粮油加工工艺期末总结

2023-01-18

时间过得很快,四季轮回的过程中,一年忙碌的工作时间结束。在这一年的工作中,大家通过工作,可学到更多方面的工作知识,也留下了众多的学习回忆。为记录这一年的成长,可编写一份年终总结。以下是小编精心整理的《粮油加工工艺期末总结》,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。

第一篇:粮油加工工艺期末总结

微电子加工工艺总结资料

1、 分立器件和集成电路的区别

分立元件:每个芯片只含有一个器件;集成电路:每个芯片含有多个元件。

2、 平面工艺的特点

平面工艺是由Hoerni于1960年提出的。在这项技术中,整个半导体表面先形成一层氧化层,再借助平板印刷技术,通过刻蚀去除部分氧化层,从而形成一个窗口。 P-N结形成的方法: ① 合金结方法

A、 接触加热:将一个p型小球放在一个n型半导体上,加热到小球熔融。

B、 冷却:p型小球以合金的形式掺入半导体底片,冷却后,小球下面形成一个再分布结晶区,这样就得到了一个pn结。

合金结的缺点:不能准确控制pn结的位置。

②生长结方法

半导体单晶是由掺有某种杂质(例如P型)的半导体熔液中生长出来的。 生长结的缺点:不适宜大批量生产。 扩散结的形成方式 与合金结相似点:

表面表露在高浓度相反类型的杂质源之中 与合金结区别点:

不发生相变,杂质靠固态扩散进入半导体晶体内部 扩散结的优点

扩散结结深能够精确控制。 平面工艺制作二极管的基本流程:

衬底制备——氧化——一次光刻(刻扩散窗口)——硼预沉积——硼再沉积——二次光刻(刻引线孔)——蒸铝——三次光刻(反刻铝电极)——P-N结特性测试

3、 微电子工艺的特点

高技术含量 设备先进、技术先进。

高精度 光刻图形的最小线条尺寸在亚微米量级,制备的介质薄膜厚度也在纳米量级,而精度更在上述尺度之上。 超纯 指工艺材料方面,如衬底材料Si、Ge单晶纯度达11个9。

超净 环境、操作者、工艺三个方面的超净,如 VLSI在100级超净室10级超净台中制作。 大批量、低成本 图形转移技术使之得以实现。

高温 多数关键工艺是在高温下实现, 如:热氧化、扩散、退火 。

4、芯片制造的四个阶段

固态器件的制造分为4个大的阶段(粗线条): ① ② ③ ④

晶圆制备: (1)获取多晶

(2)晶体生长----制备出单晶,包含可以掺杂(元素掺杂和母金掺杂) (3)硅片制备----制备出空白硅片 硅片制备工艺流程(从晶棒到空白硅片):

晶体准备(直径滚磨、晶体定向、导电类型检查和电阻率检查)→

切片→研磨→化学机械抛光(CMP)→背处理→双面抛光→边缘倒角→抛光→检验→氧化或外延工艺→打包封装 芯片制造的基础工艺

增层——光刻——掺杂——热处理 材料制备

晶体生长/晶圆准备 晶圆制造、芯片生成 封装

5、high-k技术

High—K技术是在集成电路上使用高介电常数材料的技术,主要用于降低金属化物半导体(MOS)晶体管栅极泄漏电流的问题。集成电路技术的发展是伴随着电路的元器件(如MOS晶体管)结构尺寸持续缩小实现的。随着MOS晶体管结构尺寸的缩小,为了保持棚极对MOS晶体管沟道电流的调控能力,需要在尺寸缩小的同时维持栅极电容的容量,这通常需要通过减小棚极和沟道之间的绝缘介质层厚度来实现,但由此引起的棚极和沟道之间的漏电流问题越来越突出。High—K技术便是解决这一问题的优选技术方案。因为,MOS器件栅极电容类似于一个平板电容,由于MOS器件面积、绝缘介质层厚度和介电常数共同决定,因此MOS器件栅极电容在器件面积减小的前提下,采用了High—K材料后,可以在不减小介质层厚度(因此栅极泄漏电流而不增加)的前提下,实现维护栅极电容容量不减小的目标。 High—K材料技术已被英特尔和IBM应用到其新开发的45mm量产技术中。目前业界常用的High—K材料主要是包括HfO2在内的Hf基介质材料。

6、拉单晶的过程

装料——融化——种晶——引晶——放肩——等径——收尾——完成

7、外延技术的特点和应用 外延特点: 生成的晶体结构良好 掺入的杂质浓度易控制 可形成接近突变pn结的特点 外延分类: 按工艺分类

A 气相外延(VPE)利用硅的气态化合物或者液态化合物的蒸汽,在加热的硅衬底表面和氢发生反应或自身发生分解还原出硅。 B 液相外延(LPE)衬底在液相中,液相中析出的物质并以单晶形式淀积在衬底表面的过程。此法广泛应用于III-V族化合半导体的生长。原因是化合物在高温下易分解,液相外延可以在较低的温度下完成。 C 固相外延(SPE)

D 分子束外延(MBE)在超高真空条件下,利用薄膜组分元素受热蒸发所形成的原子或分子束,以很高的速度直接射到衬底表面,并在其上形成外延层的技术。特点:生长时衬底温度低,外延膜的组分、掺杂浓度以及分布可以实现原子级的精确控制。 按导电类型分类

n型外延:n/n, n/p外延 p型外延:p/n, p/p外延 按材料异同分类

同质外延:外延层和衬底为同种材料,例如硅上外延硅。

异质外延:外延层和衬底为不同种材料,例如SOI((绝缘体上硅)是一种特殊的硅片,其结构的主要特点是在有源层和衬底层之间插入绝缘层——— 埋氧层来隔断有源层和衬底之间的电气连接 ) 按电阻率高低分类

正外延:低阻衬底上外延高阻层n/n+ 反外延:高阻衬底上外延低阻层

硅的气相外延的原理:在气相外延生长过程中,有两步: 质量输运过程--反应剂输运到衬底表面

表面反应过程--在衬底表面发生化学反应释放出硅原子

掺杂

有意掺杂:按器件对外延导电性和电阻率的要求,在外延的同时掺入适量的杂质,这称为有意掺杂。 自掺杂:衬底中的杂质因挥发等而进入气流,然后重新返回外延层。 杂质外扩散:重掺杂衬底中的杂质通过热扩散进入外延层。 外延的应用

1、双极型电路:n/n外延,在n型外延层上制作高频功率晶体管。 + 外延:双极型传统工艺在p衬底上进行n型外延通过简单的p型杂质隔离扩散,实现双极型集成电路元器件的隔离。

2、MOS电路:外延膜的主要应用是作为双极型晶体管的集电极。

外延膜在MOS集成电路中的较新应用是利用重掺杂外延减小闩锁效应(寄生闸流管效应)。

8、分子束外延(MBE)的原理及其应用

在超高真空下,热分子束由喷射炉喷出,射到衬底表面,外延生长出外延层。

9、二氧化硅膜的用途

表面钝化:保护器件的表面及内部,禁锢污染物。

掺杂阻挡层:作为杂质扩散的掩蔽膜,杂质在二氧化硅中的运行速度低于在硅中的运行速度。 绝缘介质:IC器件的隔离和多层布线的电隔离,MOSFET的栅电极,MOS电容的绝缘介质。

