非接触式加热，具有一定的加热深度，加热温度由工件表面向内部传导；工件材料表面氧化皮生成少。逐渐在焊后热处理中得到应用。

在加氢反应器生产中，电磁感应加热设备常见形式有平板式加热器(如图1所示)和绳状加热电缆(如图2所示)。平板状加热片内置铜线产生高频感应电流，外部为耐高温的云母片，常用于管板的预热、环氧乙烷冷却器小接管的焊后热处理等。绳状加热电缆水冷电缆外套为经过强化的硅橡胶管，内包特殊的铜线以承载高频电流，电缆两端接头为自闭式设计防止内部的冷却液漏出，常用于底部弯管或侧接管的焊后热处理。

图1 平板式电磁感应加热片 图2 绳状感应加热电缆

底部弯管

加氢反应器底部弯管与下封头组焊后如整体进热处理炉热处理，不仅增加成本，且生产效率低。若采用新型感应加热设备对底部弯管进行焊后热处理，可提高生产效率，降低成本。

采用国内某感应设备厂家的电磁感应加热设备对底部弯管进行焊后热处理模拟实验，工艺曲线如图3所示。

图3 模拟实验的工艺曲线

热电偶的布置：试验管φ235×50×2210mm，在距一端800mm处的内、外壁各布置一个测温点，左右两侧距外壁测温点150mm处布置一个等效测温点。热电偶布置示意图如图4所示。

图4 模拟实验的偶块布置示意图

图5为绳状加热电缆电磁感应模拟实验的示意图。实验对φ235mm×50mm×2210mm的小壁厚管子进行感应加热试验，在感应线圈缠绕8匝，升温速率为60~90℃/h条件下，模拟焊缝处中心线的内外壁温差在665℃×3h保温阶段约为20℃，满足加氢产品保温阶段±14℃温差的技术标准，得到的热处理曲线如图6所示。图中温度较高的两条曲线为感应加热缠绕中心处内外壁偶的温度，底部温度较低的两条曲线为监测偶的温度。

图5 绳状加热电缆电磁感应模拟实验图6 热处理曲线

数据表明，采用国产的电磁感应加热设备，在实验的条件下能够实现焊后热处理工艺的要求，但国产设备仍不成熟，控制系统待完善，因此还不具备投入到生产中去。

美国米勒公司Miller Preheat35型感应加热设备是世界上最先进的热处理设备之一。其功率为35kW，频率0.5~3万Hz，加热导线为柔性线，内通冷却水。上海电力建设有限公司用此设备在主蒸汽管φ546mm×92mm的P92钢焊后热处理时，能有效保证P92钢大口径厚壁管加热到760℃的内外壁温差在±10℃范围之内，且整个过程中平均消耗功率低于30kW[2]。图7为Miller Preheat35型感应加热设备在加氢反应器油气出口接管法兰上的应用，直段壁厚为40mm，材质为2.25Cr-1Mo，保温温度为600℃，保温温差为20℃，加热、保温、降温的热处理曲线见图8所示，处理效果很好，可以应用到生产中。

图7 Miller设备应用实例 图8 Miller设备热处理曲线

环氧乙烷冷却器小接管

平板状感应加热器可运用到环氧乙烷冷却器管板的焊后热处理。国内某公司生产的电磁感应加热设备。设备管件部件是高频感应加热电源。该电源采用逆变技术：三相工频交流电经三相桥式全波整流器将交流电整流成含有波纹的直流电，通过电容、电感滤波获得平滑的直流电，再由电力半导体开关管的开关作用和高频变压器的降压，获得交变的高频电流。设备由22个独立的小控制箱组成。

对平板状感应加热设备进行实验，如图9所示。得到的热处理曲线如图10所示。实验结果表明，在实验条件下，平板感应加热器可以加热至680℃，保温范围在±14℃之内。

感应加热设备运用到冷却器小接管焊后热处理，其工装示意图如图11所示。在实际的生产中，得到的热处理曲线无法满足工艺要求，其热处理曲线示意图如图12所示。热处理记录仪上的点呈分散状，原因是由于工作的电磁感应加热器产生的磁场对热电偶采集信号干扰，且保温效果不好，散热过快所致。采用厂家专用的抗磁场干扰热电偶效果仍不佳，在增加一套抗磁场干扰电子数字记录仪的情况下，得到的热处理曲线略有改善，但效果仍不理想。同时，若改变热处理加热记录设备，应进行相应的工艺评定和论证，才能将数字记录仪记录热处理加热过程运用到生产中。因而，此设备未得到广泛应用，仅应用于加氢管板与换热管接头焊接的预热。

