钢材加工十篇

钢材加工篇1

4月3日，中央电视台《焦点访谈》对省如皋市如皋钢厂非法生产销售劣质钢材和该市质量技术监督局执法监督不力的事件进行了曝光。国务院主要领导对此事件高度重视，当即作出重要指示，要求国家质检总局狠狠打击这种违法行为，国家质检总局为此下发了《关于立即组织开展严厉打击生产劣质钢材违法犯罪活动的紧急通知》（国质检明发号）。目前，州市政府也以市府办字[]97号文提出了明确、严格的贯彻落实意见。为贯彻落实国务院领导指示和市府办字号文件精神，规范我县钢材加工企业生产经营，县政府决定立即对“地条钢”和用“地条钢”坯加工钢材企业进行整治，现将有关事项通知如下：

一、进一步提高认识，增强责任感。清理整顿“地条钢”和用“地条钢”坯加工钢材企业，是落实国家关于淘汰落后工艺与设备、压缩过剩生产能力的产业政策，也是确保建设工程质量的一项政策性很强的工作。各乡（镇、场）、各有关部门要从实践江总书记“三个代表”重要思想的高度，深刻认识此项工作的重要性，切实增强责任感、紧迫感、使命感，做好宣传教育工作，形成共识。同时，要把对生产“地条钢”和用“地条钢”坯加工钢材企业的整治，作为相应企业所属地乡镇政府和有关职能部门及原企业指定服务单位贯彻落实中央整顿和规范市场经济秩序工作指示精神的阶段性工作重点，按照国务院号文件《关于清理整治小钢铁厂意见的通知》要求，负责抓好专项清理整顿工作。在整顿期间，各部门在招商引资工作中不能再引进这类企业。对已向这类企业颁发了“外引内联企业保护牌”的，由县外经贸局会同企业指定服务单位迅速予以摘除。同时，要坚持打假治劣与扶优扶强相结合，对符合国家产业政策、产品质量优、企业规模大、市场占有率高、经济效益好、质量管理严的企业要予以积极扶持，促其壮大发展。

二、进一步加大整治力度。对属于《关于清理整顿小钢铁厂意见的通知》清理整顿范围，仍在继续生产“地条钢”和用“地条钢”坯加工钢材的企业以及无证生产建筑用螺纹纲的企业要停产整治，必要时可采取彻底断电、彻底捣毁设备、彻底清理厂房、彻底没收原材料、彻底没收不合格产品等“五彻底”措施，并予以坚决取缔；对应该吊销营业执照的，工商部门要坚决予以吊销；对生产的“地条钢”和用“地条钢”坯加工的钢材及原材料，质量技术监督部门要坚决予以没收；构成犯罪的，坚决移交司法机关追究刑事责任。

三、切实加强领导。县里成立县“地条钢”和用“地条钢”坯加工钢材企业整治工作领导小组，由县政府副县长钟剑明任组长，县政府副县长卢述银任副组长，县经贸委、县外经贸局、县监察局、县技监局、县公安局、县工商局、县供电局等有关部门为成员，领导小组下设办公室，办公室设在县经贸委，唐为人同志为办公室主任。

四、开展此项工作，时间紧、任务重，各有关部门要迅速行动起来，确保在10月底前全面完成清理整顿工作。

钢材加工篇2

关键词：加工配送；模块化；模块化施工

我国建筑行业的发展过程中，各种新兴的技术不断应用到城市化建设中去，为了尽可能的降低城市规划建筑的成本，提高其使用价值，建筑设计师和开发者从不同的角度入手，提出了材料运送过程的低费用以及施工现场的模块化施工两个方面的问题，这两个途径一经使用，立刻将建筑的成本大幅度的降低，给建筑其他阶段的发展带来了更多的空间。

一、建筑钢材的加工配送

钢材是建筑中必不可少的重要建筑材料，而随着城市化水平的提高，各种技术手段日益增加，在建筑原材料的配送方面，合理的运用物流配送一方面可以降低成本，另一方面给其余建筑阶段提供了广阔的空间，尤其是钢材的运输，直接通过配送中心进行发货，能够有效的确定用户，减少中间的中转流程，降低成本。需要注意的是，在运输钢材之前需要保证配送中心的库存，一旦有客户预定采购，能够及时的配送，尽可能的提高整体的工作效率，缩短工期。

我国采用钢材配送的方式是从上个世纪开始的，最初是学习国外的经验，经过多年的积累，逐渐开拓出自己的工作方法和路径，当然，也存在着众多的问题。比如现代的运输方式和传统的经营模式之间的差距，各个配送中心的管理不到位，不能符合当前的发展需要，还有些在加工配送的过程中协调方面出现了问题，信息共享程度差，最后造成了浪费成本的现象等。

现代社会，最需要发展的就是钢材的配送和加工，这就需要对其发展和经营的模式不断的进行改革和变换，要从客户的角度和需求入手，改变工作的方案和思路，同时运输的载体和机制要做到满足当前的建筑行业所需，最大程度的贴近客户，为其提供便捷。同时，配送中心自我的控制费用，才可以拥有长久的客户，改善整体的亏损情况。

当前，钢材的配送中心离不开强有力的物流发展，科学的选择配送的方案，选择快捷的物流能力，才能够实现最佳配送。配送中心的工作人员一般都是经验丰富的，对于可能出现的失误具有协调解决能力，保证整体行业的发展和进步。

二、模块化施工

2.1 概念

模块化施工时节约城市建筑成本的第二个方面，在国外的发达地区已经被广泛的使用，近几年，我国一些非建筑行业中，也在不断的发展这种模式类型，已经取得了重大的成就。然而，我国毕竟起步晚，很多的概念模糊，因此在这种产品链条中，缺乏相关的经验。

在我国，模式化的推广是建筑行业发展的标志，它的顺利进行意味着城市化建筑产业的链结构处于标准化的阶段，对于当前的各种行业都具有十分重大的意义，是国家走向未来发展的趋势。一般来说，模块化的施工过程是整个模块化执行过程的统称，简单的说，就是指某个施工的过程需要根据某种施工的依据来运行，对项目的各个阶段划分为不同的模块，确保每个模块都能够发挥到最佳的功能和效益，最后的整体模块也能够形成完整的统一体的，达到基本的建筑要求。

2.2 意义和优势

模块化施工是一种理念，同时它肯定是先进的科学的，它的先进性在于通过模块化施工可以使各个模块同时进行作业，在流水作业的基础上更进一步的缩短工期，带来更加高效的工作效率和经济效益；它的科学性在于它是依靠现有的技术水平，将其进行分析、优化，同时将那些零散的施工综合起来，又将那些比较复杂的施工问题剖析、分解成不同的模块，以达到最优综合的效果。

同时模块化施工在操作过程中大量的进行平行作业、交叉作业，一方面大大减少了高空作业的施工，降低了施工风险，保障了一定的安全；另一方面，通过模块化施工大部分工程量前期都是在地面操作完成的，不管是作业的环境还是施工质量都得到了很好的保障；最后通过模块化施工的执行，施工过程中产生废物也大幅度减少，同时有个各个模块的功能不同也方便管理，有利于管理的简化和环境的保护。

2.3 影响因素

模块化施工能否顺利进行，主要取决于整个项目的参与单位、个人能否积极的、紧密的配合和合作，包括施工设计单位，施工建设单位，施工材料的供应单位和运输单位，包括整个操作过程中的制作，吊装、运输、人力、物力、财力、信息化程度各个工序和部门，此过程需要各个部门要严格按照规划好的进度和要求效率工作等。

2.4 思路步骤和注意问题

模块化施工的整体思路如下：将整个工程的土建、安装、调试等工序进行更进一步的交叉，使得各个专业能够平行进行，同时各个专业内部的不同工序也同时进行模块化施工，例如，在土建施工的过程中，安装专业可能用到的可以工厂化制作的部分同时进行，这样待土建施工需求的部分完成后安装专业就可以通过将制作好的模块运输到现场，进行下一步的作业；又例如单独的土建施工中，项目在进行基础建设时，就可以同时进行钢筋工序，配送和预制可能用到的钢筋架结构，这样基础建设完成后就能直接将做好的模块运输吊装过来进行钢筋混凝土的浇筑工序。

（1）做好整个项目的前期准备工作，整个项目的施工设计图纸完成后，紧接着就要根据设计图纸的要求计划实际施工人员，并根据工程项目的实际情况，计划设计图纸上用到的各项材料、各项工艺可能遇到的问题解决措施等，这样就要设计单位在进行设计项目图纸时尽量细致的设计完全，对图纸进行深化设计。

（2）图纸的深度设计目的在于能够分析和实现图纸的模块化，通过图纸的模块化设计可以使得各个模块之间的对接更精准，将各个建筑工序和建筑产品的模块化设计从图纸层面上就开始执行，解决在各个模块拼接是可能存在偏差的隐患。

（3）利用先进的计算机技术，通过空间程序的分析，将每一个已经划分的模块的拼接施工进行真实模拟，验证划分的模块的可操作性和可行性分析，进一步对模块进行优化调整和修改，确定最终的模块划分方案。

三、结语

随着现代建筑行业的发展，各种信息的共享程度更高，各个行业之间的联系也日益密切，在这种情况下，加强模块化的设计和管理，降低原材料的运送费用，保证施工的各个环节都能够按照基本的施工管理规程来运行，才是我国建筑行业未来发展的方向，保证我国的建筑行业能够在原有的基础上再创新高。■

参考文献

[1]吴芸，郑强.建筑钢材加工配送与模块化施工研究[J].建筑科技，2011，42（8）：742-744

钢材加工篇3

关键词：基坑支护 拉森桩H型钢围檩 设计优化

武钢江北钢材加工配送工程是武钢实施国际化和市场化发展战略，以建国际一流的钢材深加工基地为目的的重点工程。工程选址在武汉市新洲区，由于地质情况复杂很多工程要采取深基坑支护才能施工，但较多的基坑支护势必会增加工程的投资同时也会影响工程的进度，所以以武钢建设公司为代表的施工单位采用新型支护工艺拉森钢板桩进行支护极大的降低了工程成本给武钢节约了投资同时也保证了工程的进度，本文主要介绍了拉森钢板桩在江北工程金属制品PC钢丝车间循环水池施工中的应用。

