机械装备工业节能减排制造技术

前言

第1章 装备制造业技术现状及发展 1

1 装备制造业是制造业的重要组成部分 2

2 我国装备制造业面临的挑战与机遇 3

2.1 装备制造业目前存在的问题 3

2.2 我国装备制造业面临的发展机遇 4

2.3 装备制造业的发展趋势 5

3 装备制造业典型基础制造工艺 6

4 装备工业节能减排技术现状 8

5 装备制造业节能减排技术发展趋势 10

5.1 数字化制造融入装备设计及制造过程 10

5.2 新材料开发促进机械装备减量化 11

5.3 零部件毛坯制造趋向近净成形 12

5.4 零部件制造过程推进清洁生产 13

5.5 装备制造短流程生产减少资源消耗 15

5.6 装备关键工序引入节能化技术 15

5.7 无废弃物制造促进资源循环利用 16

5.8 机械装备规格与产品制造相匹配 17

5.9 工业自动化、智能化提高装备及生产线效率 17

5.10 机械装备再制造、回收再使用获得推广应用 19

参考文献 19

第2章 炼钢生产节能减排技术 23

1 炼钢生产的现状 24

1.1 转炉炼钢 24

1.2 电弧炉炼钢 25

1.3 炉外精炼 26

2 超高功率电弧炉节能降耗技术 28

2.1 超高功率电弧炉概述 28

2.2 电弧炉合理供电技术 29

2.3 降低电极消耗技术 32

2.4 电弧炉短网节电技术 35

2.5 水冷炉壁炉盖技术 37

2.6 高阻抗电弧炉技术 40

3 直流电弧炉技术 40

3.1 直流电弧炉设备 41

3.2 直流电弧炉特征 42

3.3 新型直流电弧炉 43

4 强化冶炼技术 44

4.1 优化炉料结构技术 44

4.2 氧气燃料助熔技术 45

4.3 电弧炉二次燃烧技术 46

4.4 泡沫渣冶炼技术 48

4.5 电弧炉底吹搅拌技术 49

4.6 偏心炉底出钢技术 50

5 烟气余热利用及净化技术 51

5.1 烟气余热利用技术 52

5.2 电弧炉烟气净化技术 58

6 电弧炉炼钢节能减排技术的发展 60

6.1 电弧炉炼钢节能减排技术应用 60

6.2 电弧炉炼钢节能减排技术展望 61

参考文献 62

第3章 铸造生产节能节材技术及装备 65

1 铸造工业生产现状及节能减排 66

1.1 我国铸造行业基本概况 66

1.2 铸造型砂回收再利用 67

1.3 铸造型砂绿色化 68

1.4 铸造回炉料及金属废屑回收再利用 69

1.5 铸造绿色制造工艺及装备 69

2 数字化无模铸造精密成形技术及装备 71

2.1 数字化无模铸造精密成形加工方法 71

2.2 数字化无模铸造精密成形关键技术 73

2.3 数字化无模铸造精密成形设备 75

2.4 数字化无模铸造精密成形技术及设备应用 79

3 电渣熔铸技术及装备 81

3.1 电渣熔铸方法 81

3.2 电渣熔铸关键设备 82

3.3 电渣熔铸特殊工艺技术简介 83

3.4 电渣熔铸技术的典型应用 84

4 轻合金典型铸造技术及装备 86

4.1 重力铸造 86

4.2 压力铸造 87

4.3 半固态铸造 89

5 铸造技术未来发展趋势 90

5.1 铸造向轻量化、精确化方向发展 90

5.2 铸造向绿色化、清洁化方向发展 91

5.3 铸造向高效化、柔性化方向发展 91

5.4 铸造向自动化、智能化方向发展 91

参考文献 91

第4章 锻造生产节能节材技术 93

1 概论 94

1.1 综述 94

1.2 国内技术进展 96

1.3 发展建议 97

2 锻压设备的节能减排 97

2.1 锻压设备的能耗 97

2.2 蒸/空模锻锤电液技术改造 100

2.3 摩擦压力机改造与节能型螺旋压力机 102

2.4 锻压设备的振动与噪声控制 104

3 锻造加热与锻后热处理的节能减排 109

3.1 锻造加热炉节能措施 109

3.2 锻造余热热处理技术及应用 111

3.3 非调质钢的应用与推广 115

4 锻压工艺节能、节材的工艺措施 118