图9平板试验工装示意图图10 平板感应加热设备实验得到的热处理曲线

图11 平板感应加热器在冷却器小接管焊后热处理的应用图12 冷却器上小接管得到的热处理曲线

结论

(1) 对感应加热的方法进行应用研究，结合公司实际产品，研究感应加热技术在加氢反应器底部弯管、冷却器小接管等焊后热处理上的应用，实际应用中可提高生产效率，缩短生产周期，降低能耗；

(2) 国内某感应加热设备模拟底部弯管焊后热处理，在感应线圈缠绕8匝，升温速率为60~90℃/h条件下，在665℃×3h保温阶段，模拟焊缝处中心线的内外壁温差约为20℃，但由于设备部件元件的不成熟，无法将新型热处理技术运用到实际产品生产中。在此实验的基础上，总结失败的经验教训，在新引进的Miller Preheat35感应设备，经对设备的应用研究，能够解决底部弯管焊后处理的技术问题，实现了在生产的应用；

(3)感应加热设备试图解决冷却器小接管焊后热处理难题，但设备在实际生产中出现记录仪温度记录呈现分散性，不易解决，但此设备在加氢反应器管板与换热管接头焊接预热方面取得了较好的应用。

参考文献

第7篇：热处理工艺论文范文

论文关键词：淬火介质；双液淬火；飞雕淬火

0前言

金属进行淬火处理时，需要将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间，随即浸入淬火介质中快速冷却。钢的淬火(配合一定温度的回火)是热处理工艺中最重要、也是用途最广泛的工序。根据加热温度的不同、加热速度的快慢、加热介质及热源条件、淬火部位的不同及冷却方式不同，淬火方法有多种分类方法。

生产实践中应用最广泛的淬火分类是以冷却方式的不同划分的。主要有：单液淬火、双液淬火、马氏体分级淬火、贝氏体等温淬火、复合淬火、特殊工件也采用压缩空气淬火(风淬)、喷雾淬火、喷流淬火、预冷淬火法(在空气、水、油预冷以及擦水、擦油预冷)。

常用的淬火介质有：水、水玻璃水溶液、过饱和硝盐水溶液介质、氯化锌．碱光亮淬火介质、聚乙烯醇水溶液、矿物油、碱水、熔盐、熔碱等。

1“飞雕淬火术”一“擦油水冷”双液淬火法

淬火介质是实施淬火工艺过程的重要保证，对金属材料热处理后工件的质量有着很大的影响。武汉理工大学工程训练中心有一种节能环保淬火技术一“擦油水冷”双液淬火法，又称“飞雕淬火术”(飞雕技术创新之一)，非常值得推广。这种淬火方法适合结构简单的低碳钢、中碳钢、低合金结构钢及不锈钢的淬火和表面防锈处理。如：学生实训的产品小榔头、手柄、异形非标螺母及丝杆。特别是小榔头，全国理工科大学生、中专生、技校生及职业学校学生的钳工和金工实习，或实训大多数要制作小榔头。小榔头用这种方法淬火，非常方便。这样制作小榔头不仅可以提高硬度，而且可以防锈，学生还可以了解热处理知识。

这种方法非常简单，就是把擦洗机床、维修机床后不要的油棉纱放入水(最好是热水)中，做成淬火介质。那么，薄薄一层油就会浮出水面，形成上油下水淬火介质一“飞雕淬火液”，此法可取代“水淬油冷”介质。在传统双液淬火中用得最多的是先水后油法，而且水油分开，因为这样可以保证淬火硬度。虽然现在厨房所用菜刀已普及为不锈钢，但以前厨房所用铁匠打的菜刀为夹钢，即刃口为钢，刀体为铁，其淬火方法就是先油后水，也有用马尿淬火的。

我们在生产实践中，当水中发出“咝”声，到“咝”声微弱时立即取出。另一种方法是利用手感考察在水中的震动，震动开始减弱时立即取出。取出后在空气中冷却。这样做的目的是不用再加热回火，更节能环保，让其自回火。