一、工程概况

武钢江北钢材加工配送工程金属制品PC钢丝车间循环水池埋深-6.40m，长 10.1m，宽7m，距PC钢丝车间距离分别为1150mm和1600mm（见附图）；基坑底部已用粉喷桩进行了复合地基处理。

二、地质概况

1、地质条件

根据中南勘察基础工程总公司地质报告显示：

素填土（地层代号①）可塑、以粘性土为主、含少量砂石、孔隙较大、场地分布均匀。层厚：0.8-3.5m。

淤泥质粉质粘土（地层代号②）灰褐色、流塑、含少量有机质、略有臭味，部分孔含有较多淤泥。层厚：5.9-12.8m。

粉质粘土、粉土、粉砂互层（地层代号③）灰褐色、灰色、饱和，粘性土呈软-可塑状态，砂性土呈松散-稍密。层厚：0.5-9.4m。

粉细砂（地层代号④-1） 灰色、稍密、饱和，矿物成分以石英为主。夹少量粉土及粉质粘土。层厚：1.0-15.4。

粉细砂（地层代号④-2）灰色、中密到密实，饱和、矿物成分以石英为主。砂质较纯，部分孔夹少量腐殖质。层厚：2.8-15.7m。

含卵砾石中粗砂（地层代号⑤）灰色、梢密-中密、饱和，以粗砂为主，卵砾石含量约8-40%，最大约60%，平均粒径越0.5-5cm，最大为10cm。主要成分为石英。层厚：0.5-0.8m。

2、工程水文

地下水类型为上部滞水和承压水两种类型。上部滞水主要赋存于上部素填土层中，主要靠地表水源、大气降水，水量较小，上部滞水初见水位为地表下1.05-1.30m；承压水赋存于第四系砂土层中，与长江有水力联系，水量丰富，承压水初见水位为地下3.8m以下。

三、基坑支护设计与优化

场地条件决定不能采取放坡开挖的方式施工所以基坑支护采用新型支护工艺拉森钢板桩进行支护，拉森板桩与其他的支护设计有如下优点：

1、施工简单，对空间要求小，可以减少土方的挖掘量；施工不受天气条件的制约，施工工期短，所有桩打完仅需3天时间；

2、止水效果好，通过拉森桩相互间的咬合配合外侧的饱和淤泥质土可以达到很好的防水效果；

3、经济效果好，因其具有适应性、互换性，可重复使用5--8次，采用定长的拉森桩可以周转使用降低了施工的成本；

4、拉森桩与普通槽钢比较截面刚度大可以减少围檩和对撑的数量，而且拉森桩相互间的咬合及导向作用使拉森桩的平整度比槽钢好更方便围檩的施工，因此拉森桩比槽钢经济效果、技术效果都要好。

型号 宽度b（mm） 高度h（mm） 厚度t（mm） 截面抵抗矩（cm3）

4# 500 200 19.5 520

5、救灾抢险的时效性较强，如防洪、塌方、塌陷、流沙等。

中南勘查基础总公司承担基坑支护设计，经过设计人员计算选定如下支护措施：

采用4#拉森桩钢板桩进行支护，其尺寸为B×H×T=500×200×19.5。分别在-1.000m和-4.000m处设置H型钢（高×宽×腰厚×边厚=294×200×8×12）围檩, 置于基坑内侧，与钢板桩焊接牢固，设置两道φ402×8螺旋焊管对顶支撑，对顶支撑两侧及基坑四个角分别设置H型钢（高×宽×腰厚×边厚=294×200×8×12）角撑；（见附图）

但根据以往施工经验对顶支撑两侧及基坑四角的角撑对机械挖土影响很大不方便挖土，经与设计人员协商决定进行如下优化：

采用4#拉森桩钢板桩进行支护，其尺寸为B×H×T=500×200×19.5。将第一道围檩和支撑设在-1.500m处采用双H型钢（高×宽×腰厚×边厚=294×200×8×12）围檩，设置三道φ402×8螺旋焊管对顶支撑，将对顶支撑两侧的角撑取消改为10mm后钢板加劲腋；基坑四个角处角撑仍采用H型钢（高×宽×腰厚×边厚=294×200×8×12）但长度减小附加加劲小腋； -4.000m处仍设置一道H型钢（高×宽×腰厚×边厚=294×200×8×12）围檩, 置于基坑内侧，与钢板桩焊接牢固，其他对顶支撑及角撑同-1.500m处；（见附图）

工程实践证明优化后的支护设计能很好的解决机械挖土的问题，有利于工程的快速施工。

四、拉森板桩施工

1、工艺流程

施工准备场地平整工程放线定位安装导向钢围檩打设钢板桩拆除钢围檩挖土至-2.000m安装第一道支撑装置挖土至-4.500m安装第二道支撑装置挖土至设计标高基础施工拆除第二道支撑装置填土至-2.000m拆除第一道支撑装置填土至室外标高拔除板桩

2、拉森桩施工方法

（1）4#拉森桩长度为12m，采用小松400高频液压震动沉桩机进行施工，打桩采用单独打入法。

（2）按设计轴线要求放出拉森桩咬口轴线灰线并在灰线上做好红色木桩标识。

质量标准

内容 允许值或允许偏差

桩定标高 ±30mm

桩位偏差 50mm

垂直度 0.5%

齿口 搭接完好

（3）先用吊车将钢板桩吊至插桩点进行插桩，插桩时锁口对准，每插一块即套上桩帽，上端加硬木垫，轻轻震击数下，再正常震打。

（4）为保证桩的垂直度，钢板桩将沿导向围檩施震，同时采用经纬仪进行竖向轴线控制；拉森桩打入后，拉森桩翼板间贴紧，相互紧扣，保证相互间密封性，并保证桩顶上口平直，达到设计标高。

（5）为保证钢板桩在施工过程中能顺利插拔，并增加钢板桩在使用时防渗性能。每片钢板桩锁口都须均匀涂以混合油，其体积配合比为黄油：干膨润土：干锯沫＝5：5：3。

（6）H型钢围檩要求平整、水平、焊接牢固，个别钢板桩与围檩间隙过大的可采用小钢板焊接连接，保证钢板桩整体、均匀受力；斜撑要求受力均衡，所有焊缝要饱满杜绝虚焊，确保支护安全。

（7）严格按照基坑施工规范要求实施基坑开挖，基坑周围严禁堆土，及时对坑内积水进行抽排，开挖时挖机尽量站在对撑位置挖土减少对拉森桩的压力。

（8）应急措施：基坑周围设置水平观测点，每天监测拉森桩位移情况，如遇基坑变形过大可采取增加斜支撑或对撑的方法进行加固。

（9）钢板桩的拔除

基坑回填后，要拔除钢板桩，以便重复使用。 先用打拔桩机夹住钢板桩头部振动1min～2min，使钢板桩周围的土松动，产生“液化”，减少土对桩的摩阻力，然后慢慢的往上振拔。拔桩时注意桩机的负荷情况，发现上拔困难或拔不上来时，应停止拔桩，可先行往下施打少许，再往上拨，如此反复可将桩。

五、经验总结

钢材加工篇4

杭州市钢材市场的分析

杭州市现有钢材市场年总交易额约为200亿元～230亿元，即600万吨左右。其中最大的钢材市场为杭州物资城，交易额在80亿元以上。该市场是杭州最早的钢材市场，创建于1993年。通过调查，我们发现杭州的钢材市场有以下特点：

依托物流基础设施，形成成本优势。从杭州市几家大的钢材市场的形成看，都是依托码头、铁路等运输设施或仓储设施建立起来的，这些场所一般都有堆场、龙门吊等设施，为钢材经营户提供服务。同时，调查发现，经销户对目前杭州钢材市场最不满意的地方也仍然是交通（占63.4％）。

钢材市场已从简单重复建设逐步走向分工与专业化。主要表现在二个方面：一是经营品种上的分工；二是钢材市场的几个层次都已开始在杭州出现。杭州原来钢材市场基本上属于中端与低端市场，现已出现高端市场，即市场实体为写字楼，而不是到处堆放着实物的营业房。

市场集聚化趋势。目前杭州的钢材市场几乎都集聚在城北运河地区、康桥地区。产生这种集聚现象的原因，首先是这些区域都有交通便利、土地成本相对较低等优势；其次，集聚并没有产生恶性竞争，从而使集聚现象能维持下去。相反，集聚产生了正的外部效应（信息畅通、知名度提高等）。作为一个反证，远离这一钢材市场群落的彭埠钢材市场（位于城东）却办不下去了。

重视加工等配套服务。所有钢材市场都有剪切加工等配套服务。有的是由市场管理部门投资，向客户收取加工费。有的是经销商投资，收费则包含在钢材的销售价格之中。

注重市场信息的提供。调查发现，钢材经销商在选择市场时十分注重信息因素（35.8％），其次是设施与服务（25.9％），以及交通因素（22.2％）因此，钢材市场的信息化建设应放在重要位置。

钢材加工的分析

钢材加工也是本次调研的一个重要问题。综合各方面的调研资料，对钢材加工的需求和供应的分析如下：

钢材加工的需求在不断上升。40％左右的钢材经销商有加工的要求。对加工的种类，以剪切为最多（31.7％），其次是开平（25.4％），折弯的较少（19.0％）。几大钢材市场和公司一致认为对钢材加工的需求趋于上升。在西方国家，几乎所有钢材都是加工后配送的。在调查中，用户要求加工的比例为31％。保守一点估计，加工比例为20％，则杭州钢材市场全年加工量为120万吨。

钢材加工设备是钢材市场的必备条件。钢材加工设备已是所有以最终客户为目标市场的钢材市场的必备设施，许多钢材经销大户也有自己的加工设备。钢材加工已成为钢材贸易的延伸，是必备的配套服务。以三里洋为例，设备投入为600万，用于加工中厚板，年加工能力为10万吨，以加工费净收益每吨为10元计，全年总收益可达100万元，但如果考虑厂房等固定资产投入，收益率并不很高。

钢材加工业竞争激烈、存在风险。据估计，目前杭州上规模的钢材加工中心在10个以上。除钢材市场外，华冶在杭州有剪切中心，一些钢材生产企业也想在杭州设立加工中心。剪切设备的生产已很热，行业风险已凸现。而这些钢材经销商自设的小型加工生产线则不计其数。而且，钢材需求的大户也可能自备加工设备。