4.1 自由锻 118

4.2 模锻 121

4.3 冲压 127

5 锻压工艺数值模拟技术 133

5.1 概论 133

5.2 冲压工艺数值模拟 135

5.3 锻造工艺数值模拟 140

5.4 热锻微观组织预测 149

6 高强钢冲压技术及装备 159

6.1 高强钢/超高强钢冲压常用材料 159

6.2 高强钢/超高强钢冲压模具材料 160

6.3 高强钢/超高强钢冲压模具结构设计 161

6.4 热冲压模具加工制造 164

6.5 高强钢/超高强钢冲压工艺 166

6.6 高强钢/超高强钢冲压压力机 168

6.7 超高强钢热冲压生产线用加热炉 170

6.8 冷热冲压自动化生产线 171

参考文献 172

第5章 焊接与切割生产节能减排技术 177

1 焊接与切割生产的现状 178

1.1 国外焊接切割生产节能减排状况 179

1.2 我国焊接与切割生产现状 180

1.3 焊接与切割生产节能减排存在的主要问题 181

1.4 焊接与切割生产节能减排技术发展趋势 182

2 电弧焊节能减排技术 183

2.1 弧焊电源节能减排技术 183

2.2 焊条电弧焊节能减排技术 184

2.3 埋弧焊节能减排技术 184

2.4 气体保护焊节能减排技术 186

2.5 特种电弧焊节能减排技术 187

3 压焊节能减排技术 189

3.1 电阻焊设备节能减排技术 189

3.2 摩擦焊节能减排技术 190

4 堆焊节能减排技术 192

4.1 堆焊材料与工艺节能减排技术 192

4.2 堆焊技术的典型应用 193

5 钎焊节能减排技术 194

5.1 钎焊材料节能减排技术 194

5.2 节能减排的钎焊工艺及应用 203

6 高能束焊接节能减排技术 209

6.1 电子束焊接节能减排技术 209

6.2 激光焊接节能减排技术 211

7 切割下料生产节能减排技术 213

7.1 火焰切割节能减排技术 213

7.2 激光切割节能减排技术 214

7.3 等离子弧切割节能减排技术 216

8 焊接与切割生产的节能减排管理 217

参考文献 217

第6章 热处理生产节能减排技术 219

1 概论 220

1.1 我国热处理行业现状 220

1.2 热处理能源与利用 220

1.3 热处理生产对环境的影响 220

1.4 热处理生产节能潜力 222

2 热处理生产节能措施 222

2.1 提高加热温度 222

2.2 缩短加热时间 224

2.3 降低加热温度 226

2.4 以局部加热代替整体加热 228

2.5 省略或简化热处理工序 230

2.6 余热利用 231

2.7 减少热损失 233

2.8 充分利用燃烧废热 233

2.9 气体燃料的热化学重整 236

2.10 热能综合利用的渗碳、淬火、清洗、回火生产线 237

2.11 优化燃烧过程 238

2.12 向管理要能源 238

3 热处理排放与污染的防治 240

3.1 热处理生产的排放和污染 240

3.2 热处理有害废物排放的极限 241

3.3 清洁热处理工艺 243

3.4 清洁的热处理设备 246

3.5 节能清洁的工艺材料 255

3.6 污染的治理 257

4 回收利用 258

4.1 工件带出盐的回收 258

4.2 油水分离回收 258

4.3 工件表面切削油脂的利用 258

4.4 燃料中硫的回收 258

5 热处理行业清洁生产技术推行方案 258

6 热处理行业节能机电设备（产品）推荐

参考文献 265

第7章 表面处理节能减排技术 267

1 表面工程技术应用现状与发展趋势 268

1.1 表面工程技术内涵及分类 268

1.2 表面工程技术的节能减排特点 269

1.3 表面工程技术的应用状况及发展方向 270

2 高效节能的表面前处理 272

2.1 除油工艺 273

2.2 除锈技术 274

3 涂装节能减排技术 275

3.1 减排涂料及涂装技术 275

