北冶生产实习调查报告

北冶功能材料有限公司 生产实习调研报告 学 院 材料科学与工程学院 班 级 材料141 姓 名 任思琪 学 号 摘要： 本文是关于北京北冶功能材料有限公司的简介、产品简介以及公司的热加工、冷加工、物理检验、化学检验。关键词：热轧 冷轧 理化检验1、 北冶公司介绍1、 公司概况 北京北冶功能材料有限公司创立于1960年，于2005年7月由北京首钢冶金研究院改制而成，位于北京市德胜门外清河小营，是中关村科技园区内国家高新技术企业。占地面积20.8万平方米，“十一五”末期拥有资产总值3.5亿元，是一个自主经营,独立核算的科研、试制和生产的联合体，是我国最大的特种金属功能材料的研发生产基地，国家重点军工配套生产定点基地。北冶公司在精密合金（软磁、包括钕铁硼及稀土材料在内的永磁、膨胀、弹性、热双金属、电阻电热）、高温合金和不锈钢（镍铬系、沉淀硬化系、马氏体时效系）材料及制品的研究、开发、试制和生产等方面居国内先进水平，部分产品达到国际水平。产品品种有铸造母合金、锻材、热轧材、冷轧带材、冷拉棒材、冷拔丝材、精密铸件及晶态和非晶态铁芯、互感器、冲加工制品等。现有员工 600 余人，科研力量雄厚。拥有一批由各类专业技术人才及专家组成的科研队伍和经验丰富、技艺精湛的高素质技术工人。具有专业技术职称的员工占三分之一以上，可依据用户需求研制和开发各种新材料。从公司前身 北京首钢冶金研究院建立以来，共完成国家、省市、和部级科研课题 500 余项，获各级科研成果 300 余项，研发的许多新材料填补了国内空白，有的达到了国际水平。北冶公司工艺装备齐全，技术力量雄厚，生产经验丰富，测试手段完善。拥有一套完善的进行精密合金、高温合金材料的生产、科研、开发和试制所需的生产设备、检验仪器及相关的配套设施。在整个试制、生产过程中，大部分工序使用进口生产设备及进口测试仪器，如：奥地利生产的 500 公斤真空感应熔炼炉、 立式光亮连续退火炉 ，先进的1000吨快锻、大板坯修磨机及热轧钢带生产线，德国生产的四辊、二十辊冷轧机、晶态、非晶态铁芯制品生产线，美国 LECO 公司生产的 CS600 碳硫分析仪、 RH404 型定氢仪、 TC600 氮氧分析仪，日本理学公司生产的 ZSX100e X 射线荧光光谱仪、 R-3014 X 射线衍射仪，美国 PE 公司生产的 AAnalyst 600 型石墨炉原子吸收光谱仪，美国热电公司生产的 XSERIES2 电感偶合等离子质谱分析仪，法国 John Yvon 生产的 JY 70C 电感耦合等离子发射光谱仪，日本电子株式会社生产的 JSM-6510 扫描电子显微镜，美国 MTS 公司生产的 810 型液压式万能材料试验机等，为制造高品质的产品提供了保障。 公司于 2009 年 8 月重新通过了 GB T19001 2008 idt ISO9001:2008 标准质量管理体系的国际认证。质量方针是： “ 开拓创新 持续发展 全员参与 精益求精 顾客满意 ” 。产品从策划、研发、生产检测、交货、直至售后服务，整个过程均处于严格的受控状态，通过与客户及时的信息沟通，细致周到的质量策划，清晰明确的职责分工，一丝不苟的操作和记录，精确严格的质量监控，科学先进的数据分析，有计划有目的的职工培训，持续不断的手段更新等措施，为产品和服务提供了坚实的质量保障。长期以来赢得了国内和国外客户的青睐，其中精密合金冷带和制品的产销量在国内名列前茅，并有部分产品出口法国、西班牙、瑞士、俄罗斯、新加坡、伊朗、韩国、日本及港台等国家和地区。与多家著名高等学府、科研院所保持传统的合作关系，同时是清华大学、北京科技大学、北京航天航空大学的教学实习基地。在发展高新技术产业，促进产、学、研结合，推动科技成果转化方面，取得了丰硕的成果。 