钢材经销商的物流分析

通过问卷调查的汇总分析，杭州市部分钢材经销商的物流有以下特点：

钢材加工篇5

关键词：工民建工程；钢筋施工技术；建筑工程；施工质量；钢筋工程 文献标识码：A

中图分类号：TU712 文章编号：1009-2374（2017）03-0124-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.03.055

钢筋混凝土施工技术在我国工民建工程中具有重要作用。而钢筋材料的质量优劣，在很大程度上会决定工程施工质量高低。因此在钢筋材料采购过程中，要严格对其型号和质量进行检验。在进入施工场地之前，需要对钢筋材料进行取样试验，从而检查其化学成分以及机械性能。在施工过程中，钢筋材料的配置更为关键，良好的钢筋材料结构配置，能够提升钢筋工程施工结构的强度和刚度，从而减少施工裂缝。因此在整个施工过程中，相关施工技术人员必须要对钢筋材料施工设计图纸进行科学审核。只有在钢筋施工安装时，充分重视钢筋材料的受力位置以及搭接和钢筋净间距等，才能保证钢筋材料施工满足施工技术要求。接下来本文将主要对工民建工程中，钢筋材料的质检以及存放、运输、加工切割、钢筋连接、绑扎、焊接、放样施工等主要的施工技术流程进行技术优化分析。

1 工民建工程中钢筋材料质检

工民建工程中钢筋材料的性能和质量，会对整个工程结构的可靠性以及稳定性和安全性造成很大影响。因此，当采购钢筋材料准备进行施工作业之前，相关技术人员需要按照一定的技术流程和相关的质检标准，对钢筋材料进行抽检，严格检查钢筋材料的综合施工性能。在此过程中，钢筋材料的型号等也会对工民建工程施工结构的强度以及稳定性和建筑物的其他相关性能产生重要影响。因此，在施工之前，相关技术人员需要充分认识工程结构的详细节点部位以及认真梳理施工技术图纸，选用合格等级和规格的钢筋施工材料。同时，严格对钢筋材料施工过程中的搭接等相关工序进行合理控制。在提升钢筋材料施工性能参数的同时，提高钢筋材料施工质量。

2 工民建工程中钢筋材料运存

钢筋材料属于金属类物质产品，因此在工民建工程中施工用量大，不易移动。其在常规环境下存放，容易导致钢筋材料生锈，从而会影响钢筋的施工性能。因此，在工民建工程施工中的钢筋材料运输和存储环节，管理人员应该防止钢筋受到腐蚀或者受潮，尤其要做好防水保护工作。在对钢筋材料进行存放之前，除了对其进行全面抽检之外，还要剔除已经遭受腐蚀或者生锈的钢筋。对于变形或者性能不佳的钢筋材料，要及时更换；在堆放钢筋时，尽可能选择防水以及干燥的环境进行存储。按照我国工民建工程施工过程中的钢筋工程施工要求，结合其数量和规格以及等级、特征等，对钢筋材料进行分类存放。同时，做好相关的统计记录，以便在施工时方便取用。在此过程中，需要加强施工现场的钢筋材料使用调配工作，充分提高钢筋材料使用过程中的现场调配率。在运输钢筋材料过程中，要防止钢筋材料变形。

3 工民建工程中钢筋材料加工

在工民建工程施工中，长期堆放钢筋材料，会使其表面产生大量的污垢或者锈迹。因此，在加工钢筋材料之前，要对钢筋材料中的锈迹和污渍等进行处理。现场施工所用的钢筋材料，必须出具质检报告以及附相应的出厂合格证明，严禁使用质量不合格以及性能不达标的劣质钢筋。在钢筋加工、交接过程中，也需要对钢筋材料的状态进行检查，严格按照相关的设计标准，检查钢筋材料的质量和性能。除了控制钢筋材料加工过程中的相关质量检查流程之外，还要按照要求，对钢筋加工车间的电源线等进行科学布置，禁止乱接电源。当整个加工车间的相关加工设备调试运行合格、稳定之后，才能进行钢筋加工。

4 工民建工程中钢筋材料切割

在工民建工程钢筋施工中，要对钢筋材料进行合理切割。这种切割工序并非对钢筋材料进行流水线式的统一加工切割，而是需要按照施工实际需求，对不同钢筋材料进行因地制宜式的切割加工。因此在切割钢筋材料的过程中，要结合工民建筑工程各个层面的实际需求，按照具体的尺寸和需求进行切割，不仅可以防止钢筋材料遭到浪费，而且可以提升钢筋材料的综合利用率，加快施工进度。因此，在对钢筋材料进行切割过程中，要坚持实用和性能优化为基本原则。在满足施工实际需求的同时，尽可能减少对钢筋材料的浪费，从而使其达到标准化施工的技术要求。在此过程中，还要尽可能保证钢筋切割的完整性，避免对其进行二次切割。为了确保钢筋材料一次切割到位以及切割标准，技术人员需要定期对钢筋材料的切断机进行质检和维护，保证其切割性能稳定。一旦发现切割机有断口或者错位现象，应立即ζ浣行更换和维修处理。在钢筋切割过程中，为了防止钢筋材料遭到浪费，在切断之前，要经过精密的计算、分析，然后进行精准切割。通常情况下，工民建筑工程施工中，钢筋切断长度允许误差在5mm左右即可，并要保证钢筋切口平整、均匀。

5 工民建工程中钢筋材料连接

在具体施工过程中，钢筋材料的连接至关重要，因此要避免采用钢筋接头进行连接施工。在作业过程中，通常采用机械接头衔接模式以及焊接衔接模式进行钢筋连接作业，从而避免对简易钢筋接头进行利用。连接施工中，要注重整个钢筋工程施工强度的提升，确保整个钢筋施工工程结构可靠、稳定与安全，避免在施工中引发钢筋裂缝以及其他施工事故。在对钢筋接头进行处理时，要注重整体连接强度的提升，充分采用多样化衔接模式进行钢结接头连接，同时应用组合衔接技术，充分提升钢筋工程施工中的衔接优化效果。具体连接方式有以下三种：

5.1 绑扎搭接连接

利用钢筋和混凝土间的粘结力对钢筋应力进行传递。在搭接连接区段的混凝土中将两相向受力钢筋分别在此锚固，通过向混凝土传力传递钢筋间的应力。

5.2 焊接连接

交叉叠接两钢筋，并在两电极间将其压紧，通过电阻热熔化母材金属进行加压形成焊点，这种连接方式主要用于型号为Ф4～12mm的冷轧带肋钢筋和型号为Ф6～16mm的热轧Ⅰ、Ⅱ级钢筋以及型号为Фb3～5mm的冷拔低碳钢丝钢筋的连接施工中。

5.3 机械连接

通过两根钢筋间的套筒对钢筋间的受力进行间接传递。钢筋与套筒通过挤压变形、咬合、螺纹楔合、灌注高强胶凝材料进行胶合分别实现径向连接、轴向挤压和锥螺纹连接。其中，径向连接是将钢套筒套于两带肋钢筋端部，用挤压钳径向挤压钢套管，使其塑性变形从而与钢筋结合，并利用钢套筒与钢筋横肋间的咬合作用，连接两根钢筋。这种连接方式一般适用于型号为Ф18～50mm的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级带肋钢筋连接。轴向挤压连接主要采用挤压机的压膜，对专用金属套筒进行挤压，从而使两热轧带肋钢筋紧固在一起。这种连接方式一般适用于一、二抗震设防等级的钢筋现场连接作业。而锥螺纹连接主要利用锥螺纹耐拉、压及自锁、密封等性能，将钢筋连接端加工成锥螺纹，并按规定力矩值将钢筋连成一体。

6 工民建工程中钢筋材料绑扎

钢筋材料的绑扎施工，与整个工民建工程的抗震系数息息相关。因此，结合不同工程的抗震系数要求，在对钢筋进行绑扎施工作业时，要对钢筋材料的弯曲度进行调节和变换，从而使其能够满足钢筋材料施工技术标准与相关规范。具体而言，当钢筋连接之后，要结合钢筋之间的实际间距，将箍筋画在主筋上，然后逐个对箍筋进行绑扎，在主筋与箍筋交汇点要将其绑扎为梅花形，但是在此过程中需严格对四个交点的钢筋进行逐一绑扎，为了提升抗震性能，一般情况下，按照工民建工程钢筋施工抗震性能要求，需将柱箍筋的端头弯度控制在135°左右，同时使建筑物受力钢筋的半径小于弯钩的弯曲半径，而且要保证钢筋材料的平直端部的长度小于10d。如果在工民建工程施工中，钢筋为封闭箍筋，此时要保证当面焊缝长度达到5d。

7 工民建工程中钢筋材料焊接

在我国工民建工程施工中，对钢筋材料进行焊接，通常采用电渣压力焊以及电弧焊和闪光对焊及气压焊等几种常见的钢筋焊接方式进行科学作业。而钢筋材料接头的焊接质量，将决定整个工民建工程施工的焊接质量。由于很多工民建工程施工中，钢筋材料的焊接通常由人工作业进行完成，因此在对钢筋材料进行焊接过程中，需要相关技术人员具有过硬的焊接技术水平。

在实际焊接施工过程中，焊接技术人员所选用的焊接施工技术，要严格按照既定的施工技术规范进行操作，防止人为随意改变钢筋焊接方式。在钢筋材料焊接之前，要对所需要焊接的钢筋材料的型号和焊条进行校对和匹配，以此详细核实焊接钢筋材料的具体类型。如果在钢筋材料焊接施工过程中，采用不符合焊接要求型号的焊条进行焊接施工，则会导致施工资源遭到严重浪费，而且还对钢筋施工工程的焊接质量和焊接效益产生影响。因此，按照相关施工技术要求，当钢筋材料焊接施工结束之后，技术人员要全面地对钢筋材料的焊接质量进行检查，详细检查每个钢筋接头焊接部位的焊接外观与焊接质量。