对于某些局部淬火件，如錾子、扁铲等利用冷却的余热进行回火，叫自回火。自回火是利用工件的内外温差造成的温差使得淬火部分达到自回火。一般用在表面淬火的产品，控制冷却时间，使表面冷到一定的温度后停止冷却，这样靠余热回火。主要用在尺寸质量效应较大的工件上，例如：表面层淬完火后，其中部仍然有600—700℃的余温，那么余温传递到淬完火的表面层，就是一个自回火过程。在生产实践中进行自回火，主要靠零件表面色彩来控制温度，如黄色为220—255℃、蓝色为300～315℃。也可以用测温笔或表面测温接触温度计进行测温。低碳钢淬火时，由于Ms点温度较高(>350℃)，淬火时得到的低碳马氏体，在淬火冷中途便得到回火，获得回火马氏体组织，使钢的强度及韧性均得到提高。所以，低碳钢会发生自回火(或称“淬回火”)。我们配制的“飞雕淬火液”双液淬火介质节能环保，一般工厂油棉纱都是随垃圾一起倒掉，很不环保。如果把油棉纱反复泡热水或冷水(冷水在淬火中也可变热)，也可以把维修机器的废机油及皂化液等收集起来，不随意乱倒，再和水混合在一起，油及皂化液的比例不要超过10％。这样，既环保又节能。其淬火介质不易老化，使用寿命长，并具有优良防锈、防腐性能。也不用担心淬火介质不纯及淬火介质有杂质等问题。

2其他常见淬火介质特性如下：

化学工业出版社2009年2月出版的《热处理实用淬火介质精选》一书介绍了各类淬火介质近400个品种和规格。但主要有下列3类淬火介质其特性如下：

(1)纯水是应用最早、最广泛、最经济的淬火介质，它价廉易得、无毒、不燃烧、物理化学性能稳定、冷却能力强。通过控制水的温度、提高压力、增大流速、采用循环水、利用磁场作用等，均可以改善水的冷却特性，减少变形和开裂，获得比较理想的淬火效果。但由于这些方法需增加专门设备，且工件淬火后性能不是很稳定，所以没有能得到广泛推广应用。所以，纯水只适合于少数含碳量不高、淬透性低且形状简单的钢件淬火之用。多数工件用纯水淬火易开裂，淬裂的原因是众所周知的：纯水的低温冷却速度太快。这是纯水的一大缺点。纯水因为水温升高，冷却的蒸汽膜阶段会迅速延长，使这种因素引起的内应力长期存在，为产生变形提供了塑性好、应力大和作用时间长的条件，因此不仅引起严重的硬度不均，更会加大工件的淬火畸变。纯水的冷却特性对水温特别敏感。

(2)淬火油通常以精制程度较高的中性石蜡基油为基础油，它具有闪点高、粘度低、油烟少，抗氧化性与热稳定性较好，使用寿命长等优点，淬火油只使用于淬透性好、工件壁厚不大、形状复杂、要求淬火变形小的工件。淬火油对周围环境的污染大，淬火时容易引起火灾。

(3)熔盐易老化，对工件有氧化及腐蚀的作用。熔碱有氢氧化钠，氢氧化钾等，它具有较大的冷却能力，工件加热时若未氧化，淬火后可获得银灰色的洁净表面，也有一定的应用。但熔碱蒸气具有腐蚀性，对皮肤有刺激作用，使用时要注意通风和采取防护措施。

3结语

第8篇：热处理工艺论文范文

[关键词]综合实验 金属材料专业 质量管理

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2013）16-0092-02

金属材料与工程是一门实践性很强的学科，其内容和领域处于不断拓展之中。传统的实验教学内容和教学方法已远远不能满足新的专业培养计划对本科教育的要求。因此，提倡知识融合，以综合性、设计型实验取代原有的验证性实验，专业综合实验为学生提供了一个创新平台，可以将他们的设计构思得以实现，可充分发挥他们的主观能动性、创新思维和自主能力。

