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1、矿山维修钳工技术知识,一、 钳工基础知识,钳工工具、量具概述,钳工所用的工具和量具很多，就如同学习“物理”课本一样，把名称单位换算搞明白了，“物理”也就学好了。相应的，所有的钳工工具、量具会用了，钳工技术也就学到手了。,1、工具：是指能够方便人们完成工作的机械器具。,钳工常用手工工具包括：划线、錾削（凿削）、锯割、锉削、钻孔、扩孔、铰孔、攻丝和套丝、矫正和弯曲、铆接、刮削、研磨及装配用工具等。 钳工常用电动工具 包括：手电钻 、电动扳手 、电动攻螺纹机 、型材切割机 等。,2、量具：将被测长度与已知长度比较，从而得出测量结果的工具称为测量工具。,长度测量工具包括量规、量具和量仪。量规：习惯上指
2、不能指示量值的测量工具量具：拿在手中使用的测量工具量仪：能指示量值的座式和上置式等测量工具,钳工常用的量具 ：钢板尺（钢直尺）、钢卷尺 、游标卡尺 、外径千分尺（千分尺） 、百分表 、量块 、塞尺 、螺纹规等。游标卡尺作为常用量具，需要详细介绍，内容如下：游标卡尺是比较精密的量具，可直接测出工件的长度、宽度、深度以及圆形工件的内外径尺寸等。常用的为0.02 mm精度的游标卡尺。 游标卡尺的读数方法分为三步: （1）查出游标零线前主尺上的整数; （2）在游标上查出与主尺刻线对齐的那一条刻线; （3）将主尺上的整数和游标上的小数相加： 工件尺寸=主尺整数+游标格数 使用游标卡尺前，首先应检查主尺与
3、游标的零线是否对齐，并采用透光法检查内、外尺角量面是否贴合，如果透光不均，说明卡脚量面有磨损，这样的游标卡尺不能测量出精确的尺寸。 除了常用的常规游标卡尺外，还有深度游标卡尺、高度游标卡尺以及电子数显游标卡尺，其使用原理与常规游标卡尺相同。,二、材料的种类、特性及其热处理,（一）、常用材料及其经验鉴别法 平时我们在不知材料的性能和材质的情况下，要对其进行鉴别、判断，一般用经验鉴别法来判断钢的元素含量及其特性和牌号。 1、断面鉴别 从断面的晶粒大小、色泽、棱角来鉴别钢的大致含碳量，根据含碳量相应地判断出钢的性能。含碳量低的钢，断面晶粒细致，色泽呈灰白色；含碳量高的钢，断面晶粒稍粗，色泽稍呈白色。
4、合金钢的断口一般晶粒都细。高速钢的断面晶粒更细，和打碎的细瓷差不多。铸钢件的断面晶粒较细，色泽银灰，棱角尖锐，而灰口铸铁的断面晶粒则很大，色泽呈灰色，有银色的小闪点，用细锉刀锉下来的细粉能在纸上画出黑色线条。 渗碳层的厚度同样可以通过断面鉴别来判断：表面层的高碳组织断口是脆性断裂，呈光亮色；中心层的低碳组织断口是塑性断裂，不呈光亮色。由于这样测得的总渗碳层厚度还包括含碳0.45%的部分，所以用此方法测得的厚度约比金相法测得的多0.20.3毫米。,2、硬度鉴别 利用锉刀可以大致鉴定普通钢材的硬度，硬度大的锉削难，硬度小的锉削易，从而能大致判断出钢的含碳量。低硬度的钢材用任何锉刀都能锉动；中硬度的
5、钢材只能用细锉刀或油光锉才能锉动；高硬度的钢材只有油光锉才能锉动。 低硬度HRC40 中硬度HRC40-50 高硬度HRC50以上,3、火花鉴别 钳工在生产实践中，常用火花爆裂对钢材牌号进行判断。钢在砂轮上打磨，被砂轮切削成细小的热粉末高速飞射到空中，在空气中急剧氧化，产生高热，甚至达到钢的熔点，处于熔融状态。粉末中的碳与氧化合生成一氧化碳气体，由于体积膨胀，长生很大的内压应力，当内压应力超过熔融液体的表面张力时，便会爆裂产生火花。经一次爆裂后，若被粉末中尚存在残留的碳元素，则进行第二次或多次爆裂。,钢材的牌号不同，火花的形状、色泽亦不同。钢种所含有的元素对火花的特性也有很大的影响。碳是引起火
6、花爆裂的主要元素，随着含碳量的增加，花粉增多，亮度增加。当其他元素和碳共存时，有助长碳素爆裂的，有阻止碳素爆裂的，作用不一样。其中有助长碳素爆裂的有錳、鉻等元素。阻止碳素爆裂的有钨、硅、镍、钼等元素。一般有实践经验的工人师傅鉴别含碳量可精确到0.05%砂轮机，常以28004000转分为宜，砂轮片常选用粒度3660号氧化铝型。火花分辩是用肉眼不易察看，是以轻易受操纵经历的影响。为了淘汰错觉和偏差，应制备已知因素的标准样块，在分辩时举样对照。操纵时磨削压力要适中，使火花束抵向水平标的目的发射。要选用玄色背景和较暗环境以增强分辩手段。,（二）、铁、钢类的区分,1、按含碳量不同区分 铁碳合金分为钢与生