其中，在我国现行工民建工程施工中的《钢筋焊接及验收规程》（JGJ 18-2012）中指出，当钢筋焊接头的焊接质量达到既定的要求和技术标准时，要保证其外观均匀而饱满，而且要保证钢筋焊接结构无明显的烧伤以及裂纹和气孔等质量缺陷，更不应该在钢筋材料中出现凹陷以及较大的焊瘤子等不良焊接情况。尤其是位于焊接头下侧的钢筋材料，其轴线应该保持在钢筋直径的1/10范围内，而且不能大于2mm。在此过程中，钢筋表面的焊包突出高度应保持在4mm以上，且要大于0.3d；焊接钢筋时的焊缝度要在4mm以上，同时大于0.7d；如果经详细检查，钢筋材料焊接施工质量不能满足《钢筋焊接及验收规程》（JGJ 18-2012）中的相关技术要求，要及时将其切除重新进行焊接。

8 工民建工程中钢筋材料放样

在钢筋节点放样层面，需要注意以下问题：一是科学对工民建工程的柱以及板和梁及墙等钢筋的锚固结构进行科学构造；二是要合理安排工民建工程梁与板之间及梁与梁之间和梁与柱之间的节点和钢筋穿插顺序，同时需要科学构造板与柱之间节点部位的配筋。在对钢筋节点进行放样施工时，技术人员需要对不同的钢筋节点进行科学编号，从而有助于详细了解钢筋结构的具体构造，以便于技术人员找到施工重点，保证配筋作业能够科学进行。

9 结语

综上而言，钢筋施工技术直接影响整个工民建工程施工结构的稳定性以及安全性和施工强度。因此，在对钢筋施工技术进行优化时，需要结合不同施工技术流程中的具体要求，通过对钢筋材料进行合理选型，然后分别针对钢筋处理加工方式以及钢筋材料运输和保存、加工、切割及连接等整个钢筋材料施工工序进行作业，从而控制钢筋施工质量，提高施工效益。在此过程中，除了上述一般的施工技术工序之外，钢筋施工过程中需要着眼于大局，针对整个建筑工程结构，按照施工技术标准进行科学作业，严格规范验收程序，把控施工质量验收流程，保证钢筋施工技术在不同施工作业环节都能得到有效优化。

参考文献

[1] 李九春.工民建施工中钢筋混凝土构造柱技术的运用

[J].民营科技，2015，16（4）.

[2] 张欣.钢筋施工技术在工民建工程中的应用研究[J].

黑龙江科技信息，2015，（27）.

[3] 樊明.优化土建工程中钢筋施工技术的措施分析[J].

钢材加工篇6

关键词：成本控制；精细化管理；钢筋

中图分类号：TU198文献标识码： A

1 行业背景

施工成本是指在建筑工程项目施工过程中发生的全部生产费用的总和。施工成本控制的水平是工程项目及企业能否降低成本，获得良好效益的关键。目前因行业规模发展迅速，建筑企业规模不断扩大，成本管理往往成为项目管理的短板。根据近几年《财富》世界五百强企业排行榜所统计数据，中国建筑各企业规模不断提升，营业收入不断增加，企业排名不断增长，发展态势良好。以中国建筑工程总公司为例：2012年营业收入76023.6百万美元，排名第100位；2014年营业收入增加到110811.6百万美元，排名上升到52名。2014年世界五百强企业工程与建筑行业共13家，包含中国企业9家，占总数69%。但中国企业平均利润率仅为1.7%，比国外其他企业的利润率还有很大差距。这也反映出了中国建筑企业提高成本控制水平的紧迫性。其中，建筑材料的控制和管理是一项非常重要的工作。

2 建筑材料成本分析

一个工程项目所涉及到的建筑材料往往种类繁多。通常包括结构材料，例如：金属、混凝土、水泥、砌块等；以及装饰材料，例如：涂料、油漆、瓷砖、玻璃、石材等；和其他专用材料，例如：防水、防潮、防火、保温、密封材料等。因各种材料的特性、价值、品种及数量各不相同，在对建筑材料进行控制和管理不能一概而论，要将材料进行分类，找出重点管理材料。

根据辽宁某工程建筑材料使用情况，采用ABC分类法，对材料进行分类管理。分类分析详见下表：（仅列举主要材料）

主要材料占总材料价款比例分析表

序号 材料名称 单位 材料数量 单价（元） 价款（元） 所占比例（%） 累计百分比 分类

1 钢筋 t 15600 3250 50700000 47.1% 47.1% A

2 混凝土 m³ 99000 360 35640000 33.1% 80.1%

9 木方 m³ 3840 1950 7488000 7.0% 87.1% B

8 模板 168000 38 6384000 5.9% 93.0%

3 砌块 m³ 18300 174 3184200 3.0% 96.0% C

7 防水卷材 46560 40 1862400 1.7% 97.7%

6 保温 m³ 2520 350 882000 0.8% 98.5%

4 水泥 t 3150 340 1071000 1.0% 99.5%

5 砂 m³ 6660 78 519480 0.5% 100.0%

合计 107731080 100.0%

根据ABC分类法，确定本工程中钢筋、混凝土材料进行重点管理，木方、模板材料进行次要管理，砌块、防水卷材、保温、水泥、砂材料进行一般管理。通过分析，建筑材料中，钢筋的比重最大，是材料成本控制的关键。

3 钢筋材料事前管理

3.1 组织保障

组织的因素即人的因素，是影响任务开展最主要的因素。施工现场钢筋材料的管理工作有序的开展需要做好组织保障。首先一定要配备充足，优秀的管理人员。计划部门做好进度计划管理；根据进度计划技术部门做好钢筋翻样及材料计划提报；物资部门做好材料进场管理，控制好材料使用和库存；现场工程师控制好现场施工，避免材料浪费。其次一定要优选施工作业队伍，一个具有较高管理和施工水平的作业队伍能够更高质量的完成工作并控制材料投入减少浪费。

3.2 材料计划管理

材料总投入计划是施工现场控制材料进场的总控计划。项目施工生产所用的主要大宗物资都必须编制材料总投入计划。材料总投入计划一般在开工初期15天之内提报。因工程刚进场，钢筋图纸总量一般无法在短时间内统计准确，所以钢筋材料总投入计划可以参考投标或合同清单中工程量提报。清单量一般会与图纸实际量有所出入，就要求在工程施工过程中，及时开展钢筋翻样，统计计算出实际钢筋量，及时对钢筋总投入计划进行动态调整。

材料日常计划一般按月、周为单位或者按楼层提报。钢筋日常计划的提报要依赖于钢筋翻样及统计工作的准确性和及时性。材料进场要严格依据施工进度计划，不能超进，造成现场材料堆积库存过大，增加保管和闲置费用，浪费成本。

4钢筋材料管理的过程控制

4.1钢筋翻样管理

项目部宜设置专门的钢筋翻样小组或者钢筋翻样管理部门，配置足够的有经验的钢筋翻样人员，负责图纸的审查、钢筋翻样及钢筋管理工作。在对应楼层或施工区施工前，至少提前一个月完成此部分图纸的钢筋翻样工作。料表经相关负责人员审核签字后，发给钢筋加工班组，班组钢筋下料人员核查确认无误后，签字确认。如检查发现翻样错误要及时更正调整。钢筋量要随钢筋翻样料表及时统计，用于同劳务分包结算同时用于提报钢筋进场日常计划。

如项目部配备充足的钢筋翻样人员难度较大，可以在工程初期通过合同的形式委托劳务分包开展钢筋翻样工作，项目部设专业管理人员对分包钢筋翻样料表进行审核。工程正式开展前，要跟分包翻样人员做好交底，确定好翻样的规则和料表书写的规范以便于过程中审核，避免日后产生不必要的分歧和矛盾。劳务分包的钢筋翻样料表要在相关部位开展施工前一个月报到项目部审核，审核无误后，双方签字确认，用于钢筋加工。同劳务分包的钢筋量要在过程中及时核对，签字确认的料表要做好归档以备查看。

4.2钢筋加工及施工管理

制定完善的管理制度，钢筋现场加工严格按项目签发料表实施。加工班组严禁私自采用钢筋加工钢筋料表以外的工具、水沟盖板、措施钢筋等。设立钢筋检查小组，由项目各相关部门组成，定期对钢筋加工后台进行巡检，主要检查内容为：钢筋加工尺寸是否满足要求及材料是否存在乱用及浪费现象。要求钢筋严格按照图纸、图集、规范及钢筋料表加工。发现问题及时督促整改。加强对短钢筋的利用，大于一米以上的钢筋料头可以对接使用，或加工成马镫、垫铁及定位钢筋等。减少废料的产生。钢筋要根据工程施工进度合理加工半成品，尽量避免过度加工，造成半成品库存过大、锈蚀造成浪费。钢筋检查小组定期对半成品进行盘点，控制加工进度。钢筋现场安装要严格安装钢筋半成品标识牌的部位安装，避免因乱用造成半成品浪费。钢筋绑扎过程中严格控制搭接长度，要满足规范搭接要求，同事不能搭接过长造成材料浪费。

5结语

钢筋材料费用占土建材料成本40%以上，是成本控制的重中之重。只有通过完善的制度、科学的方法，加强前期计划管理及施工过程监控，才能最大化的降低成本，从而提高收益。

【参考文献】

钢材加工篇7

关键词：建筑;钢材;技术;性能

建筑钢材的技术性质包括力学性能和工艺性能。钢材在外力作用下表现出来的性质称为力学性能；钢材在加工制造过程中表现出来的性质称为工艺性能。

1.力学性能

1.1抗拉强度

抗拉强度是建筑钢材的重要性能。由拉伸试验所测得比例极限、屈服点、抗拉强度、伸长率等均是钢材的重要技术指标。

钢材受拉时，在产生应力的同时，相应地产生应变。应力与应变的关系，反映出钢材的力学特征。建筑工程中常用的低碳钢受拉时的应力一应变关系曲线。低碳钢在拉伸过程中经历了四个阶段：

1.1.1弹性阶段（OA)

在OA范围内，应力与应变成正比例关系。即试件的应力与应变成正比例地增长，此阶段产生的变形称为弹性变形，即取消荷载后，变形能够完全消失。弹性阶段的最高点A所对应的应力值称为比例极限，应力与应变之比称为弹性模量E，钢材的弹性模量很大，是一个常数，弹性模量是钢材在静荷载作用下计算结构变形的一个重要指标，弹性模量大，钢材抵抗变形的能力强，钢材的弹性变形小。

