硬质合金烧结车间设计29626.docx
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1、(20113届)本科毕业业设计资资料题目名称称:年产3000吨硬硬质合金金氢气烧烧结车间间设计学院(部部):冶 金 工 程程 学 院专业:金属材料料工程学生姓名名:郑吉祥班 级级:金属材料料0922学号:009400570009226指导教师师姓名:郭峰职称:副副教授最终评定定成绩:湖南工业业大学教教务处 20133届本科毕业业设计资资料第一部分分 毕毕业设计计说明书书(20113届)本科毕业业设计题目名称称:年产3000吨硬硬质合金金氢气烧烧结车间间设计学院(部部):冶 金 工 程程 学 院专业: 金金属材料料工程学生姓名名:郑吉祥班 级级:金属材料料0922学号:0094005700092
2、26指导教师师姓名:郭峰职称:副副教授最终评定定成绩:20133年6月湖南工业业大学本科毕业业设计诚信声明明本人郑重重声明:所呈交交的毕业业设计,题题目年年产3000吨硬硬质合金金氢气烧烧结车间间设计是是本人在在指导教教师的指指导下,进进行研究究工作所所取得的的成果。对对本文的的研究作作出重要要贡献的的个人和和集体,均均已在文文章以明明确方式式注明。除除此之外外,本设设计不包包含任何何其他个个人或集集体已经经发表或或撰写过过的作品品成果。本本人完全全意识到到本声明明应承担担的责任任。作者签名名:日期: 年 月月 日日摘 要要目前世界界上硬质质合金刀刀具己占占刀具主主导地位位,占比比达700%;
3、金金刚石、立立方氮化化硼等超超硬刀具具占比约约为3%左右;而高速速钢刀具具,以每每年1%2%速度缩缩减,当当下所占占比例己己降至330%以以下。我我国木材材工业近近年发展展迅速,硬质合合金刀具具材料已已经成为为目前木木材加工工工业主主要的切切削刀具具材料,并并且在今今后相当当长的一一段时间间内,仍仍将在木木材切削削加工中中占据重重要地位位。采用用成熟的的、生产产成本较较低的氢氢气烧结结技术,正正确选用用硬质合合金原材材料,严严格控制制产品质质量和生生产效率率,进一一步优化化产品结结构和促促进产业业升级,本本项目可可行。本本硬质合合金锯齿齿刀片烧烧结车间间设计内内容主要要包括可可行性研研究、厂厂
4、址选择择、生产产工艺、物物料平衡衡计算、主主辅设备备选择、车车间劳动动组织,技技术经济济预算,车车间平面面布置。项目投资约224万元,其中含建设投资160万元,流动资金64万元,厂房占地面积500,年生产能力达300吨,采用氢气烧结工艺生产。关键词:粉末冶冶金;硬质合合金;车间设设计;氢气烧烧结ABSTTRACCTThe cemmentted carrbidde ttoolls aaccoountted forr doominnantt poosittionn inn thhe wworlld, acccounntedd foor 770%; Diiamoond andd cuubicc bo
5、oronn niitriide supper harrd ccutttingg tooolss acccouunteed ffor aboout 3%; Annd hhighh sppeedd stteell cuutteer, cutt wiith thee annnuaal sspeeed oof 11% 2%, tthe prooporrtioon hhas drooppeed tto bbeloow 330%. Tiimbeer iinduustrry iin CChinna hhas beeen ddeveeloppingg raapiddly in reccentt yeearss
6、, ccemeenteed ccarbbidee cuuttiing toool mmateeriaals hass beecomme tthe maiin ccutttingg toool matteriial in woood pproccesssingg inndusstryy, aand in quiite a llongg tiime in thee fuuturre, willl sstilll hhas an impporttantt roole in woood ccutttingg. AAdopptinng mmatuure, loowerr prroduuctiion co
7、sst oof hhydrrogeen ssintteriing tecchnoologgy, sellectts tthe cemmentted carrbidde rraw matteriial rigght, sttricctlyy coontrrol prooducct qquallityy annd pprodducttionn effficcienncy, too opptimmizee prroduuct strructturee annd pprommotee inndusstriial upggraddingg, tthiss prrojeect is feaasibble.
