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实习心得
生产实习报告
学院
材料科学与工程学院
班级
130202
专业
金属材料工程
姓名
殷宝国
学号
20130073
指导教师
金松哲范伟光
实习时间
2016.06.27—2016.07.22.
实习地点
长春奥普光电技术股份有限公司、长春一汽嘉信热处理科技有限公司、一汽铸造有限公司二厂、吉林省翔维表面处理有限公司
目录
一、绪论
二、校外实习
1.长春奥普光电技术股份有限公司
2.长春一汽嘉信热处理科技有限公司
3.一汽铸造有限公司二厂
4.吉林省翔维表面处理有限公司
三、校内实习
1.热处理工艺设计
2.实验结果
四、实习心得
一、绪论
1.生产实习的目的和意义:
生产实习是高等工科院校各专业教学设划中一个重要的实践性教学环节,是学生强化工程意识、获得工程实践知识的主要教育形式,是学生接触企业、获得生产技术及管理知识,进行工程师基本素质训练的必要途径。
通过实习,使学生在学校所学到的理论知识与生产实际相结合,综合运用所学到的知识解决生产实践中的问题,并验证、巩固和深化所学的理论知识,培养学生分析问题和解决问题的能力,通过亲身参加组织管理工作和参加一定的专业劳动,对系统了解专业情况,加深对专业理论知识的全面理解起着重要作用。
其目的是:
1)使学生将已学完的技术基础课较好的应用到实践中去,是理论联系实际的过程。
使学生通过实践进一步掌握已学过的基础技术课,加强对基础专业的理解。
2)使学生基本掌握热处理车间的工作内容和基本生产操作技能,了解工程技术人员在热处理车间的作用及职责范围,从事热处理专业技术人员应该掌握的知识范围以及热处理在国民经济中的地位和作用,从而使学生进一步端正学习态度,明确学习方向,牢固地树立专业思想。
2.实习的要求:
首先是安全问题不容忽视,学生在工厂内一律戴好安全帽,严禁嬉笑打闹;在工厂任何区域内禁止吸烟,注意高空,有天车及悬挂物要绕行。
要掌握热处理车间设备的基本功能及操作技能,掌握热处理生产工艺过程,应用已学过的有关知识分析经热处理过的零件的化学成份,组织和性能的变化规律。
学生获得本专业对口的实践知识,并了解本专业与其它专业的协作关系。
为毕业设计以及今后的工作打下良好的基础。
具体提出以下几点要求:
1)全面熟悉零件的制造、热处理等加工工艺;
2)掌握如何用热处理工艺来保证和提高热处理零件质量和使用寿命,仔细分析热处理过程中出现的问题。
3)了解热处理所用的设备及其工作原理。
二、校外实习
1.长春奥普光电技术股份有限公司
实习时间:
2016年6月28日
长春奥普光电技术股份有限公司,是由中国科学院长春光学精密机械与物理研究所和广东风华高新科技股份有限公司等五个股东出资设立的高新技术企业。
奥普公司坐落在长春经济技术开发区内的中国科学院长春光电子产业园区内,总建筑面积7万平方米,注册资本8000万元,总资产7亿元。
公司主营业务为光电测控仪器设备、光学材料等产品的研发、制造、销售;主导产品有:
电视测角仪、天线座、光电经纬仪光机分系统、航空/航天相机光机分系统、雷达天线座、新型医疗检测仪器、K9光学玻璃等。
我们去了奥普的热处理车间、铸造车间、精密加工车间等,在不同的车间我们看到了不同的机器和零件,学到了不同的知识。
铸造车间里,我们看到了一个个叠放起来的砂箱和铸造完成的零件。
零件大小不一但加工方法完全一样。
公司生产的铸件包括铸铝、铸铁、铸铜、铸钢等金属材料。
生产形式以精密手工砂型铸造为主体,结合金属型铸造、石膏型铸造以及低压铸造等特种铸造技术,手工造型铸件精度可达CT8、特种铸造铸件精度达到CT6-CT8,并且以生产复杂、精密结构件为特长。
公司近年自主引进了高强度球墨铸铁、高强度低合金铸钢的铸件生产,已成功应用于精密光电测控仪器的机械零件生产。
公司积累了丰富的精密机械加工技术,如高精度钛合金及铸钛合金零件精密加工技术、高精度低膨胀合金零件精密加工技术,精密及超精密机械加工等。
其核心圆环导轨超精密加工、精密轴系核心零件加工及装配等关键工艺技术比较成熟,并在同行业中处于比较先进的水平。
在精密加工车间我们看到了一台台高度自动化的机床,机床自己会按照设定好的程序自动加工,工人只需把零件送进机器和检验加工出来的零件是否合格。