1.1.2屈服阶段(AB)

当应力超过A点后，应力与应变不再成正比关系。此时取消荷载，受力产生的变形不能完全消失，表明已经产生塑性变形，当应力达到B上点时，即使应力不再增加，塑性变形仍明显增长，钢材出现了屈服现象，表现为暂时失去了承载能力。当钢材受力达到屈服点后，会产生较大的塑性变形，虽未破坏，但已不能满足使用要求。因此，在钢结构设计中，屈服点是确定钢材强度设计值的主要依据。

1.1.3强化阶段(BC)

抗拉强度是钢材抵抗破坏的最高强度指标。钢材的抗拉强度与其质量有关，相同牌号的钢材由于质量不同，其抗拉强度值不相等。所以，在结构设计中不能使用。一般根据屈强比来评价钢材的利用率和安全工程程度。若屈强比小，屈服点值与抗拉强度值相差大，钢材工作时的可靠性大，结构的安全度高。但屈强比过小，表明钢材未能有效地被利用而造成钢材的浪费。

1.1.4颈缩阶段(CD)

过C点后，钢材抵抗变形的能力明显降低，并在受拉试件的某处，迅速产生较大的塑性变形，出现"颈缩"现象。直至断裂。将拉断的武件拼合起来，测出拉断后试件的标距长度。

伸长率是衡量钢材塑性的重要指标，在工程中有着重要意义。具有一定塑性的钢材，偶遇超载时，可产生一定量的塑性变形，使内力重分布，避免钢材的脆断。

1.2冲击韧性

冲击韧性是指在冲击荷载作用下，钢材抵抗破坏的能力。冲击韧性指标是通过冲击试验确定的。将重力为P的摆锤升到高度H，令其自由旋转落下，冲击置于试验台3上的中间带缺口的试件2，使试件在缺口断裂后，摆锤自由回升到高度h。 H与h值均由指针4在刻度盘上读出。冲击韧性值越大，表示击断试件消耗的能量越大,即钢材抵抗冲击荷载的能力越强。

1.3硬度

硬度是指钢材表面局部体积内，抵抗其它较硬物体压力产生塑性变形或抵抗破裂的能力。通常硬度与抗拉强度一定的关系。目前硬度的测定方法很多，常用的有布氏法和洛氏法。

布氏法是在布氏硬度试验机上测定，将直径为D的淬火硬钢球在一定荷载作用下压入被测钢件光滑的表面，持续一定的时间后卸去荷载，测量被压钢件表面上压痕直径d，所加荷载P与压痕表面积A之比，即为布氏硬度，用HB表示。

布氏法试验简便，操作方便迅速，数据稳定准确， 属无损检验。当压痕直径在0，25D~0，6D范围内时，测得的硬度值比较准确。为此，测定前要估计其硬度范围，根据试件厚度按规定选择钢球直径、荷载及加荷持续时间。

2.工艺性质

冷弯性能和可焊性是建筑钢材的重要工艺性能。

2.1冷弯性能

冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。冷弯是通过检査试件经规定的弯曲程度后，弯曲处的拱面和侧面有无裂紋、起层、鳞落、断裂等情况进行评定的。试验时，按规定弯曲角度、弯心直径和试件厚度。若弯曲角度大，弯心直径与试件厚度比值小，说明钢材的冷弯性能好。

冷弯也是检验钢材塑性的一种方法。冷弯和伸长率都反映了钢材的塑性，伸长率大的钢材，其冷弯性能必然好，但冷弯试验对钢材塑性评定比拉伸试验更严格、更敏感。冷弯还有助于暴露钢材的某些缺陷，如钢材由于生产过程因素，可能产生气孔、夹渣、裂纹、化学成分偏析等，焊接时产生的局部脆性及焊接性质等均可通过冷弯发现。所以，冷弯钢材的冷弯指标不仅是评定钢材加工性能的指标，而且也是评定焊接质量的重要指标。对重要结构和弯曲成型的钢材，冷弯性能必须合格。

2.2可焊性

在建筑工程中，无论是钢结构还是钢筋混凝土的钢筋骨架、接头及埋件、连接件等，多数是采用焊接方式完成连接的。这就要求钢材具有良好的可焊性。

可焊性是指钢材在一定焊接工艺条件下，在焊缝及其附近过热区不产生裂缝及硬脆倾向，焊接后的力学性能，特别是强度不得低于原材料。

钢材的可焊性主要受化学成分及其含量的影响，含碳量高将增加焊接的硬脆性，含碳量低于0，25%的碳素钢具有良好的可焊性，加入合金元素如硅、锰、钒、钛等，也将增大焊接的硬脆性，降低可焊性。尤其是硫能使焊接产生热裂纹和热脆性。采取焊前预热和预后热处理等措施，可以在一定程度上改善可焊性。此外，正确地选用焊接方法和焊接材料，正确地操作，也是保证'焊接质量的重要措施。

2.3热处理

热处理是将焊件按规定的温度要求，进行加热、保温和冷却处理，以改变其组织， 得到所需要的性能的一种工艺。热处理的方法有：正火、退火、淬火和回火。

2.3.1正火将钢件加热至基本组织改变温度以上，然后在空气中冷却，使晶格细化，钢的强度提高而塑性降低，内应力消除。正火适合钢厂对大型钢件的热处理。

2.3.2淬火将钢材加热至基本组织改变温度以上，保温使基本组织转变成奥氏体， 然后投入水中或矿物油中急冷，使晶格细化，碳的固溶量增加，机械强度提高，硬脆性增加。淬火效果与冷却速度有关。

2.3.3退火将钢材加热至基本组织转变温度以下或以上， 适当保温后缓慢冷却，以消除内应力，减少缺陷和晶格畸变，使钢的塑性和韧性得到改善。

2.3.4回火将比较硬脆，存在内应力的钢，再加热至基本组织改变温度以下保温后按一定要求冷却至室温的热处理方法。回火后的钢材，内应力消除，硬脆性降低，韧性得到改善。对于含碳量高的高强度钢筋和焊接时形成硬脆组织的焊件，适合以退火方式来消除内应力和降低脆性，保证焊接质量。

参考文献

钢材加工篇8

[关键词]轧钢；生产；机械

中图分类号：TG335 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）36-0060-01

一、轧钢生产

20世纪90年代以前，中国轧钢生产的平均水平与世界主要产钢国比较，还比较落后。轧钢生产以型钢为主，生产线大、中、小型并存。不同企业的技术装备水平参差不齐，能耗、成本较高。很多企业还使用着20世纪50～60年代较为陈旧的设备和工艺。这是钢材质量、品种和效益较差的主要原因。

20世纪90年代后期，国内经济有了高速的发展。加入WTO后，为适应参与国际钢材市场竞争的需要，国内各大企业采用当今世界先进技术和装备，进行了大规模的技术改造。广泛引进新技术、新设备、新工艺，使中国轧钢生产的水平有了长足的进步，发展了一批高技术、高附加值的品种，如汽车、家电用薄钢板，H型钢，高档次石油钻套管，UOE大口径天然气输送管道钢管等。95%以上的钢材品种，从数量到质量均可以满足国民经济各部门的需要。对于一批高难度的品种也在组织技术攻关和引进国外先进技术，如高档次汽车用冷轧薄板、不锈钢冷轧薄板等。建成了以宝钢、天津大无缝为代表的现代化企业和以邯钢、珠钢、包钢薄板坯连铸连轧为代表的现代化生产线。2002年产钢100万吨以上钢铁企业（集团）已有50家，年产钢量1.54亿吨，已占全国钢产量的85%。其中宝钢集团年产钢规模达2 000万吨，鞍钢达1 000万吨，中国钢铁工业已进入技术创新全面繁荣的新时期。轧钢生产技术创新发展方向为：通用工艺技术、综合节能与环保技术、新品种开发与钢材性能优化技术、信息技术和装备机电控制一体化技术。

二、轧钢生产过程的技术分析

由于轧钢生产过程是一个过程复杂的系统，其生产过程是由许多工序组成，一个合格的产品先要经过炼铁、炼钢，再进行连铸，最后再通过热轧、冷轧等工序。分析研究热轧和冷轧的各个工序阶段是非常重要的。

1、热轧过程的工序阶段

热轧过程的工序阶段，是将生产原料经过其加热后再进行轧制的一种方式。目前，根据用户的需要，一般轧制出的热轧卷厚度在2～3毫米左右。热轧过程的工序，一般由五部分组成，主要是板坯材料准备，板坯加热后进行粗轧和精轧以及轧后的冷却、卷取和精整等部分。

一是板坯准备工序阶段。板坯准备阶段，一般是将连铸板坯作为热轧工序的原材料，需要在对材料加热前，将板坯的表面缺陷进行加工修理，特别对质量要求较高的产品，对于板坯部分局部进行清理、修磨和平整等工序。

二是板坯加热工序阶段。随着科学技术的发展，对板坯加热质量的要求越来越高，计算机技术已经被广泛的应用到轧钢生产过程中。通过计算机自动控制程序应用到轧钢加热炉中，使加热炉的燃烧、加热以及板坯的加热质量得到提高。板坯加热工序阶段，计算机技术的应用是轧钢生产的一大进步。

三是粗轧工序阶段。在粗轧工序阶段，由于薄板坯一类材料的特殊性质，在加工过程中，容易因二次氧化而生成氧化铁皮，如果清理不及时，由于高温容易与轧辊接触而损坏轧辊，同时板材的表面质量会受到影响。所以在板材热轧生产过程中，对除磷过程要高度重视。同时为了保证板坯的宽度，在粗轧前需要采用大立辊轧机对板坯进行轧边，来提高板型的精度和材料的厚度。

四是精轧工序阶段。精轧工序阶段是钢带坯从粗轧机组出来后，输送到精轧机进行轧制的一种方法。对于板坯进入精轧机之前，需要进行一些操作，比如用飞剪剪去头部、尾部，采取测厚和测温等手段，同时要采用高压水喷嘴对板材进行除磷的过程，这样通过前期处理才能进入精轧工序阶段。在精轧工序阶段精轧机架数越多，生产出来的产品也就可以变得更符合薄型条件。