10、二氧化硅膜的获得方法 A:热氧化工艺 B:化学气相淀积工艺 C:溅射工艺 D:阳极氧化工艺

11、热氧化机制

① 线性阶段,② 抛物线阶段(生长逐渐变慢,直至不可忍受)

影响氧化速率的因素有:氧化剂、晶向、掺杂类型和浓度、氧化剂的分压。 热氧化生长方法:

(1)干氧氧化:干燥氧气,不能有水分;随着氧化层的增厚,氧气扩散时间延长,生长速率减慢;适合较薄的氧化层的生长。氧化剂扩散到SiO2/Si界面与硅反应。

(2)水汽氧化:气泡发生器或氢氧合成气源;原理:

(3)湿氧氧化:湿氧氧化的各种性能都是介于干氧氧化和水汽氧化之间,其掩蔽能力和氧化质量都能够满足一般器件的要求。 (4)掺氯氧化:薄的MOS栅极氧化要求非常洁净的膜层,如果在氧化中加入氯,器件的性能和洁净度都会得到改善。减

+弱二氧化硅中的移动离子(主要是钠离子)的沾污影响,固定Na离子;减少硅表面及氧化层的结构缺陷

12、SiO2/Si界面特性: 热氧化薄膜是由硅表面生长得到的二氧化硅薄膜。高温生长工艺将使SiO2/Si界面杂质发生再分布,与二氧化硅接触的硅界面的电学特性也将发生变化。 杂质再分布:有三个因素: ① 分凝效应② 扩散速率 ③ 界面移动

水汽氧化速率远大于干氧氧化速率,水汽氧化SiO2/Si界面杂质的再分布就远小于干氧氧化;湿氧氧化速率介于水汽、干氧之间,SiO2/Si界面杂质的再分布也介于水汽、干氧之间。 二氧化硅层中存在着与制备工艺有关的正电荷,这种正电荷将引起SiO2/Si界面P-Si的反型层,以及MOS器件阈值电压不稳定等现象。 可动离子或可动电荷

主要是Na、K、H等,这些离子在二氧化硅中都是网络修正杂质,为快扩散杂质。其中主要是Na。在人体与环境中大++++量存在Na,热氧化时容易发生Na沾污。加强工艺卫生方可以避免Na沾污;也可采用掺氯氧化,固定Na离子。 固定离子或固定电荷

主要是氧空位。一般认为:固定电荷与界面一个很薄的(约30Å)过渡区有关,过渡区有过剩的硅离子,过剩的硅在氧化过程中与晶格脱开,但未与氧完全反应。干氧氧化空位最少,水汽氧化氧空位最多。热氧化时,首先采用干氧氧化方法可以减小这一现象。氧化后,高温惰性气体中退火也能降低固定电荷。

13、氧化膜厚度的检测

劈尖干涉和双光干涉:利用干涉条纹进行测量,因为要制造台阶,所以为破坏性测量。

比色法:以一定角度观察SiO2膜,SiO2膜呈现干涉色彩,颜色与厚度存在相应关系。比色法方便迅速,但只是粗略估计。 椭圆仪法:入射的椭圆偏振光经氧化膜的多次反射和折射以后,得到了改变椭圆率的反射椭圆偏振光,其改变量和膜厚与折射率相关。 高频MOS结构C-V法:测量金属栅极的电容,利用公式测量氧化膜层的厚度。

14、化学气相沉积定义

化学气相淀积(Chemical Vapor Deposition)是通过气态物质的化学反应在衬底上淀积薄膜的工艺方法。与之对应的是:PVD(蒸发和溅射),它主要应用于导体薄膜。

15、淀积技术包括哪两种?CVD和PVD

16、LPCVD和APCVD的主要区别?LPCVD有何优势?

APCVD:原料以气相方式被输送到反应器内,原料气体向衬底基片表面扩散,被基片吸附,由于基片的温度高或其它能量提供给原料气体,使其发生表面化学反应,生成物在基片表面形成薄膜,而生成物中的其它物质是气相物质,扩散到气相中被带走。 LPCVD:低压情况下,分子自由程较长,薄膜电极的均匀性较高。 LPCVD相对APCVD的特点:

增加了真空系统,气压在1-10Torr之间;压下分子自由程长,可以竖放基片;热系统一般是电阻热壁式。

17、PECVD的机理?PECVD有何优势?

优势:采用等离子体把电能耦合到气体中,促进化学反应进行,由此淀积薄膜;因此该法可以在较低温度下淀积薄膜。PECVD常常是低温和低压的结合。 -2+++

+机理:反应器的射频功率使低压气体(真空度1-10Torr)产生非平衡辉光放电,雪崩电离激发出的高能电子通过碰撞激活气体形成等离子体。衬底基片(具有一定温度,约300℃)吸附活泼的中性原子团与游离基即高能的等离子体发生化学反应,生成的薄膜物质被衬底吸附、重排进而形成淀积薄膜,衬底温度越高形成的薄膜质量越好。

18、多晶硅淀积和外延淀积的主要区别。 淀积多晶硅薄膜的方法:主要采用LPCVD的方法。 掺杂则采用:离子注入;化学气相淀积;扩散。 多晶硅的淀积和外延淀积的主要区别:硅烷的使用

19、金属薄膜的用途?金属化的作用?

(1)在微电子器件与电路中金属薄膜最重要的用途是作为内电极(MOS栅极和电容器极板)和各元件之间的电连接。 (2)在某些存储电路中作为熔断丝。

(3) 用于晶圆的背面(通常是金),提高芯片和封装材料的黏合力。

金属化的作用:集成电路中金属化的作用是将有源器件按设计的要求连接起来,形成一个完整的电路与系统。 20、说明为什么铝作为通常使用的金属薄膜, 说明铜作为新一代金属薄膜的原因。 铝膜:用途: 大多数微电子器件或集成电路是采用铝膜做金属化材料

优点:导电性较好;与p-Si,n-Si(>5*10)能形成良好的欧姆接触;光刻性好;与二氧化硅黏合性好;易键合。缺点:抗电迁移性差;耐腐蚀性、稳定性差 ;台阶覆盖性较差。工艺:蒸发,溅射 铜膜:用途:新一代的金属化材料,超大规模集成电路的内连线;缺点:与硅的接触电阻高,不能直接使用;铜在硅中是快扩散杂质,能使硅中毒,铜进入硅内改变器件性能;与硅、二氧化硅粘附性差。 优点:电阻率低(只有铝的40-45%) ,导电性较好;抗电迁移性好于铝两个数量级; 工艺:溅射

21、VLSI对金属化的要求是什么?

① 对n+硅和p+硅或多晶硅形成低阻欧姆接触,即金属/硅接触电阻小 ② 能提供低电阻的互连引线,从而提高电路速度 ③ 抗电迁移性能要好

④ 与绝缘体(如二氧化硅)有良好的附着性 ⑤ 耐腐蚀 ⑥ 易于淀积和刻蚀

⑦ 易键合,且键合点能经受长期工作

⑧ 层与层之间绝缘要好,不互相渗透和扩散,即要求有一个扩散阻挡层

22、Al-Si接触的常见问题及解决办法?