这些机床大都是从国外引进的高精度设备,加工一些航天零件。
我们有幸欣赏了一个加工好的Ti合金零件,感受了一下它表面的加工精度。
这些仪器要定期进行保养和维修,保证加工精度高度精准,否则一旦发生事故,后果无疑是严重的。
科学就是要有严谨的态度。
车、钳、铣、刨、磨,各有各的特点,各有各的工艺。
车床是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床。
在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。
车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件,是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床。
铣床和钻床等旋转加工的机械都是从车床引伸出来的。
钳工:
切削加工、机械装配和修理作业中的手工作业,因常在钳工台上用虎钳夹持工件操作而得名。
钳工作业主要包括錾削、锉削、锯切、划线、钻削、铰削、攻丝和套丝(见螺纹加工)、刮削、研磨、矫正、弯曲和铆接等。
钳工是机械制造中最古老的金属加工技术。
铣床,铣床系指主要用铣刀在工件上加工各种表面的机床。
通常铣刀旋转运动为主运动,工件(和)铣刀的移动为进给运动。
它可以加工平面、沟槽,也可以加工各种曲面、齿轮等。
铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。
铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外,还能加工比较复杂的型面,效率较刨床高,在机械制造和修理部门得到广泛应用。
2.长春一汽嘉信热处理科技有限公司
实习时间:
2016年6月30日
长春一汽嘉信热处理科技有限公司坐落于中国第.一.汽车集团公司暨长春汽车产业开发园区核心地带,地理环境优越,行业资源丰富,技术资源集中,是一家以热处理设备制造为主导、热处理零部件加工为配套,集设计、研发、生产、销售、服务、于一体的高科技、专业化企业,公司注册资本金四百零八万元。
依托一汽集团公司强大的资源优势和五十年的制造实践,公司在热处理设备制造和加工方面积累了雄厚的技术经验,始终坚持走自主创新、独立研发道路,技术实力雄厚,设计水平一流,能够为用户提供从设备设计、现场勘、安装调试、备件配套、售后服务到技术的一体化解决方案,公司产品业务范围覆盖全国,为广大用户创造了良好的经济效益和社会效益。
金属热处理是机械制造中的重要工艺之一,与其他加工工艺相比,热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分,而是通过改变工件内部的显微组织,或改变工件表面的化学成分,赋予或改善工件的使用性能。
其特点是改善工件的内在质量,而这一般不是肉眼所能看到的。
为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能,除合理选用材料和各种成形工艺外,热处理工艺往往是必不可少的。
钢铁是机械工业中应用最广的材料,钢铁显微组织复杂,可以通过热处理予以控制,所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。
另外,铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能,以获得不同的使用性能。
把压力加工形变与热处理有效而紧密地结合起来进行,使工件获得很好的强度、韧性配合的方法称为形变热处理;在负压气氛或真空中进行的热处理称为真空热处理,它不仅能使工件不氧化,不脱碳,保持处理后工件表面光洁,提高工件的性能,还可以通入渗剂进行化学热处理。
该公司有可控气氛渗碳、离子氮化、调质、退火、碳氮共渗等热处理工艺。
即主要设备有渗碳炉、软氮化炉、离子氮化炉等。
渗碳将低碳钢或低碳钢合金钢零件置入较高碳势的介质中,加热体状态并且保温足够的时间,使碳原子渗入到基体,形成富碳表层的化学热处理工艺。
渗碳过程包括渗碳剂的溶解、活性碳原子的吸收和表面高浓度的碳原子向心部扩散三个步骤。