一、我校金属材料专业综合性实验的介绍

2006年我们专业开始开设金属材料专业综合性实验。时间是安排在学生基本完成了所有专业理论课程的学习和相关课程实验后的第七学期，这样有助于学生加深对金属材料专业理论知识的理解，并能够将已学的各门课程知识联系起来，加以综合运用。师资是本专业教学经验丰富的教授和有实验教学经验的实验教师。教材是江苏大学出版社正式出版的《金属材料实验指导》，内容是铅锡合金的成分配制―建立相图―铸造组织分析、低碳钢变形度―再结晶对显微组织和硬度的影响、工具钢热处理工艺―组织―性能的系统分析、钢的化学热处理―碳氮共渗工艺设计与操作和镀锌工艺及镀层耐腐蚀试验。

2006年～2008年最初三年我们的程序是：1.教师介绍专业综合性研究对象（实验内容）、实验要达到的目的、实验仪器设备结构与（安全）操作方法、实验场地；2.学生以组（6～8人为一组）为单位查阅文献资料并写出实验方案；3.教师对实验方案审核修改后开始实验；4.处理实验数据并完成实验报告。

二、专业综合性实验中常见的问题

一是试验方案不能根据实验条件和实验内容制定，个人想象的东西较多，可行性差，虽然经过教师修改，由于可能是不完全理解或定式思维的作用，在实际操作时会出现偏差；还有就是试验方案主要内容完全照搬书本，不能融会贯通进行理解。二是实验室每组只有少数人参与，其他同学共享实验结果。三是判断能力差。图像处理（金相照片）、数据处理正确性差，往往开始就错了，还不知道，又继续往下做。四是实验报告和平时课程实验一样，只是把试验结果表达出来，如把金相照片以及测试数据堆积在一起，结果分析没有或比例不够。

三、专业综合性实验过程中的质量管理

（一）质量管理思路

1.引入预防原理

根据质量管理的预防原理，质量问题的产生都是有其原因和根据的，质量改进不应仅仅着眼于“质量问题”这一结果，而应主动寻找原因并采取措施，控制原因，降低质量问题。所谓预则立，不预则废。实践证明，一个好的实验方案和对实验方案的良好理解是提高专业综合性实验教学质量的关键，因此，我们把实验方案制定作为“预”的重点。

2.加强过程管理

过程管理是指：过程策划、过程实施、过程监测（检查）和过程改进（处置）四个部分，即PDCA循环四阶段。按照ISO9000：2000质量管理体系，过程管理主要是在管理当中的每个节点进行质量控制，通过每个过程细节进行控制管理，从而达到全面质量管理。

根据专业综合性实验教学实践中存在的问题进行改进，在原程序中策划增加了实验方案答辩的环节，增加了将实验报告改为小论文形式的要求，并对实验全过程进行监测检查。有意识地在专业综合性实验教学过程中引入过程管理机制。

（二）质量管理方法与实施

1.对学生提交的实验方案组织答辩

首先是实验方案的根据以及相关理论知识。教师依据实验方案中的实验参数、所用材料、检测方法等进行提问，问题广泛而且较为深入，例如对“工具钢热处理工艺―组织―性能的系统分析”实验，实验方案的根据以及相关理论知识所提问题有工具钢的分类和用途、各种用途的服役条件举例、性能要求、钢的相变、相变临界点、加热温度和加热时间、冷却介质的种类和要求等；再如对“低碳钢变形度―再结晶对显微组织和硬度的影响”检测的方法所提问题有硬度的意义、种类、适用范围，载荷如何确定，加载时间的作用等。通过实验方案的答辩和修改，同学们对实验目的和方法有了明确而深入的了解，这就为顺利进行实验打下了良好基础。

其次是实验方案的可行性，教师依据实验室现有条件（设备、化学药品）对实验方法、步骤、数据和图像处理等相关问题进行提问，例如用箱式电阻炉加热时所提问题有箱式炉的优缺点、箱式炉分类、氧化脱碳对试样的影响、防氧化脱碳方法以及怎样实现安全操作等，通过答辩，使同学们对实验仪器设备、作用和操作方法有了清楚的了解，在实际实验时能够胸有成竹。

答辩时以组为单位，但实验方案陈述人并非一定是组长，可以临时指定，这样可以促使每个人都参与实验方案的制定。学生在回答问题时，可以相互补充，最后由老师和同学一起确定修改意见并最终定稿成为实验依据。