Al和Si之间不能合成硅化物,但是可以形成合金。Al在Si中溶解度很小,但是相反Si在Al中溶解度很大,这样就形成尖楔现象,从而使P-N结失效。 解决尖楔问题: +

19 (1) 一般采用Al-Si合金代替Al作为Al/Si的接触和互连材料。但是又引入了硅的分凝问题。

(2) 由于铜的抗电迁移性好,铝-铜(0.5-4%)或铝-钛(0.1-0.5%)合金结构防止电迁移,结合Al-Si合金,在实际应用中人们经常使用既含有铜又含有硅的Al-Si-Cu合金以防止合金化(即共熔)问题和电迁移问题。 (3) (4) Al-掺杂多晶硅双层金属化结构:在多晶硅中掺杂重磷或重砷,构成掺杂多晶的结构。 铝-隔离层结构:在Al-Si之间沉积一层薄的金属层,替代磷掺杂多晶硅,成为阻挡层。

23、说明难熔金属在金属连线中的作用?

难熔金属及其硅化物有较低的电阻率和接触电阻。难熔金属的一个广泛应用是在多层金属结构中填充连接孔,这个工序叫作过孔填充,填补好的过孔叫做接线柱。

24、金属化的实现方法有几种?请论述真空溅射方法 金属化的实现主要通过两种方式来实现: ① 物理淀积

A:真空蒸发淀积(较早,金属铝线)

B:真空溅射淀积(Al-Si合金或Al-Si-Cu合金) 2LPCVD(难熔金属) ○真空蒸发淀积 :被蒸物质从凝聚相转化为气相;气相物质在真空系统中的输运;气相分子在衬底上淀积和生长。分为电阻、电子束等蒸发沉积。 真空溅射沉积:溅射淀积是用核能离子轰击靶材,使靶材原子从靶表面逸出,淀积在衬底材料上的过程。

25、说明金属CVD的优势和主要用途。 金属CVD : LPCVD可以应用于制作金属薄膜。

优势:不需要昂贵的高真空泵;台阶覆盖性好;生产效率较高。 用途:难控制金属;难熔金属,主要是钨。

26、什么叫做光刻,光刻有何目的?

光刻是图形复印与腐蚀作用相结合,在晶片表面薄膜上制备图形的精密表面工艺技术。

光刻的目的就是:在介质薄膜、金属薄膜或金属合金薄膜上面刻蚀出与掩膜版完全对应的几何图形,从而实现选择性扩散和金属薄膜布线的目的。

27、光刻技术的图形转移分为哪两个阶段? 图形转移到光刻胶层;图形从光刻胶层转移到晶圆层

28、列出光刻工艺的十个步骤,并简述每一步的目的。 表面准备:微粒清除,保持衬底的憎水性。

涂光刻胶:与衬底薄膜粘附性好,胶膜均匀,是光刻工艺的核心材料。

前烘:使胶膜体内的溶剂充分挥发使胶膜干燥;增加胶膜和衬底的粘附性以及胶膜的耐磨性 对准和曝光:把所需图形在晶圆表面上定位或对准;通过曝光灯或其他辐射源将图形转移到光刻胶涂层上

后烘:减少驻波效应,激发化学增强光刻胶的PAG产生的酸与光刻胶上的保护基团发生反应并移除基团使之能溶解于显影液。 显影:将掩膜板上的图形显示在光刻胶上。

坚膜:除去光刻胶中剩余的溶剂,增强光刻胶对衬底的附着力。

刻蚀:把显影后的光刻胶微图形下层材料的裸露部分去掉,将光刻胶图形转移到下层材料上去的工艺叫作刻蚀。 去胶:刻蚀完成以后将光刻胶去除掉。

29、光刻胶的分类,谈谈正胶和负胶的区别。

正胶:胶的曝光区在显影中除去。正胶曝光时发生光分解反应变成可溶的。使用这种光刻胶时,能够得到与掩膜版遮光图案相同的图形,故称之为正胶。 负胶:胶的曝光区在显影中保留,用的较多。具体说来负胶在曝光前对某些有机溶剂是可溶的,而曝光后发生光聚合反应变成不可溶的。使用这种光刻胶时,能够得到与掩膜版遮光图案相反的图形,故称之为负胶。 30、刻蚀的方法分类,刻蚀常见有哪些问题? 分类:刻蚀分为湿法刻蚀和干法刻蚀。

湿法刻蚀:化学腐蚀,在腐蚀液中通过化学反应去除窗口薄膜,得到薄膜图形。优点:工艺简单,无需复杂设备,选择比高;均匀性好。缺点:各向同性腐蚀;分辨率低,自动化难。 干法刻蚀:使用气体和等离子体能量来进行化学反应的化学工艺。

常见问题:不完全刻蚀、刻蚀和底切、各向同性刻蚀。优点:刻蚀非常有方向性(各向异性),导致良好的小开口区域的精密度。缺点:选择性差。

31、掺杂技术实现的两种方式以及掺杂的目的 方式:扩散和离子注入

目的:在晶圆表面下的特定位置处形成PN结;在晶圆表面下得到所需的掺杂浓度。

32、扩散的基本原理、离子注入的基本原理及其比较

微电子工艺中的扩散是杂质在晶体内的扩散,因此是一种固相扩散。晶体内扩散有多种形式:填隙式扩散、替位式扩散、填隙-替位式扩散。 离子注入技术:离子注入是将含所需杂质的化合物分子(如BCl

3、BF3)电离为杂质离子后,聚集成束用强电场加速,使其成为高能离子束,直接轰击半导体材料,当离子进入其中时,受半导体材料原子阻挡,而停留在其中,成为半导体内的杂质。离子注入时可采用热退火工艺,修复晶格损伤,注入杂质电激活。 离子注入技术的优势:① 离子注入克服热扩散的几个问题:

A 横向扩散,没有侧向扩散 B 浅结

C 粗略的掺杂控制 D 表面污染的阻碍 ② 离子注入引入的额外的优势:

A 在接近常温下进行 B 使宽范围浓度的掺杂成为可能

33、集成电路的形成

集成电路的制造工艺与分立器件的制造工艺一样都是在硅平面工艺基础上发展起来的,有很多相同之处,同时又有所不同。 相同点:单项工艺相同的方法外延,氧化,光刻,扩散,离子注入,淀积等。 不同点:主要有电隔离,电连接,局部氧化,平整化以及吸杂等。

电隔离:

(1)PN结隔离:双极型集成电路多采用PN结隔离,是在硅片衬底上通过扩散与外延等工艺制作出隔离岛,元件就做在隔离岛上。 (2)介质隔离:SOS集成电路(Silicon on Sapphire )是最早的介质隔离薄膜电路,新材料SOI(Silicon on Insulator)有很大发展,SOI集成电路也是采用介质隔离工艺的电路。

电连接:集成电路各元件之间构成电路必须进行电连接,这多是采用淀积金属薄膜,经光刻工艺形成电连接图形,电路复杂的集成电路一般是多层金属布线,构成电连接。 局部氧化:分离器件的氧化工艺是在整个硅片表面制备二氧化硅薄膜,而集成电路工艺中的氧化有时是在局部进行,如MOS型电路中以氮化硅作为掩蔽膜的局部氧化技术。 平整化:超大规模集成电路的制备经过多次光刻、氧化等工艺,使得硅片表面不平整,台阶高,这样在进行电连接时,台阶处的金属薄膜连线易断裂,因此,有时通过平面化技术来解决这一问题,如在金属布线进行电连接之前,采用在硅片表面涂附聚酰亚胺膜的方法达到平面化的工艺技术。

