中南大学材料专业大四工程实践与岗位体验

一、课程目的及安排

随着社会的快速发展，用人单位对大学生的要求越来越高，对于即将毕业的材料科学与工程专业在校生而言，为了能更好的适应严峻的就业形势，毕业后能够尽快的融入到社会，同时能够为自己步入社会打下坚实的基础，工程实践与岗位体验是必不可少的阶段。工程实践与岗位体验能够使我们在实践中了解社会,让我们学到了很多在材料科学与工程专业课堂上根本就学不到的知识,受益匪浅,也打开了视野,增长了见识,使我认识到将所学的知识具体应用到工作中去。为以后进一步走向社会打下坚实的基础,只有在实习期间尽快调整好自己的学习方式,适应社会,才能被这个社会所接纳,进而生存发展。

“实践是检验真理的唯一标准”，只有把从书本上学到的材料科学与工程专业理论知识应用于实践中，才能真正掌握这门知识。因此，学院为我们安排了工程实践与岗位体验这门课程。

我们组在宁乡中工新材有限公司进行了为期六周的工程实践与岗位体验。实践的主题是铜合金的制备。

二、企业情况

2.1企业情况简介

由中南大学材料学院二位博士导师领办，六位博士加盟，拥有十二位高、中级职称技术人员的岳麓山国家大学科技园高新技术入园企业；科技部中小型企业技术创新基金项目“铁路列车异步牵引电动机铜合金导条、端环和护环中试”（00C26214300352）承担单位；

由科技部、国家税务总局等五家单位批准“大功率调频调速异步电动机专用铜合金转子部件”为国家重点新产品；

主要从事高性能铝合金和铜合金及其它有色金属新材料的研制、开发与生产；

公司注册资本为100万元，无形资产经湖南省四达评估有限公司评估为2170万元。

2.2拥有的自主知识产权：

高速列车异步牵引电动机铜合金导条、端环和护环，中国发明专利(ZL99101984.9)；

一种大功率调频调速异步牵引电动机铜合金导条和端环及其制备方法，中国发明专利(ZL2010 1 0181509.2)；

高速列车异步牵引电动机铜合金导条、端环和护环研制，湖南省科技厅鉴定成果(湘科鉴字[1999]第132号)，2000年湖南省科技进步二等奖；

地铁列车和城市轻轨列车大功率异步牵引电动机铜合金导条、端环和护环中试，湖南省科技厅鉴定成果(湘科鉴字[2000]第231号)，长沙市科技进步一等奖(长科奖字[2001]第03号)；

车辆用大型铝合金型材配用焊丝研制，湖南省科技厅鉴定成果(湘科鉴字[2002]第028号)；

高强高韧可焊含钪铝合金板及配用焊丝，中国有色金属工业总公司鉴定成果(中色鉴字[1998]第065号)。

2.3主要研制开发的产品：

大功率调频调速异步牵引电动机转子铜合金导条、端环和护环（可批量供货）；

铝钪中间合金（可批量供货）；

铝合金焊丝（可批量供货）。

2.4目前产品用户：

1、南车株洲电机有限公司，各种车速的动车和高铁牵引电机，出口多个国家的特种电机；

2、湘潭电机股份有限公司，多个城市的地铁和轻轨牵引电机，特种电机；

3、北车永济电机有限公司，各种车速的动车和高铁牵引电机；

4、湘潭兴达电机有限公司，108T矿用自卸车交流电机。

三、岗位体验记录

3.1工艺简介

3.1.1电动机转子铜合金导条制备工艺

Cu-Cr-Zr合金以其优良的力学性能、导电性能及成熟的制备工艺而广泛应用于电工电子等行业。在Cu-Cr-Zr合金的基础上添加Zn，以调节合金的电阻率，合金的名义成分为Cu-（10~12）%Zn-（0.6~0.9）%(Cr,Zr),其制备工艺如下：合金熔炼与铸造→锭坯切割、剥皮→挤压并水淬→酸洗→冷拉→矫直、剪切→时效→酸洗、钝化→精整、包装

3.1.2电动机铜合金护环制备工艺

护环是电动机转子上的重要部件之一，它热套于端环上，受紧配合力、本身及绕组端部的离心力、弯曲应力等作用，叠加应力很高。因此要求护环材料必须有足够的强度和尽可能高的塑性与韧性、最小的残余应力、最少的危害性缺陷。纯铜以其优良的导电、导热、耐磨、耐蚀性能和工艺性能而被广泛应用于机电、电工、电子等行业。但纯铜在软态下的强度较低，特别是抗高温变形的能力差，越来越难以满足现代工业的发展对高强度强韧铜合金的需求。因此高强度强韧铜合金的设计主要是两种思路：一是加入适量合金元素强化铜基体来提高强度，同时尽可能减少对电导率的影响；二是引入第二相形成复合材料，通过复合强化取长补短，达到高强强韧的综合性能。根据护环产品的性能要求，通过综合考虑，在铜合金成分设计时，采用铝、铁、镍为合金成分控制元素，优化了三者之间的合理比例为10∶4.5∶4.5。

护环的主要技术路线是：合金熔炼与铸造→半连续铸造→均匀化处理→自由锻造→热处理→机加工→无损伤检测→成品检验→包装入库

护环

3.2岗位体验记录

3.2.1熔炼与铸造工艺岗位体验

3.2.1.1.原料：电解铜板、锌以单质形式直接加入，铬和锆是以铜铬、铜锆中间合金的形式加入。

3.2.1.2方法：在熔炼和铸造过程中，由于合金中高含量的铝和镍，这两种元素在熔炼过程中易氧化，最终形成高熔点的悬浮渣造成熔炼过程中清渣难度增加。因此熔炼时采用中频感应电炉，并在添加铝块后再添加能溶解氧化铝的冰晶石作覆盖剂和精炼剂，解决了造渣严重的问题。通过半连续铸造工艺浇注铸锭，铸造温度为1220℃～1260℃。

3.2.1.3设备：1000HZ中频线圈感应炉。

品牌:拓高

颜色分类:坩锅浅灰色

电压:220-380V

功率:15-160KW

温度:2000度

熔量:1--200公斤

用途:有色金属熔炼

3.2.1.4铜合金熔炼一般原则：

（1）所有金属炉料必须清理干净

（2）快速熔炼，及时浇铸

（3）控制炉气为中性

（4）加料次序重要

（5）熔炼温度与铜液质量密切相关，应严格控制

（6）及时准确执行炉前质量检验

本厂生产的黄铜需要低温加锌，逐块加锌。沸腾除气，不需要精炼。采用红外测温仪测量铸锭的温度。