8、 Thhe ccarbbidee seerraatedd blladee siinteerinng wworkkshoop ddesiign conntennt mmainnly inccluddes thee feeasiibillityy sttudyy, ssitee seelecctioon, prooducctioon pproccesss, mmateeriaal bbalaancee caalcuulattionn, aadvoocatte ccompplemmenttaryy eqquippmennt sseleectiion, shhop labbor orgganiizat
9、tionn, ttechhniccal andd ecconoomicc buudgeet, worrkshhop layyoutt. PProjjectt innvesstmeent of aboout 2.224 mmilllionn yuuan, off whhichh coontaain thee coonsttrucctioon iinveestmmentt off 1.6 mmilllionn yuuan, flloattingg caapittal 64000000 yuuan, faactoory buiildiing covverss ann arrea of 5000 ,
10、wiith annnuall prroduuctiion cappaciity of 3000 toons, ussingg hyydroogenn siinteerinng pproccesss inn prroduuctiion.Keywwordds:PPowdder mettalllurggy;Cemmentted carrbidde;Worrkshhop dessignn;Hyddroggen sinnterringg目录第1章 总论11第2章 可行性性研究332.1 项目背背景32.2行行业发展展现状及及趋势442.3市市场预测测42.4新新工艺与与新技术术52.5可可行性建建议5第
11、3章 厂址选选择63.1 厂址址选择66第4章 生产工工艺74.1 产品品方案774.2 工艺艺流程774.3 烧结结工艺选选择74.4 烧结结工艺质质量控制制原理774.4 烧结结工艺缺缺陷分析析9第5章物物料平衡衡计算1125.1 产品品方案1125.2 物料料平衡计计算122第6章主主辅设备备选型与与计算1146.1 设备备选择的的原则1146.2 设备备的选择择146.2.1 钼钼丝烧结结炉1446.2.2 液液氨制氢氢系统1156.2.3 喷喷砂机1166.2.4 冷冷却塔1176.3 设备备的数量量18第7章车车间劳动动组织1197.1 车间间劳动定定员1997.1.1 车车间人员
12、员组成1197.1.2 确确定各类类人员数数量的原原则200第8章技技术经济济预算2218.1 建设投投资概算算218.2 流动资资金概算算228.3 产品成成本概算算22第9章 车间平平面布置置249.1 车间平平面布置置的原则则249.2 车间平平面布置置图255结论255参考文献献26致 谢谢27第1章 总论我国木材材工业近近年发展展迅速,家具和和地板生生产在全全球市场场上占有有重要地地位,产产品在国国际市场场的竞争争力不断断增强。为为进一步步提升产产品的档档次和市市场竞争争力,对对木工机机械和木木工刀具具都提出出了新的的要求。目目前,普普通切削削材料的的机械加加工刀具具已不能能满足新新