吸杂:硅单晶本身的缺欠以及电路制备工艺中的诱生缺欠,对电路性能影响很大,有源元件附近的缺欠,通过吸杂技术可以消除或减少缺欠,如通过在硅片背面造成机械损伤,喷沙或研磨,这种背损伤可以吸收杂质与缺欠。

34、封装的工艺流程

底部准备:底部准备通常包括磨薄和镀金。 划片:用划片法或锯片法将晶片分离成单个芯片

取片和承载:在挑选机上选出良品芯片,放于承载托盘中。

粘片:用金硅熔点技术或银浆粘贴材料粘贴在封装体的芯片安装区域。

打线:A:芯片上的打线点与封装体引脚的内部端点之间用很细的线连接起来(线压焊);B:在芯片的打线点上安装半球型的金属突起物(反面球形压焊);C:TAB压焊技术; 封装前检查 有无污染物;芯片粘贴质量;金属连接点的好坏 电镀、切割筋成和印字 最终测试

35、封装设计

金属罐法;双列直插封装;双列直插封装;针形栅格阵列封装 球形栅格阵列封装;薄形封装;四面引脚封装 ;板上芯片(COB)

第二篇:机械加工工艺基础知识点总结

一、机械零件的精度

1.了解极限与配合的术语、定义和相关标准。理解配合制、公差等级及配合种类。掌握极限尺寸、偏差、公差的简单计算和配合性质的判断。

1.1基本术语:尺寸、基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸、尺寸偏差、上偏差、下偏差、(尺寸)公差、标准公差及等级(20个公差等级,IT01精度最高;IT18最低)、公差带位置(基本偏差,了解孔、轴各28个基本偏差代号)。 1.2配合制:

(1)基孔制、基轴制;配合制选用;会区分孔、轴基本偏差代号。 (2)了解配合制的选用方法。

(3)配合类型:间隙、过渡、过盈配合

(4)会根据给定的孔、轴配合制或尺寸公差带,判断配合类型。 1.3公差与配合的标注 (1)零件尺寸标注 (2)配合尺寸标注

2.了解形状、位置公差、表面粗糙度的基本概念。理解形位公差及公差带。 2.1几何公差概念:

1)形状公差:直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度、面轮廓度。

2)位置公差:位置度、同心度、同轴度。作用:控制形状、位置、方向误差。 3)方向公差:平行度、垂直度、倾斜度、线轮廓度、面轮廓度。 4)跳动公差:圆跳动、全跳动。 2.2几何公差带: 1)几何公差带 2)几何公差形状 3)识读

3.正确选择和熟练使用常用通用量具(如钢直尺、游标卡尺、千分尺、量缸表、直角尺、刀口尺、万能角尺等)及专用量具(如螺纹规、平面样板等),并能对零件进行准确测量。 3.1常用量具:

(1)种类:钢直尺、游标卡尺、千分尺、量缸表、直角尺、刀口尺、万能角尺。 (2)识读:刻度,示值大小判断。

(3)调整与使用及注意事项:校对零点,测量力控制。 3.2专用量具:

(1)种类:螺纹规、平面角度样板。 (2)调整与使用及注意事项 3.3量具的保养

(1)使用前擦拭干净

(2)精密量具不能量毛坯或运动着的工伯 (3)用力适度,不测高温工件 (4)摆放,不能当工具使用 (5)干量具清理

(6)量具使用后,擦洗干净涂清洁防锈油并放入专用的量具盒内。

二、金属材料及热处理 1.理解强度、塑性、硬度的概念。

2.了解工程用金属材料的分类,能正确识读常用金属材料的牌号。 2.1金属材料分类及牌号的识读: 2.1.1黑色金属:

(1)定义:通常把以铁及以铁碳为主的合金(钢铁)称为黑色金属。

(2)铸铁:灰铸铁HT抗拉强度(σb)200(MPa)、可锻铸铁KT(H黑心、Z珠光体)抗拉强度(σb)300-伸长率0

6、球墨铸铁QT抗拉强度(σb)400-伸长率18。 (3)碳钢:

按含碳量分:低、中、高碳钢。

按质量分:普通、优质、高级优质。 按用途分:

普通:Q235A:一般工程用,屈服强度Q数值235等级A。

优质碳素结构钢:45钢:机械零件用,中碳钢,含碳量0.45%);

碳素工具钢:T12:工具钢,用于刃具、量具、模具用钢,含碳量1.2%。 铸造碳钢:铸钢ZG屈服强度不低于270-抗拉强度不低于500。 (4)合金钢: 按用途分:

合金结构钢:40Cr:合金结构钢,含碳量0.40%,合金含量小于1.5%不标。 合金工具钢:9SiCr:合金工具钢,含碳量0.9%,Si、Cr含量小于1.5%;

高速钢(锋钢)W18Cr4V:含碳量0.7-0.8%,钨含量18%,Cr含量4%,V含量小于1.5%。 2.1.2有色金属

(1)有色的定义:除黑色金属以外的金属材料,统称为有色金属。 (2)了解铝及铝合金。 (2)了解铜及铜合金。

3、了解退火、正火、淬火、回火、调质、时效处理的目的、方法及应用。 重点放在应用上。

(1)退火:消除铸件、焊接件、冷作件毛坯的应力。 (2)时效处理:长时间退火,消除毛坯的应力。

(3)正火:消除锻件毛坯的锻造应力。调整硬度,便于加工。

(4)调质:淬火 回火,综合机械性能。一般安排在粗加工后、精加工前。 (5)回火:消除淬火应力。温度越高,钢的强度、硬度下降,而塑性、韧性提高。

4.了解金属表面处理的一般方法。 (1)表面淬火

(2)(表层)化学处理:电镀

物理处理:防锈漆因在金属表面外处理,不在此列。

第三篇:化工工艺学期末考试总结

1. 二氧化硫接触氧化制三氧化硫。

(1)化学反应:SO2 + 1/2O2 SO3 (2)催化剂:活性组分:V2O5。载体:硅胶、硅藻土及其混合物。助催化剂:K2O、K2SO

4、TiO

2、MoO3等。(3)反应压力:常压。(4)反应温度:400~600℃ 2. 氧气氧化法乙烯环氧化制环氧乙烷。 (1)化学反应:C2H4 + 1/2O2 C2H4O (2)催化剂:活性组分:Ag。载体:碳化硅,α—Al2O3和含有少量SiO2的 α—Al2O3,助催化剂:碳酸钾、碳酸钡和稀土元素化合物。 (3)反应压力:1.0~3.0 MPa。(4)反应温度:204~270℃ 3. 氢氮气合成氨

(1)化学反应:N2 + 3H2 2NH3 (2)催化剂:α—Fe-Al2O3-MgO-K2O-CaO-SiO2 (1) 反应压力:15MPa。(4)反应温度:390~520℃。 4.丙烯氨氧化制丙烯腈。

(1)化学反应:CH2=CHCH3 + NH3 + 3/2O2 CH2=CHCN + 3H2O (2)催化剂:①钼酸铋系:P-Mo-Bi-Fe-Co-Ni-K-O/Si2O;②锑系:Sb-Fe-O。 (3) 反应压力:常压。(4)反应温度:最佳温度:440℃。 5.乙苯脱氢制苯乙烯

(1)化学反应: C2H5 CH=CH2 + H2 (2)催化剂:Fe2O3-Cr2O3-K2O (3)反应压力:常压。 (4)反应温度:600~630℃

6..写出合成气制甲醇的主反应及主要副反应方程式。 答: 主反应:

CO +2H2CH3OH 当有二氧化碳存在时,二氧化碳按下列反应生成甲醇: CO2 + H2 CO + H2O CO + 2H2CH3OH 两步反应的总反应式为:CO2 + 3H2CH3OH+ H2O 副反应 : (1)平行副反应

CO + 3H2CH4 + H2O 2CO + 2H2CO2 + CH4 4CO + 8H2C4H9OH+3 H2O 2CO + 4H2CH3OCH3+ H2O 当有金属铁、钴、镍等存在时,还可以发生生碳反应。 (2)连串副反应 2CH3OH CH3OCH3 + H2O CH3OH + nCO +2nH2CnH2n+1CH2OH + nH2O CH3OH + nCO +2(n-1)H2CnH2n+1COOH + (n-1)H2O 1. 什么叫烃类热裂解过程的一次反应和二次反应?

