【正文】 （2013屆）本科畢業(yè)設(shè)計(jì)資料 題 目 名 稱：年產(chǎn)300噸硬質(zhì)合金氫氣燒結(jié)車間設(shè)計(jì) 學(xué) 院（部）： 冶 金 工 程 學(xué) 院 專 業(yè)： 金屬材料工程 學(xué) 生 姓 名： 鄭吉祥 班 級(jí)：金屬材料092 學(xué)號(hào)： 09405700926 指導(dǎo)教師姓名： 郭峰 職稱： 副教授 最終評(píng)定成績(jī)： 湖南工業(yè)大學(xué)教務(wù)處 12 / 492013屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)資料第一部分 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （2013屆）本科畢業(yè)設(shè)計(jì)題 目 名 稱：年產(chǎn)300噸硬質(zhì)合金氫氣燒結(jié)車間設(shè)計(jì) 學(xué) 院（部）： 冶 金 工 程 學(xué) 院 專 業(yè)： 金屬材料工程 學(xué) 生 姓 名： 鄭吉祥 班 級(jí)：金屬材料092 學(xué)號(hào)： 09405700926 指導(dǎo)教師姓名： 郭峰 職稱： 副教授 最終評(píng)定成績(jī)： 2013年 6 月湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)誠(chéng)信聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)，題目《年產(chǎn)300噸硬質(zhì)合金氫氣燒結(jié)車間設(shè)計(jì)》是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文章以明確方式注明。除此之外，本設(shè)計(jì)不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的作品成果。本人完全意識(shí)到本聲明應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。作者簽名：日期： 年 月 日摘 要目前世界上硬質(zhì)合金刀具己占刀具主導(dǎo)地位，占比達(dá)70%；金剛石、立方氮化硼等超硬刀具占比約為3%左右；而高速鋼刀具，以每年1%～2%速度縮減，當(dāng)下所占比例己降至30%以下。我國(guó)木材工業(yè)近年發(fā)展迅速,硬質(zhì)合金刀具材料已經(jīng)成為目前木材加工工業(yè)主要的切削刀具材料，并且在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，仍將在木材切削加工中占據(jù)重要地位。采用成熟的、生產(chǎn)成本較低的氫氣燒結(jié)技術(shù)，正確選用硬質(zhì)合金原材料，嚴(yán)格控制產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，本項(xiàng)目可行。本硬質(zhì)合金鋸齒刀片燒結(jié)車間設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括可行性研究、廠址選擇、生產(chǎn)工藝、物料平衡計(jì)算、主輔設(shè)備選擇、車間勞動(dòng)組織，技術(shù)經(jīng)濟(jì)預(yù)算，車間平面布置。項(xiàng)目投資約224萬(wàn)元，其中含建設(shè)投資160萬(wàn)元，流動(dòng)資金64萬(wàn)元，廠房占地面積500㎡，年生產(chǎn)能力達(dá)300噸，采用氫氣燒結(jié)工藝生產(chǎn)。關(guān)鍵詞：粉末冶金；硬質(zhì)合金；車間設(shè)計(jì)；氫氣燒結(jié)ABSTRACTThe cemented carbide tools accounted for dominant position in the world, accounted for 70%。 Diamond and cubic boron nitride super hard cutting tools accounted for about 3%。 And high speed steel cutter, cut with the annual speed of 1% ~ 2%, the proportion has dropped to below 30%. Timber industry in China has been developing rapidly in recent years, cemented carbide cutting tool materials has bee the main cutting tool material in wood processing industry, and in quite a long time in the future, will still has an important role in wood cutting. Adopting mature, lower production cost of hydrogen sintering technology, selects