调质工艺:
对零件进行有氧化淬火和无氧化淬火。
无氧化淬火,是在保护气氛中进行,可保证零件表面不氧化、不脱碳。
调质工艺的特点是:
硬度均匀,组织均匀。
典型零件:
汽车用半轴、拖钩、扭杆、各种垫片等
碳氮共渗工艺:
采用吸热式保护气氛(由空气与天然气反应)与天然气、氨气混合。
其特点是:
渗速快,零件层深、硬度、组织均匀。
典型零件:
汽车用分离叉。
退火工艺:
将钢加热到适当温度,保持一定时间,然后缓慢冷却(一般随炉冷却)的处理工艺。
常用的退火方法有完全退火、球化退火、去应力退火等几种,
典型零件:
转向臂轴
3.一汽第二铸造厂
实习时间:
2016年7月5日
一汽铸造有限公司是中国第一汽车集团公司的全资子公司,下设铸造一厂、铸造二厂、特种铸造厂、有色铸造厂、铸造模具设备厂、技术中心(铸造研究所)、无锡一汽铸造有限公司、大连一汽铸造有限公司、长春一汽联合压铸有限公司(合资公司),是目前中国最大的汽车铸件生产基地。
一汽铸造有限公司现有造型线21条,年生产能力35万吨,采用冷风、热风冲天炉与电炉双联熔化工艺,应用气冲、静压、挤压、高压、壳型造型技术,冷芯、热芯、壳芯制芯技术及程控砂处理系统,生产灰铁、球铁、蠕铁等铸件;有色铸造采用高压铸造、重力铸造、熔模铸造工艺,生产铝镁铸件、压铸件等有色合金铸件。
采用光谱分析仪、原子吸收检测仪、磁力探伤机、X光探伤仪、电子金相显微镜、三坐标测量仪、各种机械性能检测设备、化学分析和型砂检测等先进设备,为产品质量控制提供及时、准确的信息。
拥有专业的铸造检测部门——长春金鼎铸造检测中心,可为广大用户提供各种优质的检测服务。
我们这次实习去的是长春一汽铸造二厂,该公司主营项目是货车、乘用车、发动机总成减速器总成、差速器总成、刹车蹄、刹车片。
我们参观了清理车间和铸造车间。
工艺特点 :
铸造是生产零件毛坯的主要方法之一,尤其对于有些脆性金属或合金材料(如各种铸铁件、有色合金铸件等)的零件毛坯,铸造几乎是唯一的加工方法。
与其它加工方法相比,铸造工艺具有以下特点:
1)铸件可以不受金属材料、尺寸大小和重量的限制。
铸件材料可以是各种铸铁、铸钢、铝合金、铜合金、镁合金、钛合金、锌合金和各种特殊合金材料;铸件可以小至几克,大到数百吨;铸件壁厚可以从0.5毫米到1米左右;铸件长度可以从几毫米到十几米。
2)铸造可以生产各种形状复杂的毛坯,特别适用于生产具有复杂内腔的零件毛坯,如各种箱体、缸体、叶片、叶轮等。
3)铸件的形状和大小可以与零件很接近,既节约金属材料,又省切削加工工时。
4)铸件一般使用的原材料来源广、铸件成本低。
5)铸造工艺灵活,生产率高,既可以手工生产,也可以机械化生产。
铸造工艺流程:
1、配炉料----熔炼----孕育-----浇注
2、造型(砂型、砂芯)----合型----浇注----落砂----清理----热处理(可选)----抛丸----防锈----入库
主要技术有:
采用废钢+增碳剂进行熔炼的工艺方式(合成铸铁的生产)具有材料微量元素低,成分易于稳定控制,力学性能高,回炉料加入量大,铸件组织均匀性好等诸多优点。
特铸厂采用废钢加增碳剂的熔炼工艺后,产品质量大幅提高,铸用全废钢增碳的工艺生产出了高强度的大马力柴油机缸体,材质稳定达到了HT300
4.金属与防护工厂
实习时间:
2016年7月6日
金属表面被腐蚀或磨损后,会造成设备破坏、管道泄漏、产品污染,以至酿成燃烧或爆炸等恶性事故以及资源和能源的严重浪费,使国民经济受到巨大的损失。
随着尖端科学和现代工业的发展,各工业部门越来越多地要求机械设备能在高参数和极端工况条件下长期、稳定地运行,这对材料的性能提出了更高的要求。
因此,发展材料表面防护和强化技术具有极其重要的意义。
我们在实习过程中学会了几种金属防护的方法:
1.用电镀、热镀、喷镀等方法,在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属,如锌、锡、铬、镍等。
这些金属常因氧化而形成一层致密的氧化物薄膜,从而阻止水和空气等对钢铁的腐蚀。
2.制造金属零件的过程中添加一些耐腐蚀的合金元素,提高零件的耐蚀性。
3.保护层法 在金属表面覆盖保护层,使金属制品与周围腐蚀介质隔离,从而防止腐蚀。