3.2 节能型涂料及涂装技术 277

3.3 常用涂装工艺 279

3.4 节能减排涂装技术 280

4 热喷涂（焊）节能减排技术 281

4.1 喷涂技术 281

4.2 热喷涂节能减排新技术 291

5 转化膜节能减排技术 292

5.1 磷化技术 292

5.2 钝化技术 295

5.3 微弧氧化技术 299

6 电镀节能减排技术 301

6.1 镀膜技术替代电镀技术 301

6.2 电刷镀技术 302

6.3 电镀废水处理方法 305

6.4 电镀工艺节水技术 309

参考文献 310

第8章 切削加工节能减排技术 313

1 切削加工节能减排技术现状 314

1.1 切削加工节能减排技术内涵 314

1.2 切削加工节能减排技术具体实现途径 314

2 干式切削加工技术 316

2.1 干式切削加工技术的内涵、特点和目标 316

2.2 干式切削加工技术的国内外研究及应用现状 317

2.3 干式切削加工刀具 319

2.4 干式切削加工机床 331

2.5 典型应用案例 333

2.6 干式切削加工技术的发展趋势 336

3 微量润滑切削加工技术 337

3.1 微量润滑切削加工技术简介 337

3.2 微量润滑切削加工技术国内外研究现状 337

3.3 微量润滑切削加工技术存在的问题 340

3.4 MQL装置的设计 341

3.5 微量润滑切削加工技术对铣削力的影响 342

3.6 微量润滑切削加工技术在企业中的应用 343

4 低温微量润滑切削加工技术 345

4.1 低温微量润滑系统 345

4.2 低温微量润滑切削加工技术在切削难加工材料上的应用 346

4.3 低温微量润滑切削加工技术在企业中的应用 348

5 氮气低温冷却润滑切削加工技术 353

5.1 氮气低温冷却润滑系统 353

5.2 氮气低温冷却润滑作用机理 355

5.3 氮气低温冷却润滑应用实例 357

6 水蒸气作冷却润滑剂的切削加工技术 358

6.1 水蒸气作冷却润滑剂切削加工技术的内涵、特点和目标 358

6.2 国内外研究及应用现状 359

6.3 典型设备 359

6.4 未来发展 360

参考文献 360

第9章 增材制造与快速制造技术 367

1 增材制造与快速制造技术概述 368

1.1 增材制造技术定义 368

1.2 增材制造技术原理 368

1.3 增材制造工艺过程 369

1.4 增材制造技术特点 369

2 增材制造技术国内外现状 370

2.1 典型增材制造工艺的现状及发展 371

2.2 基于增材制造的金属件制造工艺 377

2.3 增材制造技术典型研究 380

3 增材制造技术的应用领域及市场分析 381

3.1 增材制造技术应用领域 381

3.2 增材制造产业链构成 383

3.3 增材制造市场状况 383

4 增材制造技术未来发展 385

4.1 增材制造技术面临的问题 385

4.2 增材制造技术需要攻克的关键技术 385

4.3 增材制造技术未来发展方向 386

参考文献 387

《机械装备工业节能减排制造技术》对装备制造业的节能减排技术、数据和方法进行了梳理、归纳、总结和分析。《机械装备工业节能减排制造技术》涵盖了炼钢、铸造、锻造、焊接、热处理、表面处理、切削加工、增材制造等制造工艺技术，全面阐述了我国机械装备工业节能减排制造技术现状、趋势和未来发展，系统分析了我国机械装备工业与发达工业国家的制造技术方面的差距，以及我国机械装备工业节能减排方面存在的主要问题，详细总结了机械装备工业节能减排、绿色制造工艺技术现状及未来发展，对机械装备制造企业、科研院所、高等院校的开展节能减排、绿色制造方面的研究开发及应用推广工作具有现实指导意义。《机械装备工业节能减排制造技术》可供高等院校、科研院所、企业的相关管理及技术人员和相关政府部门参考，以便对当前节能减排、绿色制造工作提供技术支持，也为全国各地各行业节能监察中心、节能服务中心、专业研究机构提供有价值的参考书和培训教材。