2.过程进度控制

（1）签到制度

由于综合性实验采用实验室开放，先由学生预约、再经实验室安排进入实验室进行实验的方法，学生自主性强，为了确保每个同学参与实验的时间，我们要求同学在进入和离开实验室时均需进行签名登记，并进行最终参与时间的统计。

（2）随机性检查制度

综合实验采用以组为单位，人人参与，分工负责，合作完成。为了确保每个同学都能参与实验，保证教学质量，同时为了及时发现实验中出现的问题，我们建立了随机性检查制度，指导教师可以随时对任一学生的实验进度和阶段性结果进行检查、考核，对进度落后的同学进行督促，对出现的问题进行讨论，及时指导。保证每个同学对试验过程中的细节有清晰了解，并有所收益，同时保证实验每一步骤的合理性。

对检查时发现有问题的同学，有意识地增加检查次数，对屡次检查达不到要求的同学，及时提出警告，并在最终考核成绩上有所体现。

（3）实验成绩综合确定方法

实验考核注重对学生参与实验全过程的评价，根据学生的文献查阅资料、实验方案设计及制定、实际操作、实验考勤、最后答辩等方面进行综合评定。最终考核成绩还要体现在鼓励参与和创新，对在实验室时间较多和具有创新的学生予以加分。

（三）实验报告改为小论文

综合实验与课程实验不同，涉及的内容较多，也较系统，适宜用论文形式反应实验结果，论文与实验报告的最大区别是强调了对实验结果的分析，同学们运用已学过的知识，并参考所查阅的资料，通过对因与果的思考，作出有说服力的分析并得出合理的结论，这样的思考和分析过程能使学生灵活和系统运用知识的能力得到提高，使同学们的“知识”得到升华。

除了严格要求按照论文写作形式，如摘要、关键词、前言、实验方法和过程、实验结果与结果分析、结论、参考资料外，还要求格式规范、图表清晰、论述和分析合理、语句通顺。有意识地培养学生科研报告和科研论文的写作能力。

（四）质量管理效果

1.综合实验成绩明显提高

新的管理方法实施之后，出现了进实验室的同学多了、主动找老师问问题的同学多了的可喜局面，学生的动手能力增强了，综合实验成绩也有了明显提高，绝大多数同学最后总评成绩都能得到优等的评价。

2.提高了科研兴趣

经过严格的综合实验训练，同学们看到全过程由自己主导的试验结果，自信心和参加科研的兴趣有了极大提高，这在我校大学生科研立项报名上反映极为明显，最近两年，每班仅有25～26名同学的金属材料科学与工程专业的学生报名项目达到近20项。

3.学生的毕业论文水平得到了提升

因为学生有了专业综合性实验的经验，学生在实验方案制定、性能检测、数据整理与分析、撰写论文等方面得到了全方位实践训练。学生得到论文选题后，能迅速进入研究状态，查阅文献，确定较为完善的实验方案，实验操作也非常熟练，论文格式、图标制作、遣词造句更是驾轻就熟，论文水平有了很大提高，近两年学生毕业论文优良率均保持在95%以上。专业综合性实验的效果得到了普遍肯定，这也为学生走向工作岗位奠定了良好的基础。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 吴志方.金属材料工程专业综合实验教学的改革[J].中国冶金教育，2011，（1）.

[2] 陈灵.金属材料设计性实验的实施与提高[J].长江大学学报（自然科学版），2009，（6）.

[3] 张照军.金属材料专业综合实验课进一步改革的实践[J].中国科技信息，2009，（4）.

第9篇：热处理工艺论文范文

关键词：液压支架；加工工艺；缸体加工；矿山开采

中图分类号：TD35 文献标识码：A

众所周知，液压支架是我国煤矿企业中采煤工作面所使用的三大配套设备之一 （如图1所示）， 其作用是用来有效地支撑和控制工作面的顶板， 其目的是安全地保障工人操作及机器运转，实现双赢。

据笔者所了解，液压支架其重量约占综合采煤设备总重量的80%-90%，其费用约占综合采煤设备总费用的60%-70%。基于此，一些煤矿企业为了降低自身成本提高采煤的经济效益，都在积极地开展液压支架的分析研究。本文结合笔者实际工作及生产实践 ， 阐述了液压支架方面的加工工艺，仅供同行参考借鉴。