the cemented carbide raw material right, strictly control product quality and production efficiency, to optimize product structure and promote industrial upgrading, this project is feasible. The carbide serrated blade sintering workshop design content mainly includes the feasibility study, site selection, production process, material balance calculation, advocate plementary equipment selection, shop labor organization, technical and economic budget, workshop layout. Project investment of about million yuan, of which contain the construction investment of million yuan, floating capital 640000 yuan, factory building covers an area of 500 ㎡, with annual production capacity of 300 tons, using hydrogen sintering process in production.Keywords: Powder metallurgy；Cemented carbide；Workshop design；Hydrogen sintering目錄第1章 總論 1第2章 可行性研究 3 項(xiàng)目背景 3 行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì) 4 市場(chǎng)預(yù)測(cè) 4 新工藝與新技術(shù) 5 可行性建議 5第3章 廠址選擇 6 廠址選擇 6第4章 生產(chǎn)工藝 7 產(chǎn)品方案 7 工藝流程 7 燒結(jié)工藝選擇 7 燒結(jié)工藝質(zhì)量控制原理 7 燒結(jié)工藝缺陷分析 9第5章 物料平衡計(jì)算 12 產(chǎn)品方案 12 物料平衡計(jì)算 12第6章 主輔設(shè)備選型與計(jì)算 14 設(shè)備選擇的原則 14 設(shè)備的選擇 14 鉬絲燒結(jié)爐 14 液氨制氫系統(tǒng) 15 噴砂機(jī) 16 冷卻塔 17 設(shè)備的數(shù)量 18第7章 車間勞動(dòng)組織 19 車間勞動(dòng)定員 19 車間人員組成 19 確定各類人員數(shù)量的原則 20第8章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)預(yù)算 21 建設(shè)投資概算 21 流動(dòng)資金概算 22 產(chǎn)品成本概算 22第9章 車間平面布置 24 車間平面布置的原則 24 車間平面布置圖 25結(jié)論 25參考文獻(xiàn) 26致 謝 27第1章 總論我國(guó)木材工業(yè)近年發(fā)展迅速,家具和地板生產(chǎn)在全球市場(chǎng)上占有重要地位,產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力不斷增強(qiáng)。為進(jìn)一步提升產(chǎn)品的檔次和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,對(duì)木工機(jī)械和木工刀具都提出了新的要求。目前,普通切削材料的機(jī)械加工刀具已不能滿足新工藝要求,硬質(zhì)合金刀具材料已經(jīng)成為目前木材加工工業(yè)主要的切削刀具材料，并且在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，仍將在木材切削加工中占據(jù)重要地位。但我國(guó)每年還要進(jìn)口相當(dāng)數(shù)量的木工刀具，國(guó)產(chǎn)木工刀具還不能完全滿足性能需要，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有不小差距[1]。硬質(zhì)合金鋸齒刀片應(yīng)用范圍主要是：用于硬木材、回收木料及鋁合金的專用硬質(zhì)合金切割鋸片；適用于膠合板、密度板及夾層板的專用硬質(zhì)合金切割鋸片；適用于鋼材的專用硬質(zhì)合金切割鋸。目前，國(guó)內(nèi)硬質(zhì)合金各類鋸齒片需求總量超過(guò)1000噸，生產(chǎn)廠家?guī)资?。特別是在硬質(zhì)合金各類鋸齒片供給上，以株洲歐科億為代表的中小型企業(yè)卻有著絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。并且在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，仍將在行業(yè)中占據(jù)重要地位。