模具材料及表面处理

模具材料及表面处理（精选3篇）

模具材料及表面处理 篇1

“工程材料及热处理”作为一名机械工程师的必修课, 在国内高校教育过程中普遍存在重理论轻实践的教学理念, 以及缺乏对学生技能培养的现象。单一的授课方式增加了学生对本课程的枯燥感和厌恶感;陈旧的实践环节无法实现生产能力的培养;新材料、新工艺知识体系增加的缓慢性, 无法实现与企业或工厂的“零距离”对接。

一、工程材料及热处理课程教学状况

“工程材料及热处理”课程是一门理论性和实践性均较强的课程, 但目前教学过程中存在的主要问题包括:

1. 现有课程内容体系在知识点的选择和安排上没有脱离传统的教学理念。新材料、新技术、新工艺方面知识点增加缓慢。

2. 现有课程安排中没有同程的实验教学环节。学生难以将所学习的知识点与分析、解决生产实际问题相联系。

3. 学生对课程认识不够, 误认为本门课程就是简单的记忆。学完课程后往往只有一个“陶瓷”、“塑料”等非常模糊而笼统的概念。

二、改革理念、思路及目标

课程改革理念、建设思路与目标如下:

1. 改革教学方法与教学手段。针对“工程材料及热处理”理论性和实践性均较强的特点, 注重教学内容的精选, 着重讲清“问题是什么”、“问题的背景是什么”、“问题的性质是什么”、“问题的解决方法是什么”等内容。

2. 新建一些实验设备先进、实验水平高、与生产实践结合紧密的新实验项目, 以满足课程建设的实际需要。

3. 以企业典型应用为载体, 实现以实例项目为导向的教学模式。以吉利汽车制造厂的实际案例, 如以“帝豪EC7模具工艺的改进”为载体, 将学习过程转化为“企业现场情景的再现”, 实现“将理论知识转化为专业技能”的学习目标。

4. 将工程中的典型案例引入教学内容, 并借助教师的引导、学生的动手实践和课堂讨论, 使学生掌握工程材料与热处理的思路和基本方法;提高学生分析问题和综合设计的能力。

5. 提出复合材料的有限元研究观念, 引入教师在研项目, 带领学生进入科研实践, 掌握分解任务、各个击破的解决问题方法, 为学生今后可能的科研需求打下坚实的基础。

6. 培养团队协作精神, 形成良好的职业能力和职业素养。分组进行教学, 按组分配任务, 进行讨论、查阅资料、分工合作, 培养团队协作精神。

7. 强化能力、过程考核, 提高学生的学习兴趣。改变传统考核方法重理论轻应用的方式, 采取强化能力、过程考核, 注重学生的参与, 培养学生主动学习和创新能力。加大学生平时成绩比重, 将期末考核转变为章节考核。实践考核与理论考核相互结合, 形式上做到有机统一、相互渗透。可以就某一材料或工艺设计问题, 例如围绕“玉兔号”月球车, 设定一个与材料或工艺相关的写作范围, 让学生自己根据问题去寻找答案。