13、工艺要要求,硬硬质合金金刀具材材料已经经成为目目前木材材加工工工业主要要的切削削刀具材材料,并并且在今今后相当当长的一一段时间间内,仍仍将在木木材切削削加工中中占据重重要地位位。但我我国每年年还要进进口相当当数量的的木工刀刀具,国国产木工工刀具还还不能完完全满足足性能需需要,与与发达国国家相比比还有不不小差距距1。硬质合金金锯齿刀刀片应用用范围主主要是:用于硬硬木材、回回收木料料及铝合合金的专专用硬质质合金切切割锯片片;适用用于胶合合板、密密度板及及夹层板板的专用用硬质合合金切割割锯片;适用于于钢材的的专用硬硬质合金金切割锯锯。目前前,国内内硬质合合金各类类锯齿片片需求总总量超过过10000吨
14、,生生产厂家家几十家家。特别别是在硬硬质合金金各类锯锯齿片供供给上,以以株洲欧欧科亿为为代表的的中小型型企业却却有着绝绝对优势势。并且且在今后后相当长长的一段段时间内内,仍将将在行业业中占据据重要地地位。随随着各种种硬质合合金性能能改进技技术和涂涂层技术术的不断断完善,硬硬质合金金刀具材材料的切切削性能能将不断断提高2。本项目为为年产3300吨吨硬质合合金锯齿齿刀片氢氢气烧结结车间设设计,采采用成熟熟的、生生产成本本较低的的氢气烧烧结技术术,正确确选用硬硬质合金金原材料料,严格格控制产产品质量量和生产产效率,进进一步优优化产品品结构和和促进产产业升级级,本项项目可行行。本硬质合合金锯齿齿刀片烧
15、烧结车间间设计内内容主要要包括可可行性研研究、厂厂址选择择、生产产工艺、物物料平衡衡计算、主主辅设备备选择、车车间劳动动组织,技技术经济济预算,车车间平面面布置。本车间厂厂址选在在株洲,生生产工艺艺采用氢气气烧结方式式。因为为氢气烧烧结是我我国硬质质合金工工业采用用的传统统工艺,由由氢气烧烧结与氨氨分解制制氢相配配套组成成的硬质质合金烧烧结主体体工艺,至至今仍然然是大多多数中小小企业还还在使用用的典型型工艺。且且相对于于真空烧烧结和气气压烧结结等方法法,它最最显著的的特点是是一次性性投资和和运行成成本低。本本车间生生产的刀刀片型号号为K001和KK05,二二者年产产量均为为1500t。生生产工
16、艺艺流程为为:装舟舟烧结检验喷砂包装入入库。在在烧结过过程中,通通过对烧烧结温度度、推舟舟速度(烧结时时间、冷冷却速度度)、氢氢气流量量、装装舟量、填填料含碳碳量等的的有机配配合,从从而获得得最佳的的合金组组织、最最佳性能能和防止止产品变变形、弯弯曲和起起皮等外外观缺陷陷,获得得高质量量的锯齿齿刀片。本车间规规定了出出厂产品品年产量量,故物物料平衡衡计算时时采用“自下而而上”的计算算方法,即即根据工工艺流程程从最终终的产品品产量开开始向上上逐步计计算出整整个生产产过程开开始所需需要的原原料量。本车间所所需要的的主辅设设备有钼钼丝烧结结炉,冷冷却塔,喷喷砂机,液液氨制氢氢系统等等。技术术经济预预
17、算包括括建设投投资概算算,流动动资金概概算,产产品成本本概算等等。车间间平面布布置遵循循的原则则是:满满足工艺艺要求,使使生产线线合理;车间平平面布置置应既有有利于生生产,又又使占地地面积小小,缩短短生产周周期,提提高生产产率和单单位面积积产量;布置要要紧凑,提提高建筑筑系数,且且为将来来的发展展留有余余地。第2章 可行性性研究2.1 项目目背景硬质合金金由Scchrooterr于19226年首首先发明明。硬质质合金是是由WCC、TiiC、TTaC、NNbC、VVC等难难熔金属属碳化物物以及作作为粘结结剂的铁铁族金属属用粉末末冶金方方法制备备而成。与与高速钢钢相比,它具有有较高的的硬度、耐耐磨
18、性和和红硬性性;与超超硬材料料相比,它具有有较高的的韧性。由由于硬质质合金具具有良好好的综合合性能,因此在在刀具行行业得到到了广泛泛应用,目前国国外900%以上上的车刀刀、555%以上上的铣刀刀均采用用硬质合合金材料料制造。经经过几十十年的不不断发展展,硬质质合金刀刀具的硬硬度已达达8993HHRA,在10000的高温温下仍具具有较好好的红硬硬性,其其耐用度度是高速速钢刀具具的几十十倍。硬质合金金牌号通通常可分分为三类类:YG类(WCC-Coo类):该类硬硬质合金金制造的的刀具具具有较好好的韧性性、耐磨磨性、导导热性等等,主要要用于加加工铸铁铁、有色色金属和和非金属属。YT类(WCC-TiiC