7、铁两大类。（1）钢是含碳量为0.03%2%的铁碳合金。 （2）含碳量大于2%的铁碳合金为铸铁。 碳钢是最常用的普通钢，冶炼方便、加工容易、价格低廉，而且在多数情况下能满足使用要求，所以应用十分普遍。按含碳量不同，碳钢又分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。随含碳量升高，碳钢的硬度增加、韧性下降。合金钢又叫特种钢，在碳钢的基础上加入一种或多种合金元素，使钢的组织结构和性能发生变化，从而具有一些特殊性能，如高硬度、高耐磨性、高韧性、耐腐蚀性，等等。经常加入钢中的合金元素有Si、W、Cr、Ni、Mo、V、Ti等。合金钢的资源相当丰富，除Cr、Co不足，Mn品位较低外，W、Mo、V、Ti和稀土金属储量都很高。2
8、1世纪初，合金钢在钢的总产量中的比例将有大幅度增长。 含碳量2%4.3%的铁碳合金称生铁。生铁硬而脆，但耐压耐磨。,合金平衡相图,根据生铁中碳存在的形态不同又可分为白口铁、灰口铁和球墨铸铁。白口铁中碳以Fe3C（渗碳体）形态分布，断口呈银白色，质硬而脆，不能进行机械加工，是炼钢的原料，故又称炼钢生铁。碳以片状石墨形态分布的称灰口铁，断口呈银灰色，易切削，易铸，耐磨。若碳以球状石墨分布则称球墨铸铁，其机械性能、加工性能接近于钢。在铸铁中加入特种合金元素可得特种铸铁，如加入Cr，耐磨性可大幅度提高，在特种条件下有十分重要的应用。 钢铁中碳的来源:炼铁的原料之一是铁矿石，铁矿石主要成份是Fe2O3，
9、没有碳。 炼铁的原料之二是焦碳 炼铁过程部分焦碳留在了铁水中,导致铁水中含碳。 钢铁的生产 由铁矿石炼生铁。 由生铁作原料炼钢,炼钢的过程主要是除碳的过程.还不能将碳除尽,钢需要有一定量的碳,性能才达到最佳。,2、按化学成分分1、碳素钢 碳素钢是指钢中除铁、碳外，还含有少量锰、硅、硫、磷等元素的铁碳合金，按其含碳量的不同，可分为： （1)低碳钢-含碳量0.25% （2)中碳钢-含碳量0.25%0.60% （3)高碳钢-含碳量0.60%高碳钢一般在军工业和工业医疗业比较多 2、合金钢 为了改善钢的性能，在冶炼碳素钢的基础上，加入一些合金元素而炼成的钢，如铬钢、锰钢、铬锰钢、铬镍钢等。按其合金元素
10、的总含量，可分为： （1)低合金钢-合金元素的总含量5% （2)中合金钢-合金元素的总含量5%10% （3)高合金钢-合金元素的总含量10%,（ 三）、金属材料的机械性质 材料在加工和使用的过程中受到外力作用所产生的各种抵抗能力总称为机械性能如强度、弹性、塑性、硬度、韧性、抗疲劳度等。一般机械零件在设计和选择材料时大 都以机械性能指标作为主要依据。所以熟悉和掌握金属材料的机械性能非常重要。 强度和塑性任何金属在外力作用下发生破坏的过程可分为弹性形变、弹塑性 形变、断裂三个阶段。通过拉伸试验可求出材料的强度和塑性指标。强度指标强度单位： MPa,屈服极限：它是指材料承受拉伸载荷时当载荷不再增加而
11、继续发生塑性形变产生屈服现象时的应力。它是代表材料抵抗微量塑性形变的抗拉力指标。 强度极限：即抗拉强度。它是指材料承受最大拉伸载荷时的应力，是表示大量均匀塑性形变的抗拉力指标，一般简称强度。对于脆性材料而言它表示材料的破断强度。 抗弯强度：外力与材料轴线垂直并在作用后使材料弯曲这时材料的抵抗能力叫做抗弯强度。单位为MPa。 抗压强度：外力是压力时材料表现出来的抵抗能力叫抗压强度。单位为MPa 。,塑性指标： 延伸率：它是材料拉伸试验时试件拉断后的伸长同原始长度之比值的百分率。延伸率愈大材料的塑性愈好. =(L-L0) / L0 式中：延伸率， L0试样原长 L拉断后的长度 断面收缩率：它是指拉
12、伸试件拉断后断面面积的减缩与原始截面积之比值的百分率。它愈大材料的塑性也愈好。 =(F0-F)/F式中：断面收缩率 F0试样原断面积 F拉断后断口处面积,（四）、金属材料的工艺性质 金属材料的工艺性质包括可延展性、可锻性、可切削性、可铸造性和可焊接性。 可延展性在加工过程中材料能够拉拔成线，减小横断面积增加长度的性质叫做延性；能够辗轧成板，扩大面积的性质叫做展性。塑性好的材料它的延展性亦好。金属材料的延展性常常和内部结晶的情况有关。金属的结晶体坚固它的延展性就不好；含杂愈多则延展性也愈低。金属的延展性也常随温度的增减而变化，热处理及机械加工也能影响延展性。如在常温下经过反复辗轧、拉拔材料就变得