如:
1).在钢铁制件表面涂上机油、凡士林、油漆或覆盖搪瓷、塑料等耐腐蚀的非金属材料。
2).用电镀、热镀、喷镀等方法,在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属,如锌、锡、铬、镍等。
这些金属常因氧化而形成一层致密的氧化物薄膜,从而阻止水和空气等对钢铁的腐蚀。
3).用化学方法使钢铁表面生成一层细密稳定的氧化膜。
如在机器零件、枪炮等钢铁制件表面形成一层细密的黑色四氧化三铁薄膜等。
4.电化学保护法:
电化学保护法是根据电化学原理在金属设备上采取措施使之成为腐蚀电池中的阴极从而防止或减轻金属腐蚀的方法。
①牺牲阳极保护法
牺牲阳极保护法是用电极电势比被保护金属更低的金属或合金做阳极固定在被保护金属上形成腐蚀电池被保护金属作为阴极而得到保护。
牺牲阳极一般常用的材料有铝、锌及其合金。
此法常用于保护海轮外壳海水中的各种金属设备、构件和防止巨型设备如贮油罐以及石油管路的腐蚀。
②外加电流法
将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极使被保护的金属作为阴极在外加直流电的作用下使阴极得到保护。
5.对腐蚀介质进行处理
消除腐蚀介质,如经常揩净金属器材、在精密仪器中放置干燥剂和在腐蚀介质中加入少量能减慢腐蚀速度的缓蚀剂等。
三、校内实习
1.热处理工艺设计
后两周实习是在学校实验室自己动手完成的,我们组拿到的零件是齿轮。
在老师的指导下,我们通过讨论和查阅资料,根据零件的形状、大小、尺寸、性能要求等确定了合适的热处理工艺,确定了加热温度和保温时间。
热处理完成后制成金相,观察并拍摄了金相照片。
1).材料介绍
20CrMnTi齿轮钢是为含碳量为0.17%-0.24%的低碳钢,汽车上多用其制造传动齿轮,是中淬透性渗碳钢中CrMnTi钢,其淬透性较高,在保证淬透情况下,具有较高的强度和韧性,特别是具有较高的低温冲击韧性。
20CrMnTi表面渗碳硬化处理用钢,良好的加工性,特加工变形微小,抗疲劳性能相当好。
经渗碳淬火后具有硬而耐磨的表面与坚韧的心部,具有较高的低温冲击韧性,焊接性中等,正火后可切削性良好。
2)服役条件:
齿轮是机械工业中应用最广泛的重要零件之一。
其主要作用是传递动力,改变运动速度和方向。
是主要零件。
其服役条件如下:
齿轮工作时,通过齿面的接触来传递动力。
两齿轮在相对运动过程中,既有滚动,又有滑动。
因此,齿轮表面受到很大的接触疲劳应力和摩擦力的作用。
在齿根部位受到很大的弯曲应力作用;在运转过程中的过载产生振动,承受一定的冲击力或过载;变速齿轮在换档时,端部受冲击,承受一定冲击力;在一些特殊环境下,受介质环境的影响而承受其它特殊的力的作用。
主要失效形式有疲劳断裂、表面损伤、磨损失效。
3).化学成分
碳C:
0.17~0.23硅Si:
0.17~0.37
锰Mn:
0.80~1.10铬Cr:
1.00~1.30
硫S:
允许残余含量≤0.035磷P:
允许残余含量≤0.035
镍Ni:
允许残余含量≤0.030铜Cu:
允许残余含量≤0.030
钛Ti:
0.04~0.10
4)具体热处理:
正火+淬火+低温回火
正火作为预处理是为消除内应力,改善、细化组织,为后续加热做准备,便于切削加工。
淬火钢的加热温度一般可根据Fe-Fe3C相图选择,亚共析钢淬火加热温度选择Ac3以上30℃~50℃,根据渗碳后齿轮的表层含碳量的分布状况及实践经验从900℃预冷到820℃左右进行油冷可以得到好的效果。
加热温度过高或保温时间过长,会引起奥氏体的晶粒粗大引起过热或晶界氧化并部分熔化的过烧现象。
过热时奥氏体的晶粒粗大不仅降低齿轮力学性能,也容易引起齿轮的变形和开裂。
过烧后的工件只能报废。
加热温度过低、保温时间不足会引起硬度不足。
故可选择900℃温度渗碳,预冷820℃左右油冷淬火。
淬火冷却速度太快,奥氏体向马氏体组织转变剧烈、体积收缩,引起很大的内应力,容易造成齿轮的变形和开裂,由于20CrMnTi是合金钢,淬透性较好,故选择油冷减小冷却速度,防止淬火造成齿轮变形或开裂。
同时也能获得马氏体组织,达到较高的硬度。
低温回火