五是轧后冷却、卷取及精整工序阶段。精轧机高速轧出的钢带，在处于低压层流冷却装置和辊道下边喷水冷却装置的双重冷却作用下，钢带的温度骤降会很快，能够在仅仅的几秒钟内，使温度降到600左右，然后送去精整加工和卷取。卷取后的钢带卷被运往仓库，根据材料的不同用途，再运往冷轧工序的原材料库或者是继续进行下一步精整加工。

2、冷轧过程的工序阶段

根据用户对钢板材料要求的需要，有时热轧后的钢板带厚度不能满足用户要求的话，下一步工序还要经过继续冷轧。冷轧工序是指在常温状态下，对热连轧后的板材进行更加深度加工，虽然称之为冷轧，但在冷轧加工过程中，轧制力的作用使板材的温度还会有所升高。由于冷轧使板材的机械性能变差，硬度提高，要想恢复板材的机械性能，对板材需进行退火处理过程。冷轧工序的加工线比较分散。对于热轧厂送来的钢带卷，需要进行一些技术处理，要用盐酸除去板材表面的氧化膜后再进入冷轧机上，开卷机将钢卷打开，然后将钢带引入五机架连轧机轧成薄带卷。从五机架上出来的有不同规格的钢带卷，应根据用户的不同要求来进行加工。在冷轧过程中，目前采用了计算机控制，可以保证在活套中贮存了充足的带钢，使生产过程在前一卷尾和后一卷头焊接的过程中仍然可以继续进行轧制。全连续冷轧带钢轧机采用计算机来控制轧制生产过程，可以实现在动态生产中改变产品规格，有效提高了带材轧制精度和收得率。

三、轧钢机械分析

轧钢机通常可以按用途、构造和布置分类。

1、按用途分类

轧钢机按用途可分为开坯轧机、型钢轧机、板带轧机、钢管轧机和特殊轧机。如横轧机、轮箍轧机等。

这种分类可以反映轧机的主要性能参数及其轧制的产品规格。

2、按构造分类（按轧辊在机座中的布置分类）

根据轧辊在机座中的布置形式不同，轧钢机可分为下列五种形式。

（1）具有水平轧辊的轧机；

二辊式，三辊式，三辊劳特式，复二辊式，四辊式，多辊式（十二辊式，二十辊式，偏八辊式），行星式。

（2）具有立式轧辊的轧机；

（3）具有水平轧辊和立式轧辊的轧机（万能轧机）；

二辊式万能轧机。H型钢轧机（生产大型工字钢）。

（4）具有倾斜布置轧辊的轧机

用于无缝钢管穿孔机，均整机。450无扭转线材轧机。

（5）其它特殊轧机

钢球轧机、轮箍轧机、车轮轧机。

结束语

轧钢生产是钢铁生产过程中的关键环节，它直接关系到钢材产品的质量以及企业的生产产量。因此研究分析轧钢生产，提高轧钢生产效率以及效益是十分必要的。本文对我国轧钢生产的发展现状进行了详细研究，指出了常用的轧钢生产工艺技术，同时对轧钢生产机械以及分类也进行了系统的研究，为轧钢企业提高生产效率以及效益提供了理论参考。

参考文献

[1] 贾勇.轧钢生产技术发展的探索[J].科技创新与应用，2014，03：114.

钢材加工篇9

轴承钢的性能要求

众所周知，在各种运输车辆、机床、传动机械以及其他高速转动的机械中，轴承是不可缺少的零部件，而轴承钢就是用来制造各种滚动轴承的专用钢种。轴承钢的材料特性主要表现在以下方面：由于轴承钢的含碳量较高，钢锭浇铸及冷却时容易产生碳和铬的偏析，所以轴承钢钢锭开坯前应进行高温保温或扩散退火；轴承钢的导热性差，在加热时要防止炸裂；轴承钢在加热过程中容易产生脱碳、过热和过烧现象；轧后缓慢冷却时有明显的网状碳化物析出；在终轧温度低于800℃时，易产生带状碳化物。

滚动轴承的工作条件极为复杂，承受着各种高的交变应力，如拉力、压力、剪力和摩擦力等。基于对轴承工作条件和破坏情况的分析，对轴承钢的性能要求主要有：具有高的接触疲劳强度和抗压强度；经热处理后必须具有高而均匀的硬度；具有高的弹性极限，防止在高载荷作用下轴承发生过量的塑性变形；要有一定的韧性，防止轴承在受冲击载荷作用时发生破坏；要有一定的抗腐蚀性能；要有良好的工艺性能，如成型、切削、磨削等性能，以适应大批量、高效率、高质量生产的需要；要具有良好的尺寸稳定性，防止轴承在长期存放或使用中因尺寸变化而降低精度。

根据轴承的特殊使用要求，轴承制造行业对轴承钢的生产也提出了非常严格的质量要求，具体体现在标准YB9—68及轴承钢生产标准YJZ84中，这两个标准是目前轴承钢生产中的两个并行标准。

轴承钢的产品系列

轴承钢的产品系列主要有热轧棒材、冷拔材、锻材、管材、盘条以及钢丝等几类，其中用量最大的是热轧棒材。由于各种机械在运行当中是否完全可靠，在很大的程度上要取决于轴承的质量和可靠性，因此，轴承和轴承钢的质量越来越引起世界各国的重视。

目前，瑞典和日本的轴承钢质量在世界上处于领先地位。我国轴承钢的主要生产厂家有大冶特钢、北满特钢、上钢五厂、长城特钢、大连钢厂及本钢等。太钢轴承钢的产量最高时近2万t，约占全国总产量的1%～2%。

轴承钢的研发方向

世界各国都在研究和开发新型轴承钢以扩大应用和代替传统的轴承钢。例如：快速渗碳轴承钢，通过改变化学成分来提高渗碳速度，其中碳含量（质量分数）由传统的0.08%～0.20%提高到0.45%左右，渗碳时间由7h缩短到30min；高频淬火轴承钢，用普通中碳钢或中碳锰、铬钢，通过高频加热淬火来代替普通轴承钢，既简化了生产工序又降低了成本，并提高了使用寿命。

我国开发了高淬透性和淬硬性轴承钢GCr15SiMo，其淬硬性HRC≥60，淬透性J60≥25mm。GCr15SiMo的接触疲劳寿命L10和L50分别比GCr15SiMn提高73%和68%，即，在相同使用条件下，用GCr15SiMo钢制造的轴承的使用寿命是GCr15SiMo钢的近两倍。近年来，我国还开发了能节约能源、节约资源和抗冲击的GCr4轴承钢。与GCr15相比，GCr4的冲击值提高了66%～104%，断裂韧性提高了67%，接触疲劳寿命L10提高了12%。与全淬透的GCr15钢轴承相比，GCr4钢轴承的寿命明显提高，可用于重载高速列车轴承。

新型轴承钢主要向高洁净度和性能多样化两个方向发展。提高轴承钢的洁净度，特别是降低钢中的氧含量，可以明显延长轴承的寿命。氧含量(质量分数)由28×10-6降低到5×10-6，疲劳寿命可以延长1个数量级。目前，我国可以将轴承钢中的最低氧含量控制在10×10-6左右。轴承使用环境的变化要求轴承钢必须具备性能的多样化。例如：随着设备转速的提高，需要准高温用(200℃以下)轴承钢(通常采用在SUJ2钢的基础上提高Si含量、添加V和Nb的方法来达到抗软化和稳定尺寸的目的)；腐蚀环境下使用需要开发不锈轴承钢；为了简化工艺，应该开发高频淬火轴承钢和短时渗碳轴承钢；为了满足航空航天的设备需要，应开发高温轴承钢。

随着我国现代工业和科学技术的迅速发展，轴承的需用量日益增加，对其质量和性能的要求也越来越高，提出了高精度、高速、高温、低摩擦、低温升、低噪音和耐腐蚀等一系列要求。因此，对轴承钢的要求也越来越严格，使其向着高质量、高性能和多品种的方向发展。

轴承钢的质量要求

滚动轴承的使用寿命和可靠性很大程度上与轴承用钢的冶炼质量有着密切的关系。由于轴承钢所具有的特性，对冶炼质量的要求比一般工业用钢要严格得多，如钢的化学成分、纯洁度、组织和均匀性等。滚动轴承要在拉伸、压缩、弯形、剪切、交变等复杂应力状态和高应力值之下，高速、长时间地工作。为了保证轴承具有良好的性能和高的寿命，对轴承钢的质量要求如下：

化学成分是影响轴承钢性能的最本质的因素。钢的物理、化学、机械性能和金相组织都是由化学成分决定的，改变了化学成分，就改变了钢的基本性质。因此，轴承钢的化学成分必须符合标准规定的允许范围。一般轴承用钢主要是高碳铬轴承钢，即含碳量1%左右，加入1.5%左右的铬，并含有少量的锰、硅元素的过共析钢。铬可以改善热处理性能、提高淬透性、组织均匀性、回火稳定性，又可以提高钢的防锈性能和磨削性能。但当铬含量超过1.65%时，淬火后会增加钢中残余奥氏体，降低硬度和尺寸稳定性，增加碳化物的不均匀性，降低钢的冲击韧性和疲劳强度。因此高碳铬轴承钢中的含铬量一般控制在1.65%以下。只有严格控制轴承钢中的化学成分，才能通过热处理工序获得满足轴承性能的组织和硬度。

特别严格的纯洁度要求。钢的纯洁度是指钢中所含非金属夹杂物的多少，纯洁度越高，钢中的非金属夹杂物越少。轴承钢中的氧化物、硅酸盐等有害夹杂物是导致轴承早期疲劳剥落、显著降低轴承寿命的主要原因。特别是脆性夹杂物危害最大，由于在加工过程中容易从金属基体上剥落下来，严重影响轴承零件精加工后的表面质量。因此，为了提高轴承的使用寿命和可靠性，必须降低轴承钢中夹杂物的含量。为了保证轴承钢有较高的疲劳强度、抗压强度、表面硬度和较长的使用寿命，钢中的氧化物、硫化物、点状夹杂等各种非金属夹杂物要严格地控制在一定的范围之内；钢中的各种碳化物(如碳化物液析、条状碳化物、带状碳化物及网状碳化物等)的不均匀性要控制在一定的级别之内。经热加工后的轴承钢成品，其表面脱碳层厚度要尽量减小；钢材的宏观低倍组织要良好，即一般疏松、中心疏松、偏析的级别要小，不允许出现皮下气泡、缩孔、夹杂和裂纹。经退火后的钢材，要求具有均匀、细小的球状珠光体组织。