13、硬脆所以要用退火处理来恢复其延展性以免断裂。通常延性好的材料展性也较大，但两者不一定成正比例。,可锻性金属受到外力锻压可改变原来形状而不产生裂缝的性质叫做可锻性。 可锻性与金属塑性的好坏有关，塑性好的金属如黄铜、铝合金、低碳钢等在冷态下都具有可锻性。各种碳素钢在加热状态下都具有良好的可锻性。铸铁是脆性材料不能进行锻造只能用铸造的方法获得零件。 可焊接性，用局部加热的方法使金属零件联接成整体或部件的过程叫焊接。焊接可用来代替铸、锻工艺还可将铸、锻与焊接结合起来制造形状复杂的制件达到节省材料、降低成本的目的。焊接也是修复磨损零件的一种重要方法。 可铸造性，铸造是把熔化的液体金属浇注到铸型中获得零件
14、毛坯的一种加工方法。铸造可获得一定形状和尺寸的机械毛坯件。它的重量一般不受限制且成本低，所以应用极为广泛。但是符合铸造的金属必须具有良好的铸造性能。铸造性能包括液体金属的流动性、冷却凝固时的收缩率和铸件成分组织的均匀性等。在各种可作铸造用的金属中铸铁具有较好的铸造性能。 切削工艺性，金属的切削工艺性是指被刀具切削加工的难易程度它与金属的硬度、韧性、导热性、加工硬化程度等有关。切削工艺性好的金属切削时易形成的切屑，不易粘附在刀尖上，刀具不易磨损，并能获得较高的表面光洁度。对钢铁材料来说铸铁有较好的切削工艺性，碳素钢的硬度有时也有良好的切削工艺性。,（五）、几种常见热处理概念1.正火：将钢材或钢件
15、加热到临界点Ac3(对于亚共析钢)或Acm（过共析钢）以上3050,保温适当时间后，在自由流动的空气中均匀冷却的热处理工艺为正火. 2.退火：将亚共析钢工件加热至AC3以上20-40度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却(或埋在砂中或石灰中冷却)至500度以下在空气中冷却的热处理工艺 正火与完全退火的主要差别在于冷却速度快些，目的是让钢组织正常化，亦称常化处理。 3.固溶热处理：将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中，然后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺 4.时效：合金经固溶热处理或冷塑性形变后，在室温放置或稍高于室温保持时，其性能随时间而变化的现象。 5.固溶处理：使合
16、金中各种相充分溶解，强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，以便继续加工成型,6.时效处理：在强化相析出的温度加热并保温，使强化相沉淀析出，得以硬化，提高强度 7.淬火：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺 8.回火：将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺 9.钢的碳氮共渗：碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程。习惯上碳氮共渗又称为氰化，目前以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗(即气体软氮化)应用较为广泛。中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度。低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。 10.调质处理：一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。调质处理广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。调质处理后得到回火索氏体组织，它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织为优。它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关，一般在HB200-350之间。 11.钎焊：用钎料将两种工件粘合在一起的热处理工艺,
