金屬物品的成型與工藝

2022-10-17 17:27:08 字數 1469 閱讀 1330

第一:金屬的冶煉

金屬冶煉是把金屬從化合態變為游離態的過程。用碳、一氧化碳、氫氣等還原劑與金屬氧化物在高溫下發生還原反應,獲得金屬單質。

1.還原法:金屬氧化物(與還原劑共熱)--→游離態金屬

2.置換法:金屬鹽溶液(加入活潑金屬)--→游離態金屬

火法冶金又稱為乾式冶金,把礦石和必要的新增物一起在爐中加熱至高溫,熔化為液體,生成所需的化學反應,從而分離出用於精煉的粗金屬的方法。

濕法冶金濕法冶金是在酸、鹼、鹽類的水溶液中發生的以置換反應為主的從礦石中提取所需金屬組分的製取方法。此法主要應用在低本位、難熔化或微粉狀的礦石。世界上有75%的鋅和鎘是採用焙燒-浸取-水溶液電解法製成的。

這種方法已大部分代替了過去的火法煉鋅。其他難於分離的金屬如鎳-鈷,鋯-鉿,鉭-鈮及稀土金屬都採用濕法冶金的技術如溶劑萃取或離子交換等新方法進行分離,取得顯著的效果。

3.電解法:熔融金屬鹽(電解)--→游離態金屬(金屬單質)

電解法應用在不能用還原法、置換法冶煉生成單質的活潑金屬(如鈉、鈣、鉀、鎂等)和需要提純精煉的金屬(如精煉鋁、鍍銅等)。電解法相對成本較高,易造成環境汙染,但提純效果好、適用於多種金屬。

汞:熱分解法:2hgo(s)=加熱=2hg(l)+o2(g);

銅:置換法:cuso4+fe==cu+feso4 (濕法煉銅);

鋁:電解法:2al2o3=通電=4al+3o2(注意不能用alcl3,因為alcl3不是離子化合物);

鎂:電解法:mgcl2(熔融)=通電=mg(s)+cl2(g);

鈉:電解法:2nacl=通電=2na+cl2(g);

鉀:原理是高沸點金屬製低沸點金屬:na+kcl=(高溫,真空)=k+nacl;

鐵:熱還原法:2fe2o3+3c=高溫=4fe+3co2↑。

高爐煉鐵:fe2o3+3co=高溫=2fe+3co2

第四:金屬的成型工藝

1、金屬凝固成型習慣上稱為鑄造。鑄造是將熔融金屬澆注、壓射或吸入鑄型腔中,待其凝固後而獲得一定形狀和效能的鑄件的工藝方法。

2、金屬塑性成形是利用金屬材料所具有的塑性變形能力,在外力的作用下使金屬材料產生預期的塑性變形來獲得具有一定形狀、尺寸和力學效能的零件或毛坯的加工方法。其工藝常可分為自由鍛、模鍛、板料沖壓、擠壓、壓制等

其效能在工程上常用金屬的鍛造性表示。鍛造性的好壞,常用金屬的塑性和變形抗力兩個指標來衡量。塑性高,變形抗力地,則鍛造性好;反之,則鍛造性差。

3、金屬焊接成形工藝。焊接是通過加熱或加壓或兩者並用,並且用或不用填充材料,使金屬材料達到原子結合的一種成形方法。通常分類是熔焊、壓焊、釺焊。

4、金屬粉末注射成型(簡稱mim)技術是一門新型近終成型技術。它是集塑料注塑成型工藝學、高分子化學、粉末冶金工藝學和金屬材料學等多學科相互滲透交叉的產物,利用模具可注射成型坯件並通過燒結快速製造高密度、高精度、高強度、三維複雜形狀的結構零件,尤其是一些形狀複雜利用機械加工等工藝方法加工或難以加工的小型零件,mim技術可以自如完成,而且具有成本低、效率高、一致性好等優點,易形成批量生產,被譽為「當今最為熱門的零部件成型技術」。

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