三、课程改革内容

本课程的主线为:成分—组织—性能—典型材料。常见的章节内容是:晶体结构与结晶、金属的塑性变形、相图、铁碳合金、钢的热处理、合金钢、铸铁、有色金属、非金属材料简介及工程材料的选用等。其中重点是相图、热处理 (包括原理与工艺) 和合金化原理。调整课程基础知识内容、增加实践模块环节、融合工厂实例与科研项目, 提高学生对相图、热处理和合金的运用能力, 成为本课程改革的核心内容。结合教改理念、思路与目标, 课程改革的具体内容主要如下图所示。首先, 对于基本知识方面, 要求学生掌握晶体结构与结晶、金属的塑性变形、相图、铁碳合金、钢的热处理、合金钢、铸铁、有色金属、非金属材料及工程材料等基本知识点, 结合学校现有实验设施完成基本的实验环节, 考核方式以章节考试为主。其次, 增加案例实践环节。主要结合我校“卓越计划”的合作单位———宁波吉利汽车公司的工厂实例, 如“6σ在焊点质量改进中的应用”、“帝豪EC7模具工艺的改进”、“鼓式制动器及其蹄片切削机设计”等实际工艺环节, 展开案例型教学, 考核方式以个人实践考核的形式为主。最后, 结合教师的科研项目, 提升自主学习能力、增加团队合作能力。主要结合我国在研的深空太阳天文台主反射镜、主桁架结构的材料选择与工艺设计的科研需求, 或者以大家感兴趣的神舟十号、嫦娥三号、“玉兔号”月球车等项目对材料与工艺的展开, 充分激发学生对工程材料的兴趣, 鼓励学生自主调研、通力合作解决问题。在实际项目学习中普及“有限元分析”方法在复合材料设计理念中的科研思想, 开阔学生的科研视角。考核方式以团队式的论文报告为主。基于以上课改内容, 结合教改理念、思路、目标, 可以解决课堂教学中以下问题: (1) 普遍认为本课程“学而无用”———加强学生对课程的宏观认识。老师在讲解过程中, 一定要把握好宏观与微观, 既能把复杂问题简单化, 也能把简单的现象上升到科学的深度。在本课程绪论环节, 应把本课程进行宏观描述一下。 (2) 枯燥的学习方式——把课程内容生活化、简单化。课程当中很多专业的知识点实际上和日常生活做人做事的道理一样。比如, 在讲述晶体缺陷时候, 就让学生知道:第一, 完美的晶体是不存在的, 晶体一定存在缺陷;第二, 晶体缺陷不一定是缺点, 在工程上有其用武之地。 (3) 重点知识的掌握———以点带面, 用简单的思路来讲述复杂的道理。根据知识点的连贯性, 一定要把基础知识讲清楚, 然后逐步延伸。比如, 铁碳相图是本课程的一个重点和难点, 包括共晶相图和共析相图等, 而共晶相图和共析相图的基础都是匀晶相图, 而匀晶相图的重点就是两点:第一, 结晶过程中的某具体温度时刻的液相和固相的具体成分确定 (这就是液相线和固相线的另一层含义) 。第二, 结晶过程中的某具体温度时刻的液相和固相的相对含量确定 (这就是杠杆原理) 。掌握了以上两点, 整个相图就全盘皆活。 (4) 相关知识容易遗忘———通过渗透材料科技史的方法强化印象。材料科学很多原理和实验结果经历了漫长的探索过程, 甚至在科技史上还走了弯路。如果仅简单地就事论事, 学生印象肯定不深刻, 甚至不理解, 即使把原理和理论背下来了, 碰到实际问题可能很难灵活运用。所以, 以科技史的形式给学生讲解, 穿插一些材料轶事以及一些小典故, 强化学生记忆、增加学习乐趣。比如, 讲解单晶体的时候, 就可以把贝尔在检查电话系统故障时发现蓄电池电极板表面长出了一些针状的晶体———“晶须”。这些理想的晶体比现实带有缺陷的晶体的强度增加几个数量级。然后再讲述晶须的出现如何扩大了金属材料的应用, 目前可以作为增强材料与其他材料组成复合材料。这样学生印象才深刻, 同时还为后面非金属材料的讲解做好铺垫。

综上所述, 本文分析了现有工程材料及热处理课堂教学中的普遍问题, 针对这些问题提出了该课程的课堂教学改革思路与改革内容, 并对其改革的实现提出了相应的方法。通过我们为期近一年的课堂实践, 发现在工程材料及热处理课程教学过程中实施课堂教学的相关改革, 对提示我校机械工程人才培养质量, 促进我校工程教育, 实现培养高素质机械工程人员具有重要的现实意义。

摘要：针对工程材料及热处理课程现有教学模式的不足, 本文提出工程材料及热处理课程改革, 并分别阐述了改革目标、思路、内容与实现方式。结合实践表明, 该课程的教学改革具有积极作用。

关键词：工程材料,热处理,教学模式,课程改革

参考文献

[1]高为国, 董丽君, 吴安如.基于卓越工程师培养的“机械工程材料”课程建设[J].湖南工程学院学报学报, 2010, 20 (3) :74-77.