隨著各種硬質(zhì)合金性能改進(jìn)技術(shù)和涂層技術(shù)的不斷完善，硬質(zhì)合金刀具材料的切削性能將不斷提高[2]。本項(xiàng)目為年產(chǎn)300噸硬質(zhì)合金鋸齒刀片氫氣燒結(jié)車間設(shè)計(jì)，采用成熟的、生產(chǎn)成本較低的氫氣燒結(jié)技術(shù)，正確選用硬質(zhì)合金原材料，嚴(yán)格控制產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，本項(xiàng)目可行。本硬質(zhì)合金鋸齒刀片燒結(jié)車間設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括可行性研究、廠址選擇、生產(chǎn)工藝、物料平衡計(jì)算、主輔設(shè)備選擇、車間勞動(dòng)組織，技術(shù)經(jīng)濟(jì)預(yù)算，車間平面布置。本車間廠址選在株洲，生產(chǎn)工藝采用氫氣燒結(jié)方式。因?yàn)闅錃鉄Y(jié)是我國(guó)硬質(zhì)合金工業(yè)采用的傳統(tǒng)工藝，由氫氣燒結(jié)與氨分解制氫相配套組成的硬質(zhì)合金燒結(jié)主體工藝，至今仍然是大多數(shù)中小企業(yè)還在使用的典型工藝。且相對(duì)于真空燒結(jié)和氣壓燒結(jié)等方法，它最顯著的特點(diǎn)是一次性投資和運(yùn)行成本低。本車間生產(chǎn)的刀片型號(hào)為K01和K05，二者年產(chǎn)量均為150t。生產(chǎn)工藝流程為：裝舟→燒結(jié)→檢驗(yàn)→噴砂→包裝入庫(kù)。在燒結(jié)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)燒結(jié)溫度、推舟速度(燒結(jié)時(shí)間、冷卻速度)、氫氣流量、裝舟量、填料含碳量等的有機(jī)配合，從而獲得最佳的合金組織、最佳性能和防止產(chǎn)品變形、彎曲和起皮等外觀缺陷，獲得高質(zhì)量的鋸齒刀片。本車間規(guī)定了出廠產(chǎn)品年產(chǎn)量，故物料平衡計(jì)算時(shí)采用“自下而上”的計(jì)算方法，即根據(jù)工藝流程從最終的產(chǎn)品產(chǎn)量開(kāi)始向上逐步計(jì)算出整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程開(kāi)始所需要的原料量。本車間所需要的主輔設(shè)備有鉬絲燒結(jié)爐，冷卻塔，噴砂機(jī)，液氨制氫系統(tǒng)等。技術(shù)經(jīng)濟(jì)預(yù)算包括建設(shè)投資概算，流動(dòng)資金概算，產(chǎn)品成本概算等。車間平面布置遵循的原則是：滿足工藝要求，使生產(chǎn)線合理；車間平面布置應(yīng)既有利于生產(chǎn)，又使占地面積小，縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)率和單位面積產(chǎn)量；布置要緊湊，提高建筑系數(shù)，且為將來(lái)的發(fā)展留有余地。第2章 可行性研究 項(xiàng)目背景 硬質(zhì)合金由Schroter于1926年首先發(fā)明。硬質(zhì)合金是由WC、TiC、TaC、NbC、VC等難熔金屬碳化物以及作為粘結(jié)劑的鐵族金屬用粉末冶金方法制備而成。與高速鋼相比,它具有較高的硬度、耐磨性和紅硬性。與超硬材料相比,它具有較高的韌性。由于硬質(zhì)合金具有良好的綜合性能,因此在刀具行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用,目前國(guó)外90%以上的車刀、55%以上的銑刀均采用硬質(zhì)合金材料制造。經(jīng)過(guò)幾十年的不斷發(fā)展,硬質(zhì)合金刀具的硬度已達(dá)89~93HRA,在1000℃的高溫下仍具有較好的紅硬性,其耐用度是高速鋼刀具的幾十倍。硬質(zhì)合金牌號(hào)通?？煞譃槿?①YG類(WCCo類):該類硬質(zhì)合金制造的刀具具有較好的韌性、耐磨性、導(dǎo)熱性等,主要用于加工鑄鐵、有色金屬和非金屬。②YT類(WCTiCCo類):由于材料中加入了TiC,使材料的硬度和耐磨性有所提高,但抗彎剛度有所降低。該類硬質(zhì)合金具有高硬度和高耐熱性,抗粘結(jié)、抗氧化能力較好,適用于加工鋼材,切削時(shí)刀具磨損小,耐用度較高。③YW類(WCTiCTaCCo類):在YT材料中加入TaC是為了提高刀具的強(qiáng)度、韌性和紅硬性。該類硬質(zhì)合金材料具有很高的高溫硬度、高溫強(qiáng)度和較強(qiáng)的抗氧化能力,特別適于加工各種高合金鋼、耐熱合金和各種合金鑄鐵[3]。目前世界上硬質(zhì)合金刀具己占刀具主導(dǎo)地位，占比達(dá)70%；金剛石、立方氮化硼等超硬刀具占比約為3%左右；而高速鋼刀具，以每年1%～2%速度縮減，當(dāng)下所占比例己降至30%以下。，占全球總產(chǎn)量40%左右。從經(jīng)濟(jì)效益方面比較，我國(guó)刀具年銷售額為150億元，其刀具所占比例不足25%；日本的刀具產(chǎn)量?jī)H為我國(guó)40%，其刀具占比高達(dá)72%。我國(guó)刀具產(chǎn)品與國(guó)際市場(chǎng)刀