答:一次反应:由原料烃类热裂解生成乙烯和丙烯等低级烯烃的反应 二次反应:主要指由一次反应生成的低级烯烃进一步反应生成多种产物,直至最后生成焦或炭的反应。

2. 什么叫烃类的热裂解? 答:烃类热裂解法是将石油系烃类原料(天然气、炼厂气、轻油、柴油、重油等)经高温作用,使烃类分子发生碳链断裂或脱氢反应,生成分子量较小的烯烃、烷烃和其他分子量不同的轻质和重质烃类。

3. 烃类热裂解的一次反应主要有哪几个?烃类热裂解的二次反应主要有哪几个? 答:(1)烃类热裂解的一次反应主要有:①脱氢反应 ②断链反应

(2) 烃类热裂解的二次反应主要有: ①烯烃的裂解 ②烯烃的聚合、环化和缩合 ③烯烃的加氢和脱氢 ④积炭和结焦

4. 什么叫焦,什么叫碳?结焦与生碳的区别有哪些? 答:结焦是在较低温度下(<1200K)通过芳烃缩合而成

生碳是在较高温度下(>1200K)通过生成乙炔的中间阶段,脱氢为稠和的碳原子。 结焦与生碳的区别:

机理不同:碳要经过乙炔阶段才能发生;焦要经过芳烃缩合才能发生

温度不同:高温下(900℃~1100℃)生成乙炔,生成碳;低温下(600℃左右)芳烃缩合生成焦

组成不同:碳只含炭,不含杂质;焦还含有氢

5. 为什么要采用加入稀释剂的方法来实现减压的目的?在裂解反应中,工业上采用水蒸汽作为稀释剂的优点是什么? 答:这是因为:

1) 裂解是在高温下进行的,如果系统在减压下操作,当某些管件连接不严密时,可能漏入空气,不仅会使裂解原料和产物部分氧化而造成损失,更严重的是空气与裂解气能形成爆炸混合物而导致爆炸;

2)减压操作对后续分离部分的压缩操作也不利,要增加能耗。 工业上采用水蒸汽作为稀释剂的优点是:

1) 水蒸汽热容量大,能对炉管温度起稳定作用,在一定程度上保护了炉管; 2) 水蒸汽与产物易分离,与产物不起反应,对裂解气的质量无影响;

3) 水蒸汽可以抑制原料中的硫对合金钢裂解管的腐蚀作用,可以保护裂解炉管; 4) 水蒸气在高温下能与裂解管中的沉积焦炭发生如下反应: C + H2O à H2 + CO 具有对炉管的清焦作用;

5) 水蒸气对金属表面起一定的氧化作用,形成氧化物薄膜,减轻了铁和镍对烃类气体分解生碳的催化作用。

6. 为什么要对裂解气急冷,急冷有哪两种?

从裂解管出来的裂解气含有烯烃和大量的水蒸气,温度高达800度,烯烃反应性强,若任它们在高温度下长时间停留,仍会继续发生二次反应,引起结焦和烯烃的损失,因此必须使裂解气急冷以终止反应。

急冷气有:直接急冷气 间接急冷气两种

7. 什么是深冷?什么是深冷分离?深冷分离流程包括那几部分?

答:在基本有机化学工业中,冷冻温度≦-100℃的称为深度冷冻,简称“深冷”。

深冷分离法 就是利用裂解气中各种烃的相对挥发度不同,在低温下除了氢气和甲烷以外,把其余的烃类都冷凝下来,然后在精馏塔内进行多组分精馏分离,利用不同的精馏塔,把各种烃逐个分离下来。其实质是冷凝精馏过程。 深冷分离法流程:(1)气体净化系统(2)压缩和冷冻系统(3)精馏分离系统

8. 裂解气中的酸性气体主要有哪些组分?若这些气体过多时,对分离过程带来什么样的危害?工业上采用什么方法来脱除酸性气体?

答:裂解气中的酸性气体,主要是二氧化碳(CO2)和硫化氢(H2S)。另外还有少量的有机硫化物。 这些酸性气体含量过多时,对分离过程会带来如下的危害:

硫化氢能腐蚀设备管道,并能使干燥用的分子筛寿命缩短,还能使加氢脱炔用的催化剂中毒;

二氧化碳能在深冷的操作中结成干冰,堵塞设备和管道,影响正常生产;二氧化碳和硫化物会破坏聚合催化剂的活性;二氧化碳在循环乙烯中积累,降低乙烯的有效压力,从而影响聚合速度和聚乙烯的分子量。

工业上常用化学吸收法,来洗涤裂解气一般用氢氧化钠(NaOH)溶液,乙醇胺溶液 9水在裂解气深冷分离中有什么危害?工业上常采用什么方法脱除裂解气中的水分?

答:在低温下,水能冻结成冰,并且能和轻质烃类形成固体结晶水合物。冰和水合物凝结在管壁上,轻则增大动力消耗,重则堵塞管道,影响正常生产。

工业上采用吸附的方法脱水,用分子筛、活性氧化铝或者硅胶作吸附剂。

10、对烃类的裂解过程,对温度、压力和停留时间的要求?P72-73 一定温度内,提高裂解温度,有利于提高一次反应所得乙烯和丙烯的收率,有利于提高裂解选择性;高温短停留时间可抑制二次反应,提高烯烃收率,减少结焦。低压可促进乙烯一次反应,抑制发生聚合的二次反应减轻结焦程度。

11.裂解气的压缩为什么采用多级压缩?确定压缩段数的依据是什么? 答:;裂解气的采用多级压缩的优点:

(2) 节约压缩功耗,压缩机压缩气体的过程接近绝热压缩,功耗大于等温压缩,如果把压缩分为若干段进行,段间冷却移热,则可节省部分压缩功,段数越多,越接近等温压缩。 (3) 裂解气中的二烯烃易发生聚合反应,生成的聚合物沉积在压缩机内,严重危及操作的正常进行。而二烯烃的聚合速度与温度有关,温度越高,聚合速度越快,为了避免聚合现象的发生,必须控制每段压缩后气体温度不高于100℃ 。

(4) 减少分离净化负荷,裂解气经过压缩后段间冷凝,可除去大部分的水,减少干燥器的体积和干燥剂的用量,延长干燥器的再生周期;同时还可以从裂解气中分凝出部分C3及C3以上的重组分,减少进入深冷系统的负荷,从而节约了冷量。

根据每段压缩后气体温度不高于100℃,避免二烯烃在压缩机内发生聚合反应,压缩机的压缩比为2左右,并依据气体的最初进口压力和最终出口压力来确定压缩机的段数。 12. 为什么裂解气要进行压缩?为什么要采用分段压缩? 答:裂解气压缩的目的是①使分离温度不太低②少耗冷量。

为了节省能量,降低压缩的功率,气体压缩一般都采用多段压缩,段与段段与段之间都设置中间冷却器。

13.在脱氢反应中水蒸汽作为稀释剂有什么优点、作用? 答:水蒸气具有许多优点:易与产物分离;热容量大;既可以提高了脱氢反应的平衡转化率;又可消除催化剂表面上的积炭或结焦。 作用:(1)降低烃的分压,改善化学平衡,提高平衡转化率;(2)水蒸气与催化剂表面的焦碳,发生水煤气反应,从而达到清焦作用;(3)提供反应所需要的热量。 乙烯生产环氧乙烷的原料配比中为什么要严格控制乙炔的含量?