[2]陈国金.工科类大学生创新教学实践[J].实验室研究与探索, 2010, (3) .

[3]纪华刚.卓越计划校企联合机制的研究与实践[J].长春工业大学学报 (高教研究版) , 2011, (9) .

模具材料及表面处理 篇2

1.以下材料每份材料扫描成PDF格式文件，U盘拷贝，送纸质材料时一并提交；

2.新申请和延续类单位提交材料时需携带原件一份，复印件三份，原件材料上要求逐页加盖申请单位公章。复印件只需要在封面盖申请单位公章，加盖骑缝章。

3.申请变更、注销和补发的，提交原件1份； 4.应当使用中国法定计量单位；

5.申请内容应当完整、清楚，同一项目的填写应当一致； 6.所有外文（国外地址、商标等专有名词除外）均应当译为规范的中文，并将译文附在相应的外文材料前。

第四条 新申请卫生行政许可的，应当提交以下材料：

（一）卫生行政许可申请表；

（二）综合监督执法机构出具的生产能力审核意见（含审核材料）；

（三）产品检验报告（附检验申请表、检验受理通知书、产品说明书、样品采样记录）；

（四）封样样品一件（大型水质处理器提交产品照片）。第五条 申请延续卫生行政许可有效期的，应当提交以下材料：

（一）卫生行政许可延续申请表；

（二）卫生许可批件原件；

（三）近一年内省级综合监督执法机构出具的生产能力审核监督意见（含审核材料）；

（四）近一年内检验机构出具的卫生安全性检验报告（附检验申请表、检验受理通知书、产品说明书、样品采样记录）；大型水质处理器提交总体性能检验报告；消毒剂和消毒设备提交卫生安全性检验、总体性能检验、消毒效果检验、有效成份含量及稳定性试验报告。

第六条 申请变更产品中文名称中的品牌的，应当提交以下材料：

（一）卫生行政许可变更申请表；

（二）卫生许可批件原件；

（三）变更后的产品商标注册证明文件。

第七条 申请变更申请单位和实际生产企业名称、地址的，应当提交以下材料：

（一）卫生行政许可变更申请表；

（二）卫生许可批件原件；

（三）国产产品提交当地工商行政管理部门出具的证明文件原件；

（四）国产产品变更属于企业集团内部进行调整的，提交当地工商行政管理部门出具的变更前后生产企业同属于一个集团的证明文件；子公司为台港澳投资企业或外资投资企业的，可提交《中华人民共和国外商投资企业批准证书》或《中华人民共和国台港澳侨投资企业批准证书》公证后的复印件；

（五）进口产品提交生产国或原产国（地区）政府有关部门或认可机构出具的相关证明文件，其中因企业间的收购、合并而提出变更生产企业名称的，也可提交双方签订的收购或合并合同的复印件。证明文件应当译为规范的中文，中文译文应当经中国公证机关公证。

第八条 国产产品申请变更实际生产企业或生产地的，以及进口产品申请变更实际生产企业或生产地的，应当提交以下材料：

（一）卫生行政许可变更申请表；

（二）卫生许可批件原件；

（三）省级综合监督执法机构出具的生产能力审核意见（含审核材料）；

（四）检验机构出具的卫生安全性检验报告（附检验申请表、检验受理通知书、产品说明书、样品采样记录）；大型水质处理器提交总体性能检验报告；消毒剂和消毒设备提交卫生安全性检验、总体性能检验、消毒效果检验、有效成份含量及稳定性试验报告。