公司先后获得“北京市技术创新先进企业”、“纳税信用 A 级企业”、“重合同守信用企业”等称号，被银行评为 AA+ 级信用企业， 2006 年公司被评为北京市科技创新企业。 2008 年被认定为北京市企业技术中心。 2009 年被认定为国家高新技术企业，同年被评为中关村百家创新试点企业。2、公司主要部门公司主要分为以下几个部门：生产部、科研部、经营部、生产辅助部和管理部。生产部有一车间、二车间和三车间，其中一车间主要承担特殊钢冶炼，主要工装设备有中频炉多台，VIM：1t/500kg/200kg真空炉。二车间主要承担产品热加工，主要设备有自由锻锤，快锻机，热轧机。三车间主要承担冷加工，热处理，主要设备有450轧机，20辊轧机，热处理炉。科研部有一室、二室、三室和理化研究室。一室主要研究高温合金。二室研究电子，磁性材料。三室主要进行工艺研究，设备有拔丝机，拉床，热处理炉，真空气淬炉，连续炉，罩式炉，井式炉，矫直机以及外圆磨床等。理化研究室主要进行化学分析与物理检测，设备有：TMA-DIL测试装置，X射线衍射仪，X射线应力仪，电阻测试装置，阻抗分析仪，B-H交流回线仪，金相显微镜，材料测试仪,高温持久试验仪，洛氏以及雅氏硬度计，杯突试验仪以及超声波探伤仪。其他部门，如经营部主要有市场部、国贸部、元器件部、铁芯制品部。生产辅助部有机动部、供应部、技质部。管理部有总调室、计财部、人力资源部、科研部、安保部、办公室、信息部。3、公司主要产品 北冶公司的主要产品分为以下几类：精密合金（软磁合金、硬磁合金、弹性合金、膨胀合金、热双金属合金及电热电阻合金）、高温耐蚀合金（铸造、变形高温合金、单晶）、特种不锈钢（奥氏体不锈钢、沉淀硬化不锈钢）、磁性材料制品（晶态铁芯、磁钢、器件及冲制件）其中，精密合金指具有特殊物理性能的金属功能材料，它成分覆盖面广，微细结构复杂，功能特殊，性能优异，知识技术密集，难度大；牌号规格多，尺寸精度高；单件用量少，生产规模较少；发展迅速，更新换代快。应用领域为电子设备，仪器仪表，现代国防，工农业生产，主要进行能量的传递或信息的感受，转换，传递和存储。软磁合金指在弱磁场中具有高的磁导率及低的矫顽力的一类合金。这类合金广泛应用于无线电电子工业、精密仪器仪表、遥控及自动控制系统中，综合起来主要用于能量转换和信息处理两大方面，是国民经济中的一种重要材料。而永磁合金指永磁合金指经充磁后，在撤掉外磁场时仍能保留较高剩磁的磁性合金。永磁合金不但具有高的硬度和力学性能，还具备较强的抗去磁能力、矫顽力值高、磁性“硬”等特点，因而又称硬磁合金。永磁合金是一种具有很大磁能积的材料。 也就是要求磁滞回线面积大，矫顽力和剩余磁感应强度高，去磁曲线凸起系数大。 同时具有组织稳定，磁性能不随时间变化，剩余磁感应不随外磁场、温度、机械振动、辐照等而下降。弹性合金是精密合金的一类，用于制作精密仪器仪表中弹性敏感元件、储能元件和频率元件等弹性元件。弹性合金除了具有良好的弹性性能外，还具有无磁性、微塑性变形抗力高、硬度高、电阻率低、弹性模量温度系数低和内耗小等性能。弹性合金一般分为两类：高弹性合金和恒弹性合金。前者具有高弹性极限、滞弹性效应低、耐热性好和能在较高温度下工作的特点；后者在一定温度范围内弹性模量几乎不随温度变化，或称艾林瓦合金。膨胀合金是具有反常热膨胀特性的一种精密合金，又称热膨胀合金，广泛用于电子工业、精密量具、精密仪表和低温工程等领域。一般的金属和合金受热时膨胀，膨胀量随温度的升高呈线性增加，但有些合金的热膨胀曲线在某一温度出现弯曲点，在弯曲点以下的热膨胀系数比弯曲点以上的正常热膨胀系数低得多，这种现象称为反常热膨胀特性。