19、-CCo类):由于于材料中中加入了了TiCC,使材材料的硬硬度和耐耐磨性有有所提高高,但抗抗弯刚度度有所降降低。该该类硬质质合金具具有高硬硬度和高高耐热性性,抗粘粘结、抗抗氧化能能力较好好,适用用于加工工钢材,切削时时刀具磨磨损小,耐用度度较高。YW类(WC-TiC-TaC-Co类):在YT材料中加入TaC是为了提高刀具的强度、韧性和红硬性。该类硬质合金材料具有很高的高温硬度、高温强度和较强的抗氧化能力,特别适于加工各种高合金钢、耐热合金和各种合金铸铁3。目前世界界上硬质质合金刀刀具己占占刀具主主导地位位,占比比达700%;金金刚石、立立方氮化化硼等超超硬刀具具占比约约为3%左右;而高速速钢刀
20、具具,以每每年1%2%速度缩缩减,当当下所占占比例己己降至330%以以下。我我国目前前年产硬硬质合金金2.22万吨,占占全球总总产量440%左左右。从从经济效效益方面面比较,我我国刀具具年销售售额为1150亿亿元,硬硬质合金金销售收收入约55.6亿亿美元,其其刀具所所占比例例不足225%;日本的的刀具产产量仅为为我国440%,但但销售收收入高达达26.33亿亿美元,其其刀具占占比高达达72%。我国国刀具产产品与国国际市场场刀具产产品结构构相去甚甚远,不不仅不能能满足国国内制造造业对硬硬质合金金刀具日日益增长长的需求求,也使使我国宝宝贵的硬硬质合金金资源未未得到充充分利用用。就木材工工业来说说,
21、切削削加工是是生产中中最基木木、最广广泛、最最重要的的工艺之之一,直直接影响响生产效效率、加加工成木木和能源源消耗。随随着木材材工业技技术的进进步,各各种木质质复合材材料、贴贴合板、木木竹集成成材,尤尤其是二二聚氰胺胺浸渍纸纸贴合板板、PVVC贴合合板、AA1203强化贴贴合板等等材料越越来越多多地用于于家具、地地板、屋屋面板和和工程木木制件等等。这些些材料很很难切削削加工,简简单的切切削工序序、常规规的刀具具结构和和普通的的刀具材材料难以以胜任或或根木无无法实现现切削加加工。另另外,随随着木材材工业技技术的发发展,人人造板生生产设备备、制材材设备、家家具制造造设备等等正朝自自动化程程度高、功
22、功能全、进进给快和和生产效效率高的的方向发发展。两两方面技技术的进进步促进进了切削削刀具材材料和制制造技术术的发展展4。2.2行行业发展展现状及及趋势我国木材材工业近近年发展展迅速,家具和和地板生生产在全全球市场场上占有有重要地地位,产产品在国国际市场场的竞争争力不断断增强。为为进一步步提升产产品的档档次和市市场竞争争力,对对木工机机械和木木工刀具具都提出出了新的的要求。目目前,普普通切削削材料的的机械加加工刀具具已不能能满足新新工艺要要求,木木工刀具具正向着着超硬材材料、高高速高效效和高精精度方向向发展。切切削材料料,如立立方氮化化硼(CCBN)、聚晶晶金刚石石(PCCD)、涂涂层金刚刚石(
23、CCVD)和单晶晶金刚石石(MCCD)等等超硬材材料的相相继问世世,无疑疑对木工工刀具行行业的发发展起到到积极的的推动作作用。木木工刀具具的制造造精度日日益提高高,不断断出现新新的刀具具设计和和新的产产品。近近年来,木工刀刀具的设设计及制制造技术术正向着着提高加加工精度度、提高高产品质质量、降降低制造造成本和和使用成成本、大大批量和和规模化化生产方方向发展展。通常用于于木工刀刀具的切切削材料料主要为为碳素工工具钢、合合金工具具钢、斯斯太立合合金、高高速钢等等,这些些材料常常用于低低切削速速度、低低进料速速度和加加工精度度要求不不高的场场合,如如刨刀、锯锯片、铣铣刀等,一般用用于实木木加工。随随
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