答:在乙烯直接氧化过程中,乙炔是非常有毒的杂质,乙炔于反应过程中发生燃烧反应,产生大量的热量,使反应温度难以控制在反应条件下,乙炔还可能发生聚合而粘附在银催化剂表面、发生积炭而影响催化剂活性,要严格控制乙炔的含量。 14. 管式裂解炉结焦的现象有哪些,如何清焦? 答:结焦现象

l 炉管投料量不变的情况下,进口压力增大,压差增大。 l 从管孔观察可看到辐射室裂解管壁上某些地方因过热而出现光亮点 l 投料量不变及管出口温度不变但燃料消耗量增加 l 裂解器中乙烯含量下降

清焦方法:停炉清焦法、不停炉清焦法

15.什么叫做平行副反应?什么叫做连串副反应?

答:平行副反应的类型主要是裂解反应。烃类分子中的C-C键断裂,生成分子量比较小的烷烃和烯烃。

连串副反应主要是生成的产物进一步的裂解、脱氢缩合或聚合生成焦油或者焦。 16. 苯乙烯的生产方法有几种?乙苯脱氢制苯乙烯分哪两步? 答:

(一)从裂解汽油中提取

(二)乙苯脱氢法

第一步苯用乙烯烷基化合成乙苯第二步乙苯催化脱氢合成苯乙烯 17.裂解供热方式有哪两种?

答:裂解供热方式有直接供热和间接供热两种。 裂解器的分离方法有:深冷分离法 油吸收精馏法

裂解气净化:碱洗法除酸、吸附法脱水、加氢脱炔、甲烷法除CO 18. 裂解气为什么要脱除乙炔和一氧化碳?工业上脱除炔烃的方法有哪些?

答:聚合用的乙烯,应严格限制乙烯中乙炔的含量。乙炔会造成聚合催化剂的中毒,会降低乙烯的分压。在高压聚乙烯生产中,当乙炔积累过多后,会引起爆炸。 工业上脱炔的主要是采用催化加氢法,少量用丙酮吸收法。

19在乙烯直接氧化制环氧乙烷过程中,与空气氧化法相比较,氧气氧化法有哪些优点? 答:与空气氧化法相比,用氧气氧化乙烯制环氧乙烷具有如下优点:

(1) 空气氧化法反应部分的工艺流程较为复杂,需要空气净化系统、排放气氧化和吸收系统及催化燃烧系统,2~3台氧化反应器。而氧气氧化法只需要一台反应器,不需要上述系统,仅多了一套脱碳系统,不包括空气分离装置时,氧气氧化法的建厂费用和固定资产投资比空气氧化法省。 (2) 氧气氧化法的催化剂不会受空气污染,且氧化反应温度低,因此催化剂的寿命长。 (3) 氧气氧化法可采用浓度较高的乙烯,反应器的生产能力比空气氧化法高。 氧气氧化法的乙烯消耗定额和电力消耗比空气氧化法低

20.丙烯氨氧化制丙烯腈工艺流程回收部分设置急冷器的理由?P256 .防止丙烯腈, HCN 等副产物聚合,生产聚合物堵塞管道

21.多管等温式反应器---间接供热方式 绝热式反应器------直接供热方式

22.磺化反应赋予有机物酸性、水溶性、合成表面活性剂及对纤维的亲和力等 1. 甲烷化反应是 CO+3H2=CH4+H2O 。

2. 食盐水电解制氯碱方法有 隔膜法 、 汞阴极法 和 离子交换膜法 。 3. 高含量的 烷烃 ,低含量的 烯烃 和 芳烃 是理想的裂解原料。 4. 索尔维制碱法主要原料是 NH3 、 CaCO3 与 NaCl 。 5. 侯氏制碱法主要原料是 NH3 、CO2 与 NaCl 。 6. 侯氏制碱法的主要产品是 Na2CO3 和 NH4Cl 。

7. 催化剂一般由 活性组分 、 载体 和 助催化剂 组成。 8. 乙烯环氧化制环氧乙烷催化剂的活性组分是 Ag 。 9. 烷烃热裂解主要反应为 脱氢反应 和 断链反应 。

10. 煤的化工利用途径主要有三种,它们是 煤干馏 、

煤气化 和 煤液化 。 11. 煤干馏产物有 焦炭 、 煤焦油 和 焦炉气 。

12. 水煤气是以 水蒸气 为气化剂制得的煤气,主要成分是 CO 和 H2 。半水煤气是以 空气和水蒸气 作气化剂制得的煤气,主要成分是 CO 、 H2 和 N2 。 13. 合成气的主要成分是 CO 和 H2 。

14. 煤气化发生炉中煤层分为 灰渣层 、 氧化层 、 还原层 、 干馏层 和 干燥层 。 15. 煤液化有两种工艺,它们是 直接液化 和 间接液化 。

16. 精细化学品的特点多品种 、小批量;;大量采用复配技术;投资少、附加值高、利润大;技术密集度高、产品更新换代快 。

17. 石油烃热裂解的操作条件宜采用

高温 、短停留时间 、 低烃分压 。 18. 脱除酸性气体的方法有 碱洗法 和和 乙醇胺水溶液吸附法

。 19. 高含量的 烷烃 ,低含量的 烯烃 和 芳烃 是理想的裂解原料。

20. 催化重整是生产 高辛烷值汽油 和

石油芳烃

的主要工艺过程,是炼油和石油化工的重要生产工艺之一。

21. . 甲烷转化催化剂和甲烷化催化剂的活性组分相同,都是 Ni ,但其含量不同。 22. 为了充分利用宝贵的石油资源,要对石油进行一次加工和二次加工。一次加工方法为 常压蒸馏 和 减压蒸馏 ;二次加工主要方法有: 催化重整 、 催化裂化 、 加氢裂化 和焦化 等。

23. 工业气体或废气脱硫方法分为两种,高硫含量须采用 湿法脱硫 ,低硫含量可以采用 干法脱硫 。

24. 丙烯腈的主要生产方法是 氨氧化 ,主要原料是 丙烯 和 氨 。

第四篇:车工加工工艺

1. 用锯床下料,Φ30×80。 2. 用三爪卡盘夹持,圆棒料伸出长度63,用45°车刀车端面见平,钻Φ2.5中心孔。 3. 用三爪卡盘卡住一端,另一端用顶尖顶住,用90°车刀车外圆致Φ25x63。 4. 车外圆致Φ20x50。 5.车螺纹外圆至(Φ15.8~Φ15.9)x15. 6. 用退刀槽刀车退刀槽3×1.5。 7. 用45°弯头刀车倒角1x45°。 8. 用螺纹车刀车M16螺纹。 9. 精车外圆Φ20-0.052。