热双金属由两个（或多个）具有不同 热膨胀系数的金属或合金组元层牢固地结合在一起的复合材料。这种合金用于温度控制、温度补偿、电流限制、温度指示等自动控制装置和仪器仪表中的 热敏元件。还可应用于断路器，开关，热继电器，各类温控元器件，家电保护器，电子保护器， 过载保护器、凝结 疏水器、温度调节器、 温度计、 恒温箱、 气象仪器、 电熨斗， 电饭锅、 电冰箱、 火警报警器、 日光灯 启辉器、烤箱、 打火机、电流型自动控制开关，自动安全保护开关条条等。还用于流体（气。液）阀门开关等中低压电器中的热敏元件。精密电阻合金是指电阻温度系数绝对值和对铜热电动势绝对值均小且稳定性好的以电阻值特性为主要特性的合金。这类合金基本都是镍基合金。这类合金都有特定的电阻特性。如6J20合金具有较高的电阻率，较低的电阻温度系数，适用于制作各种测量仪器、仪表等电阻元件；6J22合金具有低的电阻温度系数和小的对铜热电动势，适用于制作各种测量仪器、仪表中的精密电阻元件。这类合金基本都以细丝供应。主要要求检验每米电阻值、平均电阻温度系数、同轴每米电阻变化、对铜平均热电动势、漆膜性能等。高温合金指在760-1500以上及一定应力条件下长期工作的高温金属材料，具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能，已成为军民用燃气涡轮发动机热端部件不可替代的关键材料。二、主要工艺介绍1、热加工 概念：把高于金属再结晶温度的加工叫热加工。热加工是相对于机械加工而言的，一般是在较高的温度下将金属软化或熔化处理后再冷却至常温的成形技术，常见的是凝固成形（铸造）、连接技术（焊接）和塑性成形（锻压和冲压）。热加工可分为金属铸造、热扎、锻造、焊接和金属热处理等工艺。金属材料热加工过程是极其复杂的高温、动态、瞬时过程，难以直接观察。在这个过程中，材料经液态流动充型、凝固结晶、固态流动变形、相变和再结晶等多种微观组织变化及缺陷的产生与消失等一系列复杂的物理、化学、冶金变化而最后成为毛坯或构件。热加工的工艺流程：锻造热轧熔融热处理锻造是利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。而轧钢是指钢坯加热到一定温度后，轧机对钢坯进行压力加工，获得需要的形状规格和性能的过程。热轧是相对于冷轧而言的，冷轧是在再结晶温度以下进行的轧制，而热轧就是在再结晶温度以上进行的轧制。热轧通常的工序需要经过板坯加热、除磷、粗轧、精轧、卷曲的过程。钢锭熔融是指使钢锭获得能满足热加工所需的温度并使之内外均匀的工序。钢锭的加热温度，一般指出炉温度，通常要比热加工开始温度略高，因钢锭从炉子到加工设备存在温降。钢锭加热的目的是使钢锭具有足够的塑性，降低轧制时的变形抗力，减少轧制能耗，改善内部组织，消除铸锭带来的成分，组织，应力的不均匀性。热处理是将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的金相组织结构,来控制其性能的一种金属热加工工艺。热处理用于改变钢的内部组织结构，以改善钢的性能，提髙钢的机械性能，还可进一步提高金属材料的性能，充分发挥材料性能的潜力。恰当的热处理工艺可以消除铸、锻、焊等热加工工艺造成的各种缺陷，细化晶粒、消除偏析、降低内应力，使钢的组织和性能更加均匀。因此，大部分机器零件都要进行热处理。 钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。2、冷加工概念：冷加工是指在低于再结晶温度下使金属产生塑性变形的加工工艺，如冷轧、冷拔、冷锻、冲压、冷挤压等。冷加工变形抗力大，在使金属成形的同时，可以利用加工硬化提高工件的硬度和强度金属。通常指金属的切削加工。