第九条 进口产品变更在华责任单位的，应当提交以下材料：

（一）卫生行政许可变更申请表；

（二）卫生许可批件原件；

（三）生产企业终止对原在华责任单位授权的证明。证明文件如为外文，应当译为规范的中文，中文译文应当经中国公证机关公证；

（四）原在华责任单位放弃生产企业对其授权的证明；

（五）新在华责任单位授权书。

第十条 申请注销许可事项的，应当提交以下材料：

（一）卫生行政许可注销申请表；

（二）卫生许可批件原件；

模具材料及表面处理 篇3

关键词：氮化硼,氯化铵,高比表面,前驱体,多孔材料

随着生物质化学催化转化与利用、CO2干式重整等技术不断发展[1], 对催化剂及载体的高温抗氧化性、抗酸碱性等性质要求更好。工业常用催化剂载体如SiO2, γ-Al2O3等常用于温和反应条件下催化剂载体[2,3], 在高温反应条件下易与催化剂或反应物发生反应, 稳定性差。氮化硼是一种良好的透波材料[4]、理想的高温介电材料[5], 同时具有高的热导性、抗酸碱性、憎水性、高温抗氧化性、不与大多数化学物质反应等特点, 几乎与所负载的金属催化剂不发生界面反应, 可作为高温反应的催化剂载体, 如用作挥发性有机物 (VOC) 的氧化[6]、丙烷氧化[7]、CH4-CO2干式重整反应[8]反应中的催化剂载体, 但现在市售的氮化硼比表面积低, 仅为20m2·g-1左右[9], 不适于作为催化剂载体材料。高比表面氮化硼的现有制备方法主要有水 (溶剂) 热合成法[10,11]、模板法[12,13]以及有机先驱体转化法[14,15], 然而这些方法均存在一些缺点, 例如水 (溶剂) 热合成法合成产率低, 对高压反应釜的材质要求高;模板法工艺复杂;有机先驱体热解法采用的原料如氨基硼烷、三氯硼吖嗪、硼吖嗪等成本高;氮化硼纳米功能材料如BN纳米管、BN纳米球制备工艺复杂、成本高[16], 以上合成方法均难以实现工业化生产。本工作采用以廉价易得的硼酸和三聚氰胺制得的化合物C3N6H6·2H3BO3为前驱体, 通过添加无机致孔剂氯化铵来制备高比表面多孔氮化硼材料。

1 实验

1.1 高比表面氮化硼的制备

依次将硼酸、三聚氰胺及添加剂氯化铵按一定比例加入到一定量的去离子水中, 反应温度保持在80℃左右, 反应结束后于室温自然冷却, 经过抽滤、水洗以及真空干燥, 得到氮化硼前驱体化合物。将前驱体置于真空管式炉内, 在氮气气氛中于1500℃下反应, 真空管式炉自然冷却之后收集产品进行表征。

1.2 材料测试与表征

采用X射线衍射分析仪 (Rigaku D/max2550VB/PC) 表征样品的晶型结构, 测试条件为:CuKα射线 (λ=0.15406nm) , 工作电压36kV, 工作电流20mA, 步宽0.02°, 扫描速率4 (°) /min, 扫描范围2θ=10~80°。

采用Nexus FT-IR型傅里叶变换红外光谱仪对样品进行定性分析, 通过测定样品基团特征红外吸收峰来确定样品成分, 测试方法:分别取1~2mg样品与10倍量的无水KBr混合研磨成细粉末, 然后倒入压片模具中压片, 用透过法测定傅里叶变换红外光谱图。

采用JSM-5610LV型扫描电子显微镜分析样品的微观形貌, 表征氮化硼产品的长度、直径、长径比及表面孔洞分布情况, 最大放大倍数为80万倍, 分辨率为1nm。

采用JEM-2100FSTEM/EDS型场发射高分辨透射电子显微镜观察样品内部结构与晶面间距。通过低分辨率图像观察样品整体形貌与表面孔洞分布情况, 通过高分辨率图像观察样品晶相并得出晶面间距。测试参数:TEM分辨率:0.23nm (点) , 0.102nm (晶格) , STEM分辨率:0.20nm (晶格) , 最小束斑尺寸:0.5nm。

采用BELSORP-Mini II型全自动比表面和孔隙度分析仪表征样品比表面积和孔结构, 将样品在250℃下预处理4h, 然后在-198℃条件下进行N2吸附与脱附, 测定样品在不同P/P0下N2凝聚量, 绘制出等温吸脱附曲线, 从而测定其比表面积、孔容和孔径分布。利用BET方法测定样品比表面积 (BET的线性范围取在0.05