10. 用切断刀切断,保证总长61。

11. 调头,用铜皮包在Φ20-0.052外圆上,端面与三爪卡盘靠平,夹紧后用端面车刀车出一端面,保证尺寸10。 12. 用45°弯头刀车倒角1x45°。

铣工加工工艺

1. 锯床下料,Φ40×35。 2. 平口钳装夹,加工六面

1). 夹持Φ40外圆,铣A面,工件中心不得超过平口钳平面,对称切削,首先加工A面,切掉余量6.5。,注意工件毛坯高度要高出平口钳平面,即高过工件被切削深度。

2). 利用固定钳口的垂直度,A面贴平钳口后夹紧加工B面,切掉余量8.5。

3). 反转180度加工C面,根据实测尺寸,至尺寸23。 4). 加工D面至尺寸27。

5). 加工E面,需保证该面与已加工四面垂直,垂直度用直角尺找证,然后反头加工F面至尺寸30。

3. 换立铣刀加工中间凸台15,两边对成切削,首先切好一边,卡尺测量保证22.5后,切另一边至尺寸中间15,深度至12。

4. 换钻头Φ10,加工通空Φ10,钻孔前先划线找中心。

钳工加工工艺

1. 下料55x75。 2. 去毛刺。

3. 锉削两个加工基准面A和B,并使A┴B。 4. 分别以A、B面为基准面,划出外形尺寸50x70,分别按图纸尺寸划出3个孔的圆心并打样冲眼。

5. 分别在C面和D面按划线的位置留下2mm余量锯切。

6. 分别锉削C面和D面使其到达尺寸要求。

7. 选用Φ6.8的麻花钻在钻床上分别钻出3个孔。

8. 用M8的丝锥在中间的孔上攻丝。 9. 用120°角的锪孔钻钻出沉头孔,沉头孔深度3mm由钻床的刻度保证。

10. 以A、C、D面为基准划线确定倒圆R8的圆心并打样冲眼,用划规划出R8的圆弧。 11. 用顺锉法去尖角后用滚锉法锉出R8圆弧。

第五篇:螺栓加工工艺

螺栓加工工艺为:热轧盘条-(冷拨)-球化(软化)退火-机械除鳞-酸洗-冷拨-冷锻成形-螺纹加工-热处理-检验一,钢材设计在紧固件制造中,正确选用紧固件材料是重要一环,因为紧固件的性能和其材料有着密切的关系。如材料选择不当或不正确,可能造成性能达不到要求,使用寿命缩短,甚至发生意外或加工困难,制造成本高等,因此紧固件材料的选用是非常重要的环节。冷镦钢是采用冷镦成型工艺生产的互换性较高的紧固件用钢。由于它是常温下利用金属塑性加工成型,每个零件的变形量很大,承受的变形速度也高,因此,对冷镦钢原料的性能要求十分严格。在长期生产实践和用户使用调研的基础上,结合GB/T6478-2001《冷镦和冷挤压用钢技术条件》GB/T699-1999《优质碳素结构钢》及目标JISG3507-1991《冷镦钢用碳素

二,球化(软化)退火沉头螺钉,内六角圆柱头螺栓采用冷镦工艺生产时,钢材的原始组织会直接影响着冷镦加工时的成形能力。冷镦过程中局部区域的塑性变形可达60%-80%,为此要求钢材必须具有良好的塑性。当钢材的化学成分一定时,金相组织就是决定塑性优劣的关键性因素,通常认为粗大片状珠光体不利于冷镦成形,而细小的球状珠光体可显著地提高钢材塑性变形的能力。对高强度紧固件用量较多的中碳钢和中碳合金钢,在冷镦前进行球化(软化)退火,以便获得均匀细致的球化珠光体,以更好地满足实际生产需要。对中碳钢盘条软化退火而言,其加热温度多选择在该钢材临界点上下保温,加热温度一般不能太高,否则会产生三次渗碳体沿晶界析出,造成冷镦开裂,而对于中碳合金钢的盘条采用等温球化退火,在AC1+(20-30%)加热后,炉冷到略低于Ar1,温度约700摄氏度等温一段时间,然后炉冷至500摄氏度左右出炉空冷。钢材的金相组织由粗变细,由片状变球状,冷镦开裂率将大大减少。3545ML35SWRCH35K钢软化退火温度一般区域为715-735摄氏度。 三,剥壳除鳞冷镦钢盘条去除氧化铁板工序为剥亮,除鳞,有机械除鳞和化学酸洗两种方法。用机械除鳞取代盘条的化学酸洗工序,既提高了生产率,又减少了环境污染。此除鳞过程包括弯曲法(普遍使用带三角形凹槽的圆轮反覆弯曲盘条),喷九法等,除鳞效果较好,但不能使残余铁鳞去净(氧化铁皮清除率为97%),尤其是氧化铁皮粘附性很强时,因此,机械除鳞受铁皮厚度,结构和应力状态的影响,使用于低强度紧固件(小于等于6.8级)用的碳钢盘条。高强度紧固件(大于等于8.8级)用盘条在机械除鳞后,为除净所有的氧化铁皮,再经化学酸洗工序即复合除鳞。对低碳钢盘条而言,机械除鳞残留的铁皮容易造成粒拔模不均匀磨损。当粒拔模孔由于盘条钢丝摩擦外温时粘附上铁皮,使盘条钢丝表面产生纵向粒痕,盘条钢丝冷镦凸缘螺栓或圆柱头螺钉时,头部出现微裂纹的原因,95%以上是钢丝表面在拉拔过程中产生的划痕所引起。因此,机械除鳞法不宜用来高速拉拔。

四,拉拔拉拔工序有两个目的,一是改制原材料的尺寸;二是通过变形强化作用使紧固件获得基本的机械性能,对于中碳钢,中碳合金钢还有一个目的,即是使盘条控冷后得到的片状渗碳体在拉拔过程中尽可能的Crack,为随后的球化(软化)退火得到粒状渗碳体做好准备,然而,有些厂家为降低成本,任意减少拉拔道次,过大的减面率增加了盘条钢丝的加工硬化倾向,直接影响了盘条钢丝的冷镦性能。如果各道次的减面率分配不合适,也会使盘条钢丝在拉拔过程中产生扭转裂纹,这种沿钢丝纵向分布,周期一定的裂纹在钢丝冷镦过程中暴露。此外,拉拔过程中如润滑不好,也可造成冷拔盘条钢丝有规律地出现横裂纹。盘条钢丝出出粒丝模口上卷同时的切线方向与拉丝模不同心,会造成拉丝模单边孔型的磨损加剧,使内孔失圆,造成钢丝圆周方向的拉拔变形不均匀,使钢丝的圆度超差,在冷镦过程中钢丝横截面应力不均匀而影响冷镦合格率。盘条钢丝拉拔过程中,过大的部分减面率使钢丝的表面质量恶化,而过低的减面率却不利于片状渗碳体的破碎,难以获得尽可能多的粒状渗碳体,即渗碳体的球化率低,对钢丝的冷镦性能极为不利,采用拉拔方式生产的棒料和盘条钢丝,部分减面率直控制在10%-15%的范围内。