1 液压支架加工前准备工作

在完成液压支架加工工艺之前，首先我们要了解液压支架的工作原理、功能及工作环境，要逐一理清设计思路和方向，在此基础上拟定初步设计方案。其次我们要根据设计任务书给定参数和技术要求对支架整体结构设计等要合理，满足煤矿企业实际生产的要求。同时我们还要考虑的是生产成本要低廉，制造过程要安全。除此之外，我们在设计过程中要按照制定的工作流程，运用各种方法和多门学科知识。在支架各部件设计时，拟定详细方案，认真分析其功能，明确各个部分的结构。

2 液压支架的加工工艺

2.1 加工工艺要求。液压支架的加工工艺我们要统一做到设计简单合理化。尤其是液压支架的顶梁设计，设计时候要与顶板的接触性要好，稳定性要强，能有效支撑顶板。设计底座时要有足够的空间，有利于安装立柱、推移装置，还要有稳定性。 同时在四连杆机构设计时，要通过四连杆机构使支架顶梁前端点的运动轨迹呈近双纽线，这样做的目的是提高管理，保证支架的纵向和横向的稳定。

2.2 选择好加工工艺。据笔者不完全统计，现在煤矿企业所使用的液压支架大部分为铸锻件。我们试以大立柱缸筒内径为500mm的液压支架为例，在设计时候我们使用高强板级别为6.86×106MPa，7.84×106MPa，9.8×106MPa，6.86×106MPa的设计版。而在500mm以上大缸径油缸内孔精加工的时候最后一道工序我们一般采用滚压或珩磨两种工艺。我们知道，珩磨加工的特点是设备通用性强、工装简单、加工表面具有交叉网纹，有利于油膜的形成。

2.3 实施加工工艺。在这个加工工艺环节我们选择以下几个步骤逐一实施。

2.3.1 缸体的加工。一般地我们根据实际情况选择带锯下料热处理调质喷丸粗加工热处理时效精加工这样的步骤。在内孔加工在深孔镗床上采用粗镗、精镗滚压复合工艺方面它的精度可达IT9级以上，而内表面粗糙度将会小于Ra0.8。在内孔划伤和粗糙度不足的情况下采用珩磨工艺，因此我们采用TQ2150、TK2250、T2120等大规格数控深孔镗床、HTC-3300型数控深孔强力珩磨机、CKF7163、CK6180、CW61100B等设备，来提高大采高等高端液压支架缸体的加工能力和加工精度。

2.3.2 导向套等盘套类零件的加工。我们选择粗加工热处理调质精加工表面镀Ni—P合金的流程。而在选择毛坯的时候，最好选用模锻件，而精加工都在数控机床上加工，它的精确度可达IT8级以上，我们采用一次装卡，上下刀塔同时加工内、外圆的工艺方法。

3 总结

综上所述，液压支架是用来控制采煤工作面矿山压力的结构物体。在实际工作中要以外载的形式作用在液压支架上，从而达到工作现场的安全。

经过上面对液压支架的加工工艺的分析，我们可以得知液压支架的各支承件合力与顶板作用在液压支架上的外载合力如果正好在同一条直线上，那么液压支架对此采面围岩就很合适，这就达到了我们设计的要求。

总体来说，液压支架的设计、加工工艺工作是很重要并且是很复杂的。在实际市场中，由于液压支架的类型很多，其设计工作也是很大的，我们要在实际的生产需要中不断地更新设计理念和设计方法，通过采用三维 CAD 动态设计等先进的技术开发支架结构分析计算软件系统，完善结构有限元分析软件系统及实用化，完善液压控制系统的设计，加强细节设计。

另一方面我们还要完善标准体系来不断加强液压支架设计、加工工艺的科学性合理性。结合实际生产情况，努力研发生产出满足煤矿企业需要的液压支架。

参考文献

[1]姚向豫.液压支架掩护梁的结构优化设计研究[D].郑州大学，2011.

[2]陈兰.液压支架液压系统的建模与仿真[D].西安科技大学，2011.

[3]邓补明，梁文学.液压支架泄漏故障分析及工作性能的改善[J].北京工业职业技术学院学报，2006（01）.

[4]王恩鹏.我国综采液压支架现状及发展趋势[A].中国科协2004年学术年会第16分会场论文集[C]，2004.

[5]任锡义.液压支架整体动态特性仿真分析[D].太原理工大学，2010.