2 结果与讨论

2.1 X射线粉末衍射分析

图1为样品的XRD图。从图1可以看出, 在2θ=25.952° (d=0.34305nm) , 42.052° (d=0.21469nm) , 76.672° (d=0.12418nm) 处出现了三个衍射峰, 通过与h-BN的JCPDS标准谱图对比可知, 在2θ=25.952, 42.052, 76.672°处的三个衍射峰分别对应于h-BN的 (002) , (100) 以及 (110) 晶面, 其中 (002) 晶面的衍射峰强度最高, 属于主峰, (002) 晶面的出现证明h-BN中存在堆叠有序的层状结构。

2.2 傅里叶变换红外吸收光谱分析 (FT-IR)

样品的红外光谱图如图2所示。图2出现了三个吸收峰, 出现在1382.39, 808.12cm-1处的两个吸收峰分别对应于h-BN的ν (B-N) 和δ (B-N) , 说明样品主要是BN, 在高频区3419.67cm-1处出现的红外振动吸收峰对应于产品表面存在的-OH的伸缩振动, 这是由空气中的水分子吸附在样品表面造成的。

2.3 场发射扫描电镜 (SEM) 分析

图3为样品的SEM图。由图3 (a) 和图3 (b) 可以看出, 所制备高比表面氮化硼呈纤维状形貌, 且有部分团聚, 图3 (c) 是单根氮化硼纤维的SEM图, 从中可以发现样品呈带状形貌, 其直径为500~1000nm, 其长度为5~15μm, 其长径比在5~15范围。

(a) 整体形貌; (b) 团聚纤维形貌; (c) 单根纤维形貌 (a) the overall morphology; (b) reunion morphology; (c) single fiber morphology

2.4 透射电镜 (TEM) 分析

对样品进行透射电镜分析的结果如图4所示。从图4 (a) 可见, 样品呈一维带状纤维结构, 且样品表面有大量孔洞存在。由图4 (b) 可见, 样品表面孔隙分布呈无序排列状态。由图4 (c) 可见样品内部六方氮化硼晶格排列不规整, 主要是层状的六方氮化硼结构, 层数为10左右, 层间距约在0.34nm左右, 氮化硼层状结构之间有大量的孔洞, 孔径在2~5nm之间, 这是氮化硼比表面积大幅提高的主要原因。

(a) , (b) 氮化硼带的HRTEM图; (c) 孔隙周边氮化硼的HRTEM图 (a) , (b) HRTEM image of BN belt; (c) HRTEM image of BN near hole

2.5 比表面与孔径分析

图5为样品的氮气吸附-脱附曲线。由图5可以看出, 样品的吸脱附等温线属IUPAC分类中的IV型, 典型的特征是吸附与脱附曲线不一致, 可以观察到迟滞回线, 说明样品中的孔主要为中孔。从图5还可以看出, 在相对压力P/P0<0.05时仍有很强的吸附现象发生, 说明在样品中存在微孔。图6为样品的孔径分布曲线, 由图6可看出, 样品的最可几孔半径为1.22nm。通过BET方法计算得到样品的比表面积为456.68m2/g, 平均孔径为3.8303nm, 总孔容为0.4373cm3/g。由BJH理论算得样品的中孔孔容为0.3677cm3/g, 占总孔容的84.09%, 中孔比表面积为340.06m2/g, 占总比表面积的74.46%。

3 结论

(1) 以三聚氰胺和硼酸为原料, 氯化铵为添加剂, 在80℃的水浴温度下反应, 氯化铵可与析出的白色沉淀即先驱体C3N6H6·2H3BO3充分混合。在随后的高温热解中, 氯化铵受热分解产生氯化氢气体和氨气, 同时留下孔隙, 致使最终产物具有多孔结构。

(2) 制备的高比表面氮化硼材料为带状纤维, 比表面为456.68m2/g, 平均孔径为3.8303nm, 总孔容为0.4373cm3/g, 中孔孔容为0.3677cm3/g, 占总孔容的84.09%, 中孔比表面积为340.06m2/g, 占总比表面积的74.46%, 说明样品中大部分孔为中孔。