严格的低倍组织和显微(高倍)组织要求。轴承钢的低倍组织是指一般疏松、中心疏松和偏析，显微(高倍)组织包括钢的退火组织、碳化物网状、带状和液析等。网状碳化物降低钢的冲击韧性，并使之组织不均匀，在淬火时容易变形与开裂。带状碳化物影响退火和淬火回火组织以及接触疲劳强度。碳化物液析硬而脆，它的危害性与脆性夹杂物相同。低、高倍组织的优劣对滚动轴承的性能和使用寿命有很大的影响，所以，在轴承材料标准中对低、高倍组织有着严格的要求。

根据不同成型方法对钢材表面质量有不同程度的要求。总的来说，轴承钢材表面不得有裂纹、折叠、拉裂、结疤和夹渣。对冷冲用的冷拉钢材，除不允许上述缺陷外，表面要洁净，不得有锈蚀、麻凹等缺陷。轴承钢材表面不得有严重的脱碳现象，根据轴承零件成型工艺的不同要求，在标准中，对不同品种的钢材表面脱碳层深度有不同的限制规定。

滚动轴承用钢要求钢材尺寸精度较高，原因是大部分轴承零件都要经过压力成型。为了节省材料和提高劳动生产率，绝大部分轴承套圈都是经过锻造成型；钢球要经过冷镦或热轧成型，小尺寸的滚子也是经过冷镦成型。如果钢材的尺寸精度不高，就无法精确地计算下料尺寸和重量，而不能保证轴承零件的产品质量，也容易造成设备和模具的损坏。在对轴承钢进行精加工时，为了对原材料准确下料并精确地加工成所要求的零件尺寸，对轴承钢产品的尺寸精度也有严格的要求，同时还要求成品的外形（形状精度）要平直。根据轴承零件成型工艺及轴承钢的生产工艺，在标准中，对轴承钢材各种品种、规格的尺寸公差都进行了规定。锻造钢材尺寸公差一般按GB908—72标准，热轧钢材尺寸公差按GB702—86，冷拉钢材按GB905—82标准，冷拉钢丝按YB245—64标准。

轴承钢的轧制工艺

轴承钢的轧制工艺对轴承钢的冶炼质量要求很高，需要严格控制硫、磷、氢等含量以及非金属夹杂物和碳化物的数量、大小和分布状况。因为非金属夹杂物和碳化物的数量、大小和分布状况对轴承钢的使用寿命影响很大，往往轴承的失效就是在大的夹杂或碳化物周围产生的微裂纹扩展造成的。夹杂物的含量和钢中氧含量密切相关，氧含量越高，夹杂物数量就越多，寿命就越短。夹杂物和碳化物粒径越大、分布越不均匀，使用寿命也越短，而它们的大小、分布状况与使用的冶炼工艺和冶炼质量密切相关，现在生产轴承钢的主要工艺是连铸以及电炉冶炼+电渣重熔工艺冶炼，还有少量采用真空感应+真空自耗的双真空工艺，或+多次真空自耗等工艺来提高轴承钢的质量。

根据轴承钢的技术要求和钢种特征，轴承钢生产的大致轧制工艺过程如下：

轴承钢在冶炼后铸成的钢锭有热锭和冷锭之分。热锭可以利用钢锭的余热进行红送，装入初轧工序的均热炉内进行高温扩散加热，而冷锭则应及时退火，并对钢锭的表面进行清理。

由于轴承钢的导热性较差，在开坯或成材的轧前加热时速度不宜过快，钢坯入炉时的炉尾温度不宜过高，应小于700℃。高碳钢的加热温度区间比较窄，通常在150℃～1200℃之间。温度过低时变形抗力较大，而温度过高则会出现过热和过烧缺陷。轴承钢的过烧温度约为1220℃，一般的加热温度以1100℃～1180℃为宜。轴承钢在加热过程中的脱碳倾向很大。以GCr15为例，热加工过程中的脱碳层厚度可达0.3～0.8mm，对轴承制品的表面硬度和强度有很大的影响。为了减少脱碳层厚度，在加热过程中要尽量采用较低的加热温度和较短的加热时间，在高温区应避免长时间的加热，炉内的气氛要控制在还原性气氛中。为了减轻钢材的脱碳现象，钢厂在热加工和退火工序进行了钢材表面涂抹防脱碳的保护涂层试验，效果较好。

高温时，高碳轴承钢具有良好的塑性，可以用较大的压下量进行轧制。轧后冷却时，浓度较高的碳会沿着奥氏体的晶界析出，形成网状碳化物。因此，钢的终轧温度应严格控制在800～850℃之间，以利于破碎网状碳化物。温度高于850℃时，钢材在冷却过程中会析出网状碳化物；温度低于800℃时碳化物开始析出，富集的碳化物偏析会随着金属的变形，延伸成带状碳化物。

对于球化退火状态交货的轴承钢，在轧后和退火前需要降低网状碳化物的级别，得到晶粒细小的奥氏体组织。为了达到这一要求，除了上述控制终轧温度的方法外，另一个最有效的方法是对轧后的钢材进行控制冷却，而且它也是破除网状碳化物和细化晶粒的一个关键环节。

控制轧制和控制冷却是近十几年来发展起来的新技术，在国内外已得到普遍使用。轴承钢控制冷却的工艺主要是：轧后的钢材要穿水快速冷却至500℃左右，此时钢材内外的表面温差较大，可依靠钢材芯部的热量使钢材表面逐渐返红至660℃，然后缓慢冷却。这时钢材可以在返红过程中完成组织转变。快速冷却的目的是抑制钢中网状碳化物的析出，降低网状碳化物的级别，同时可以使珠光体的转变在较低的温度下进行，得到晶粒细小的奥氏体组织，为随后的球化退火提供良好的预备组织，以提高球化质量、缩短球化时间。目前国内外轴承钢的控制冷却主要采用双套管冷却器、环形喷嘴冷却器及湍流管冷却器等。

若用户需对轴承钢产品直接进行冷加工时，钢材应进行球化退火，以使钢材获得合适的硬度及细小的珠光体球化组织，便于加工。由于钢材在退火过程中还会继续发生氧化和脱碳，因此，轴承钢的退火多数是在通有氮气、氢气等的保护气氛的连续退火炉内进行，这样可以减轻钢材的氧化和脱碳。据统计，在通有保护气体的炉内退火，脱碳层的厚度最多只增加0.1mm左右。

轴承用钢的常见缺陷

滚动轴承的使用寿命和可靠性很大程度上与轴承用钢的冶炼质量有着密切的关系。由于轴承钢所具有的特性，对冶炼质量的要求比一般工业用钢要严格得多，如钢的化学成分、纯洁度、组织和均匀性等。钢锭的皮下气泡，严重的非金属夹杂物及钢材在锻、轧过程中，加热温度过高，锻、轧后冷却快，终轧、终锻温度过低等原因都有产生裂纹的可能性。

轴承钢在锻、轧过程中产生的飞边、毛刺、皱折和尖锐棱角等，在继续轧制时压入金属内部，则形成折叠。由于钢锭表面的夹渣、凹坑，在锻、轧过程中形成较薄、扁平的分层，称之为结疤。

因轧机导板上沾有金属颗粒，导板安装不当等原因，使轴承钢钢材表面刻划出沟槽，称为刮伤或划痕。炉渣和各种耐火材料，在钢浇注过程中未浮在钢锭头部，而集聚在钢锭表面，钢锭修整时，又未清理掉，因此就会在钢材表面形成夹渣。

轴承钢钢材在加热过程中，表面要发生氧化作用，炉气中的氧与钢材表面的碳进行氧化反应，形成气体，使钢材表面的碳量低于规定数值称为脱碳。脱碳对高碳轴承钢来说是一个严重的缺陷，往往造成轴承零件表面脱碳，淬火后的硬度达不到技术要求。

钢液在浇注后的冷凝过程中，由于体积收缩而在钢锭的中心部位形成孔洞，称为缩孔。为了减少缩孔钢材的危害，在钢液浇注、结晶过程中要采用合理的工艺，使体积收缩而形成的孔洞移向钢锭的头部，在钢锭开坯后，将缩孔部分切掉。但是，由于浇注、冷却工艺不当，如定尺不合理、钢锭头部保温不足、开坯后锭头部位切除量少等，常会使缩孔残留在钢材内，而在低倍检查时，就会显示出来。

经酸洗后的钢样横向截面中心或其附近区域呈现短小、不连续，一般呈辐射状态分布的发丝状开裂，或在轴承钢钢材的纵向断口上出现表面光滑，形状近似圆形或椭圆形的银白色斑点，称为白点。白点形成的原因，一是钢中氢气的存在，二是钢材锻造后在600～300℃没有缓冷，氢气未充分扩散，产生组织应力而开裂。有白点的钢材或零件，其纵向、横向机械性能都有显著下降，故有白点的钢材或零件没有使用价值。

钢锭或钢坯在锻造加热时，温度过高，表面层沿晶界处被氧气侵入而产生氧化物。在晶界处和枝晶轴间的一些低熔点化合物发生熔化，以致在冷凝后形成裂纹或孔洞，这种现象称为过烧。钢材过烧后，再锻时将引起开裂，即使不开裂，其强度和冲击韧性都会大大降低，故不能使用。

轴承钢在液体状态溶解气体的能力比固态时大，钢液在冷凝过程中，气体从钢液中逸出，如来不及排出，则形成气孔。此外，钢锭模烘烤不良，会在钢模表面存在水分或气体；钢锭模内表面涂料不良，会形成大量气体，这些水分或气体来不及排出钢液，则形成皮下气泡。气泡的存在大大地降低了钢材的强度。

在钢液冷凝过程中，由于轴承钢中碳、铬、钨、磷等元素结晶、扩散速度不同而形成的化学成分不均匀现象称为偏析。偏析的存在会给以后的变形加工造成困难，例如：硫的偏析易产生热脆，磷的偏析易产生冷脆。偏析的存在易引起金属疲劳断裂。