用切削工具(包括刀具、磨具和磨料)把坯料或工件上多余的材料层切去成为切屑，使工件获得规定的几何形状、尺寸和表面质量的加工方法。任何切削加工都必须具备3个基本条件:切削工具、工件和切削运动。切削工具应有刃口，其材质必须比工件坚硬。不同的刀具结构和切削运动形式构成不同的切削方法。用刃形和刃数都固定的刀具进行切削的方法有车削、钻削、镗削、铣削、刨削、拉削和锯切等；用刃形和刃数都不固定的磨具或磨料进行切削的方法有磨削、研磨、珩磨和抛光等。冷加工的主要工艺流程：冷轧冷挤压冷拔冲压冷轧指用热轧钢卷为原料，经酸洗去除氧化皮后进行冷连轧的过程，其成品为轧硬卷，由于连续冷变形引起的冷作硬化使轧硬卷的强度、硬度上升、韧塑指标下降，因此冲压性能将恶化，只能用于简单变形的零件。轧硬卷重一般在613.5吨，钢卷在常温下，对热轧酸洗卷进行连续轧制。冷挤压是指用冲头或凸模对放置在凹模中的坯料加压，使之产生塑性流动，从而获得相应于模具的型孔或凹凸模形状的制件的一种压力加工方法。挤压时，坯料产生三向压应力，即使是塑性较低的坯料，也可被挤压成形。冷拔是指用外力作用于被拉金属的前端，将金属坯料从小于坯料断面的模孔中拉出，以获得相应的形状和尺寸的制品的一种塑性加工方法。由于拉拔多在冷态下进行，因此也叫冷拔或冷拉。冲压是指靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件（冲压件）的成形加工方法。冲压和锻造同属塑性加工。冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。全世界的钢材中，有6070%是板材，其中大部分经过冲压制成成品。汽车的车身、底盘、油箱、散热器片，锅炉的汽包，容器的壳体，电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中，也有大量冲压件。冷锻是冷模锻、冷挤压、冷镦等塑性加工的统称。冷锻是对物料再结晶温度以下的成型加工，是在回复温度以下进行的锻造。生产中习惯把不加热毛坯进行的锻造称为冷锻。3、理化分析理化分析是通过物理、化学等分析手段进行分析，确定产品的成分、性能、微观宏观结构和用途等等。分为物理分析和化学分析两大类。其中，物理性能分析有以下几项：拉伸和高温拉伸、硬度测量、膨胀曲线和表面粗糙度。拉伸试验是指在承受轴向拉伸载荷下测定材料特性的试验方法。利用拉伸试验得到的数据可以确定材料的弹性极限、伸长率、弹性模量、比例极限、面积缩减量、拉伸强度、屈服点、屈服强度和其它拉伸性能指标。硬度的测定主要决定于压痕的深度、压痕投影面积或压痕凹印面积的大小。静态试验方法包括布氏、洛氏、维氏、努氏、韦氏、巴氏等。其中布、洛、维三种试验方法是应用最广的，它们是金属硬度检测的主要试验方法。测量金属加热或冷却时的膨胀曲线，根据曲线上偏离正常热膨胀的起始位置，可以定出钢的相变临界点，并可研究相变的规律。目前,可控自动记录快速膨胀仪是测定钢中过冷奥氏体在连续冷却中的转变和连续加热时奥氏体形成的有力工具。采用膨胀分析配合磁性分析和金相分析，可以建立钢的奥氏体等温冷却转变曲线(TTT曲线),连续冷却转变曲线(CCT曲线)以及连续加热时奥氏体形成的曲线。此外,膨胀法还可以研究快速升温时合金的相变和合金的时效动力学。表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度。其两波峰或两波谷之间的距离（波距）很小（在1mm以下），它属于微观几何形状误差。表面粗糙度越小，则表面越光滑。表面粗糙度与机械零件的配合性质、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等