五,冷锻成形通常,螺栓头部的成形采用冷镦塑性加工,同切削加工相比,金属纤维(金属留线)沿产品形状呈连续状,中间无切断,因而提高了产品强度,特别是机械性能优良。冷镦成形工艺包括切料与成形,分单工位单击,双击冷镦和多工位自动冷镦。一台自动冷镦机分别在几个成型凹模里进行冲压,镦锻,挤压和缩径等多工位工艺。单工位或多工位自动冷镦机使用的原始毛坯的加工特点是由材料尺寸长5-6米的棒料或重量为1900-2000KG的盘条钢丝的尺寸决定的,即加工工艺的特点在于冷镦成型不是采用预先切好的单件毛坯,而是采用自动冷镦机本身由棒料和盘条钢丝切取和镦粗的(必要时)毛坯。在挤压型腔之前,毛坯必须进行整形。通过整形可得到符合工艺要求的毛坯。在镦锻,缩径和正挤压之前,毛坯不需整形。毛坯切断后,送到镦粗整形工位。该工位可提高毛坯的质量,可使下一个工位的成型力降低15-17%,并能延长模具寿命,制造螺栓可采用多次缩径。1.用半封闭切料工具切割毛坯,最简单的方法是采用套筒式切料工具;切口的角度不应大于3度;而当采用开口式切料工具时,切口的斜角可达5-7度。2.短尺寸毛坯在由上一个工位向下一个成型工位传递过程中,应能翻转180度,这样能发挥自动冷镦机的潜力,加工结构复杂的紧固件,提高零件精度。3.在各个成型工位上都应该装有冲头退料装置,凹模均应带有套筒式顶料装置。4.成型工位的数量(不包括切断工位)一般应达到3-4个工位(特殊情况下5个以上)。5.在有效使用期内,主滑块导轨和工艺部件的结构都能保证冲头和凹模的定位精度。6.在控制选料的挡板上必须安装终端限位开关,必须注意镦锻力的控制。在自动冷镦机上制造高强度紧固件所使用的冷拨盘条钢丝的不圆度应在直径公差范围内,而较为精密的紧固件,其钢丝的不圆度则应限制在1/2直径公差范围内,如果钢丝直径达不到规定的尺寸,则零件的镦粗部分或头部就会出现裂痕,或形成毛刺,如果直径小于工艺所要求的尺寸,则头部就会不完整,棱角或涨粗部分不清晰。冷镦成型所能达到的精度还同成型方法的选择和所采用的工序有关。此外,它还取决于所用的设备的结构特点,工艺特点及其状态,工模具精度,寿命和磨损程度。冷镦成型和挤压使用的高合金钢,硬质合金模具的工作表面粗糙度不应大Ra=0.2um,这类模具工作表面的粗糙度达到Ra=0.025-0.050um时,具有最高寿命。 六,螺纹加工螺栓螺纹一般采用冷加工,使一定直径范围内的螺纹坯料通过搓(滚)丝板(模),由丝板(滚模)压力使螺纹成形。可获得螺纹部分的塑性流线不被切断,强度增加,精度高,质量均一的产品,因而被广泛采用。为了制出最终产品的螺纹外径,所需要的螺纹坯径是不同的,因为它受螺纹精度,材料有无镀层等因素限制。滚(搓)压螺纹是指利用塑性变形使螺纹牙成形的加工方法。它是用带有和被加工的螺纹同样螺距和牙形的滚压(搓丝板)模具,一边挤压圆柱形螺坯,一边使螺坯转动,最终将滚压模具上的牙形转移到螺坯上,使螺纹成形。滚(搓)压螺纹加工的共同点是滚动转数不必太多,如果过多,则效率低,螺纹牙表面容易产生分离现象或者乱扣现象。反之,如果转数太少,螺纹直径容易失圆,滚压初期压力异常增高,造成模具寿命缩短。滚压螺纹常见的缺陷:螺纹部分表面裂纹或划伤;乱扣;螺纹部分失圆。这些缺陷若大量发生,就会在加工阶段被发现。如果发生的数量较少,生产过程注意不到这些缺陷就会流通到用户,造成麻烦。因此,应归纳加工条件的关键问题,在生产过程控制这些关键因素。 七,热处理高强度紧固件根据技术要求都要进行调质处理。热处理调质是为了提高紧固件的综合机械性能,以满足产品规定的抗拉强度值和屈强比。热处理工艺对高强度紧固件尤其是它的内在质量有着至关重要的影响,因此,要想生产出优质的高强度紧固件,必须要有先进的热处理技术装备。由于高强度螺栓生产量大,价格低廉,螺纹部分又是比较细微相对精密的结构,因此,要求热处理设备必须具备生产能力大,自动化程度高,热处理质量好的能力。进入20世纪90年代以来带有保护气氛的连续式热处理生产线已占主导地位,震底式,网带炉尤其适用于中小规格紧固件的热处理调质。调质线除了炉子密封性能好以外,还具有先进的气氛,温度和工艺参数计算机控制,设备故障报警和显示功能。高强度紧固件从上料-清洗-加热-淬火-清洗-回火-着色到下线,全部自动控制运行,有效保证了热处理质量。螺纹的脱碳会导致紧固件在未达到机械性能要求的抗力时先发生脱扣,使螺纹紧固件失效,缩短使用寿命。由于原料的脱碳,如果退火不当,更会使原材料脱碳层加深。调质热处理过程中,一般会从炉外带进来一些氧化气体。棒料钢丝的铁锈或冷拔后盘条钢丝表面上的残留物,入炉加热后也会分解,反应生成一些氧化性气体。例如,钢丝的表面铁锈,它的成分是碳酸铁及氢氧化物,在加热后将分解成CO2及H2O,从而加重了脱碳。研究表明,中碳合金钢的脱碳程度较碳钢严重,而最快的脱碳温度在700-800摄氏度之间。由于钢丝表面的附着物在一定条件下分解化合成CO2和H2O的速度很快,如果连续式网带炉炉气控制不当,也会造成螺丝脱碳超差。高强度紧固件当采用冷镦成形时,原材料和退火的脱碳层不但仍然存在,而且被挤压到螺纹的顶部,对于需要淬火的紧固件表面,得不到所要求的硬度,其机械性能(特别是强度和耐磨性)降低。另外,钢丝表面脱碳,表层与内部组织不同而具有不同的膨胀系数,淬火时有可能产生表面裂纹。为此,在淬火加热时要保护螺纹顶部不脱碳,还要对原材料已脱碳的紧固件进行适度的覆碳,把网带炉中的保护气氛的优势调到和被覆碳的零件原始含碳量基本相等,使已脱碳的紧固件慢慢恢复到原来的含碳量,碳势设定在0.42%-0.48%为宜,覆碳温度与淬火加热相同,不能在高温下进行,以免晶粒粗大,影响机械性能。紧固件在调质淬火过程中可能出现的质量问题主要有:淬火态硬度不足;淬火态硬度不均;淬火变形超差;淬火开裂。现场出现的这类问题往往与原材料,淬火加热和淬火冷却有关,正确制订热处理工艺,规范生产操作过程,往往可以避免此类质量事故。

八,结语综上所述,影响高强度紧固件品质的工艺因素有钢材设计,球化退火,剥壳除鳞,拉拨,冷镦成形,螺纹加工,热处理等方面,有时则是诸种因素的叠加。我们知道,紧固件缺陷正是由于产品质量特征的波动性造成的,只有对产品制造流程中的工艺因素准确了解,由此产生持续改进品质的巨大原动力,才能通过质量的不断提升获得更多的利润和更强的竞争力!

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