淬火后的钢组织是马氏体及少量残余奥氏体,它们都是不稳定的组织,有向稳定组织转变的趋势,同时淬火时产生内应力。
为了减小或消除淬火内应力,稳定组织和尺寸,获得所需的力学性能,实践证明重载齿轮选择在200℃进行4小时低温回火,工艺较好。
低温回火时马氏体中过饱和碳原子以碳化物的形式逐步析出,马氏体晶格畸变程度减弱,内应力有所降低。
此时的回火组织由马氏体和碳化物组成,称为回火马氏体。
虽然马氏体的分解使α-Fe中碳的过饱和程度降低,钢的硬度相应下降,但析出的碳化物又对基体起强化作用,部分的残余奥氏体分解为回火马氏体,所以钢仍保持很高的硬度和耐磨性和一定的韧性。
5).工艺曲线:
T/℃
正火930~950℃淬火870~910℃
1h空冷1h
油冷
回火180~200℃
2h空冷
T/h
正火
淬火
低温回火
实验设备
加热温度
保温时间
冷却方式
加热温度
保温时间
冷却方式
加热温度
保温时间
冷却方式
试验箱式炉
950℃
1h
空冷
910
℃
1h
油冷
200
℃
2h
空冷
2.实验结果
1).硬度
距离/mm
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1
1.2
硬度/HV
799.15
832.31
812.33
795.65
755.23
702.01
611.41
452.81
432.21
350.89
312.72
302.43
硬度梯度曲线
2).金相(腐蚀剂为4%硝酸酒精)
渗碳层(500x)M’心部(200x)M’
心部(500x)M’渗碳层(200x)M’
正火件硬度:
①14.5HRC②13.7HRC③12.9HRC平均值:
13.7HRC
正火(500x)P+F正火(200x)P+F
淬火、低温回火件硬度:
①31.9HRC②33.7HRC③30.1HRC平均值:
31.9HRCA
M’500xM’200x
四、心得体会
这次能有机会去工厂实习,我感到非常荣幸。
虽然只有两个礼拜的时间,但是在这段时间里,对于一些平常理论的东西,有了感性的认识,感觉到受益匪浅。
首先,实习的这段时间里,我在思想上有了很大的转变。
我们第一次亲身感受了所学知识与实际的应用。
实习带给我们的不仅仅是经验和体验。
然而我们就要就业了,就业单位不会像老师一样点点滴滴细致入微的把要做的工作告诉我们,更多的是需要我们自己去观察、学习。
不具备这项能力就难以胜任未来的挑战。
随着科学的迅猛发展,新技术的广泛应用,会有很多领域是我们未曾接触过的,只有敢于去试才能有所突破,有所创新。
像铸工和看似简单的拆装,都需要我们细心观察,反复实践,失败了就从头再来,培养了我们一种挫折感等等。
作为材料专业的一名学生,学好理论知识固然重要,但动手能力也是至关重要,现在的很多大学生,特别是来自城市的同学,平时自己动手的机会少,动手的能力差,很难适应以后社会对全面人才的需求。
而金工实习课程为我们这些理工科的学生带来了实际锻炼的机会,让我们走出课堂,在各种各样的工件和机器的车间里,自己动手,亲身体验,这些对我们的帮助是巨大的。
它使我们懂得观察生活,勇于探究生活,也为我们多方面去认识和了解生活提供了一个契机。
它是生活的一种动力,促进我们知识的形成和协调的发展,帮助自我完善。
我还在怀念这次认识实习,它充实了我们的知识,使我们更加体会到这样一句话:
“纸上得来终觉浅,绝知此事须躬行。
”通过这次实习让我们了解了现代企业的生产方式和工艺过程。
熟悉产品的主要成形方法和主要热处理方法及其所用主要设备的工作原理和典型结构、工夹量具的使用以及安全操作技术。
了解产品制造工艺知识和新工艺、新技术、新设备在金属热处理中的应用。
在工程材料主要成形加工方法和热处理工艺上,具有初步的独立操作技能
这次实习经历使我比较全面地了解金属材料加工及热处理过程,了解和掌握本专业基础的生产实际知识,巩固和加深已学过的理论知识。
通过对典型零件如曲轴,齿轮的热处理工艺的分析,以及零件加工过程中所用的机床,夹具量具等工艺装备,提高了我们把理论知识和实践相结合起来,分析和解决问题的工作能力。
一、实习单位指导人意见:
.
签字年月日
二、指导教师意见
签字年月日
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