轴承钢钢液在冷凝过程中，由于体积收缩而引起的细小孔隙称为疏松。分散分布的细小孔隙称为一般疏松。分布在钢材中心部位的细小孔隙称为中心疏松。疏松降低了钢材的致密度，使机械性能显著下降，降低轴承的使用寿命。

轴承钢在冶炼、浇铸过程中，由于钢液内各成分之间、钢液与炉衬之间接触所引起的化学反应产物、脱氧产物，以及炉壁、出钢槽、钢水包等耐火材料剥落而进入钢液，这些进入钢液而未排出的非钢液物质称为非金属夹杂物。非金属夹杂物在轴承钢中的存在，是降低轴承使用寿命的主要原因之一。

轴承钢的冶金检验方法

轴承钢钢材表面质量通常用肉眼检查。退火及未退火的热轧钢材必要时可用风动或电动手提砂轮磨成螺旋槽进行检查；冷拉退火条钢和钢管可用细的平锉刀在整根材料上锉成三到四处圆周光面，用肉眼检查；钢丝盘料通常也用肉眼检查，也可采用酸洗检查，即在盘料的两端各取250mm长的钢丝，按低倍酸洗工艺酸洗后肉眼检查其表面。

尺寸精度检验方法：退火和不退火的热轧圆钢，用读数值为0.1mm的游标卡尺或卡规进行尺寸精度检查。冷拉条钢和钢丝用分度值为0.01mm的千分尺进行检查。热轧和冷拉钢管的外径尺寸和壁厚差分别用读数值为0.1mm的游标卡尺和分度值为0.01mm千分尺检查。冷轧钢板和钢带的厚度用千分尺检查。钢材的长度、宽度用钢直尺检查。各种钢材（除盘料外）的弯曲度可用双直尺或塞尺检查。

鉴别钢种一般用手提看谱镜和火花鉴别法进行检查。手提看谱镜是一种半定量的光谱仪器，能够半定量地检查出钢中的主要合金元素，如铬、锰、镍、钼、钨、钒等。光谱检查可以查明被检钢材的钢号及有无混钢情况。火花检查是根据火花特征判断被检钢材的钢号。

对于冷拉退火条钢和热轧退火钢材要进行布氏硬度检查。布氏硬度试验方法按GB231—84标准进行。直径30mm以下的冷拉及热轧退火钢材应进行断口检查。在钢材一端切出缺口后用锤击断或用压力机截取断口试样，然后用肉眼检查断面上是否有缩孔、白点、裂纹，过烧等缺陷。

直径大于30mm的退火钢材和不退火钢材一般都检查低倍组织。即在钢材的一端用锯床（退火材）和砂轮切割机（不退火材）切取厚度为12～15mm的圆片试样，试样被检的一面用磨床磨平。经热酸洗后用肉眼检查是否有偏析、疏松程度、缩孔、白点、裂纹、过烧等缺陷。热酸洗用50%的工业盐酸水溶液，加热到70±5℃，酸洗时间为30~40min，试样取出后用碱水冲洗，然后用80℃热清水冲洗净。

化学成分一般按炉号取样分析。钢号的各种元素成分分析方法按国家标准规定进行。化学分析方法比较慢，不适用于生产现场；由于光谱科学的发展，目前，在生产厂一般采用光谱分析方法来分析检验钢材的化学成分。

高倍组织用金相显微镜进行检查。检验的项目有：退火组织（放大500倍）、脱碳层深度（放大100倍）在钢材的横向截面上检查；碳化物液析、带状碳化物、非金属夹杂物（放大100倍）在钢材的纵向截面上检查。为了减少试样数量，网状碳化物的检验可与带状碳化物、碳化物液析用同一试样在纵向截面上检查，有疑问时，再以横向截面检验结果为准。

钢材加工篇10

常用的工件材料类别如下：

> 一般钢材---普通碳钢、合金钢、工具钢

> 淬火钢

> 不锈钢

> 铸铁---灰铸铁、球墨铸铁

> 钛合金

> 高温合金---镍基合金、钴基合金

> 有色金属---铜合金、铝合金

> 复合材料

所谓难加工材料，就是切削加工性差的材料，即硬度高、强度高、延伸率高、冲击值大、导热系数小的材料。但在日常生产中，切削加工所用的材料种类很多，性能各异，对于某一种类材料性能并非全面达到或超过以上指标，其中一项或两项超过以上指标者，也是难加工材料。常用难加工材料有五大类，即高温合金（包括铁基、镍基和钴基三大类）、钛合金、不锈钢（如奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、沉淀硬化型不锈钢）、超高强度钢、以及高温结构陶瓷材料等。

材料切削加工性的衡量指标通常有四种标志方法：刀具耐用度T、已加工表面质量、单位面积切削力、断屑性能。

超高强度钢难加工材料加工特点。如38CrNi3MoVA、 40CrNi2Si2MoVA 超高强度钢，其半精加工、精加工和部分粗加工常在调质状态下进行。调质后的金相组织为索氏体或托氏体，硬度高达HRC55。一般σs>1GPa或σb>1.1Gpa的结构钢，称为高强度钢；σs>1.2GPa或 σb>1.51Gpa的结构钢称为超高强度钢。与普通碳素结构钢相比，高强度钢、超高强度钢的强度高，导热系数偏低，故切削力大，切削温度高（比45钢高出100～200℃），刀具磨损快，使用寿命短，断屑亦稍难。

超高强度钢必须采用耐磨性强的刀具材料。按粗加工、半精加工、精加工的要求，应分别采用不同牌号的YT（P）类硬质合金，最好是添加钽、铌的牌号。高速精加工时，应采用高TiC含量并添加工钽铌的YT类合金、TiC基和Ti（C，N）基硬质合金，涂层硬质合金和复合Al2O3陶瓷等。刀具前角应较小。在工艺系统刚性允许的情况下，应采用较小的主偏角和较大的刀尖圆弧半径。切削用量，尤其是切削速度，应比加工中碳正火钢时适当降低。尽量采用切削液与断屑措施以改善切削条件。

高温合金和不锈钢材料加工特点。不锈钢按金相组织分，有铁素体、马氏体、奥氏体三种。奥氏体不锈钢的成分以铬、镍等元素为主，淬火后呈奥氏体组织，切削加工性比较差，表现在：

> 塑性大，加工硬化很严重，易生成积屑瘤而使已加工表面质量恶化。切削力约比45钢（正火）高25%。加工表面硬化程度及硬化层深度大，常给下序带来困难。且不易断屑

> 导热系数小，只为45钢的1/3，产生的热量不易传出，所以切削温度高。

> 由于切削温度高，加工硬化严重，加上钢中有碳化物（TiC等）形成硬质夹杂物，又易与工具发生冷焊，故刀具磨损快，使用寿命降低。

YT类合金刀具不宜用于加工奥氏体不锈钢和高温合金，因为YT类硬质合金中的钛元素易与工件材料中的钛元素发生亲和而导到冷焊，在高温下还加剧了扩散磨损。一般宜采用YG类（最好添加钽、铌，如YG6A）、YH类或YW类硬质合金，也可采用高性能高速钢。刀面应磨光，且需采取断屑措施。加工奥氏体不锈钢时，宜采用较大的前角（γ0=15～30°以减小切削变形）与中等的切削速度（50～80m/min，硬质合金）。加工高温合金时，宜采用偏小的前角（γ0=0～10°，以提高切削刃的强度）与偏低的切削速度（ 30～40 m/min，硬质合金）不论加工奥氏体或高温合金，切削深度和进给量均宜适当加工，避免切削刃和刀尖划过硬化层。

针对钛合金、不锈钢、超高强度钢等难加工材料的切削，使用的刀具材料主要是细晶粒硬质合金、超细晶粒硬质合金和高性能高速钢，应特别注意刀具材料（包括其涂层）与工件材料的匹配，实践证明，钛合金切削加工中，常规涂层对提高刀具性能方面没有明显作用，必须寻找新的涂层及涂层工艺。

> 钛合金的加工方法切削速度不宜过高（40～60m/min）：切削速度过高会产生大量切削热，导致刀具寿命降低。

> 缩短刀具与工件的接触时间：刀具与工件接触时间越长，产生的热量就越多，会导致刀具寿命降低。而刀具直径越大，接触时间就越长，因此在允许的范围内，应尽可能使用小直径刀具。

> 减小切削宽度：切削宽度越大，接触时间越长，会增加发热量。因此，加工时不宜加大切削宽度，而通过增加切削长度来提高加工效率。使用长刃刀具等对于粗加工很有效。切削宽度小的台肩铣削能减少切削热，使提高切削速度成为可能。

> 充分使用切削液，提高冷却效果：尤其是15MPa以上的超高压切削液。

> 使用45°主偏角刀具：只要工件形状允许，尽可能使用45°主偏角的刀具，以减薄切屑，延长刀具寿命。

难加工材料数控加工需要解决的关键技术问题如下：

（1） 数控加工仿真及数控程序优化技术；

（2） 加工难加工材料的先进刀具的选用和切削参数优化；

（3） 加工难加工材料的切削理论研究；

（4） 数控加工工艺技术；

（5） 基于毛坯加工及毛坯残留的数控编程与加工技术

难加工材料数控加工编程要点

> 刀具加工过程采用顺铣，尽量避免逆铣。

> 在加工中拐角减速，减速值为正常进给率的40%到70%。编程采用高速铣加工模块，所有转角执行R1-R3圆弧过渡连接，避免瞬间急转弯。

> 在粗加工半封闭槽或型腔的时候刀具不应超出工件外，刀具直径的20%到30%。

> 槽加工宜采用摆线加工方式。

> 先用直径大的刀具加工，再用直径小的刀具对拐角进行插铣，为精铣创造好条件。

> 粗加工时注意工件变形，注意陡壁加工、 分层加工、进退刀控制、 对称加工策略的应用。

小结

> 切实掌握常用五大类难加工材料的加工特点。

> 材料切削加工性的衡量指标、具体判据。

> 改善难加工材料切削加工性的措施。

> 掌握难加工材料数控加工关键技术及编程要点。