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五金制造工艺及其管理研究
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第一章 引言

第一节 选题背景和意义

一、 选题背景
当我们步入崭新二十一世纪，伴随知识经济和全球经济一体化进程加紧，和中国加入世界贸易组织，工业发展受到越来越大竞争压力和严峻挑战，同时也取得了难得发展机遇。要变制造大国为制造强国，对于制造业来说，竞争关键是怎样将用户满意创新产品快速推向市场。以信息化带动工业化，走新型工业化之路，以电子技术、信息技术、多种优异制造工艺技术及其管理技术等武装制造企业，全方面提升面向产品全生命周期工艺、工装等设计水平和管理水平，是提升制造业，尤其是装备制造业竞争力和经济效益基础和关键。
二、选题意义
工艺技术水平不仅对企业产品质量有至关关键影响，而且影响着企业生产物耗、能耗和效率。也就是说，企业工艺技术水平直接决定着多种投入资源在生产过程中变换效率，决定着企业经济效益优劣。
经过本课题研究，实现五金制造企业提升工艺设计质量，提升新工艺设计水平，并促进五金制造技术和管理水平提升。 第二节 制造业现实状况和面临形势 制造业是为国民经济提升装备和为人民生活提供消费品产业。生产技术进步和经济效益高低，在很大程度上全部取决于它所采取装备性能、质量和成本。制造业既直接反应工业生产技术水平和能力，又集中利用了现代科学技术新结果。所以，制造业规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平关键标志之一。
一、制造业现实状况
改革开放以来，制造业技术水平和科技全部得到了长足进步。制造业充足利用中国外两方面技术资源，有计划地推进企业技术改革和新产品开发，引导企业走依靠科技进步道路，使制造技术、产品水平及经济效益全部发生了显著改变，为满足中国市场需求，扩大出口创汇，推进国民经济发展做出了很大贡献，一批优异制造技术在生产中得到了应用和普及，一大批企业在关键工序增加了优异、精密、高效设备。另外，科技体制改革不停深化，绝大多数研究已进入经济建设主战场，并为经济建设发挥着越来越大作用。
二、制造业面临形势
即使制造业综合技术水平在近几年有了大幅度提升，但和工业发达国家相比仍存在着阶段性差距，反应了制造技术落后，关键表现在一下几方面。一是技术开发能力和技术基础微弱。近几年来开发成功产品，大部分依靠引进国外技术；对引进技术消化吸收仍停留在掌握已经有技术、提升国产化率低层次上，没有上升到形式产品自主开发能力和技术创新高度。二是全员劳动生产率低。产值增加速度关键依靠资金和劳动力投入，技术进步贡献率低。这表现制造业发展还没有真正转移到依靠技术进步轨道上来，缺乏将科技结果转化为现实生产力健全有效机制。三是产品质量不够高，而且能耗高，国际竞争力缺乏。尽管产品出口增加快速，但进出口逆差仍然很大。

第三节 本文研究内容和方法 本文关键研究内容以下：
1.引言关键是介绍本文选题背景和研究意义，并对制造业现实状况、面临形势进行了分析。
2.对工艺工作意义、目标和任务进行了分析；并探讨了工艺管理和企业管理之间关系。
3.对五金制造企业关键工艺技术介绍和分析。
4.对五金制造工艺管理分析及工艺管理提升、改善研究。
本人经过实地实习调查，取得了相关资料。在写作过程中，并结合相关理论知识对五金制造工艺及其管理进行研究。
第二章 工艺及其管理研究
第一节 工艺工作意义 一、工艺工作是科学技术转变为生产力是实践过程
科学技术转化为生产力，一定要经过工艺技术、工艺装备、工人操作技能和包含工艺管理在内工艺工作来实现。
（1）优异工艺技术是科学结果物化结果
制造业是科学结果一个关键应用领域，其关键表现就是很多科学结果全部是物化为优异工艺技术而进入实用阶段并在生产中推广，从而促进了制造业技术进步。
（2）工艺装备水平既反应了科学水平，又代表了生产力水平，是制造业发展基础和技术实力一个具体表现
科学技术发展，使工艺装备愈加精密、高效，机械化、自动化程度越来越高。可见，科学技术物化为工艺装备以后对生产力发展将产生巨大威力。
（3）劳动者技能是科学物化为生产力第三种形式，即经过教育和培训使科学物化为劳动者技能
人是生产力诸要素中最活跃、最基础原因，其决定性作用。一切物原因全部必需经过人原因，即经过劳动者体力和智力，利用技能，才能并入生产过程，组成现实生产力。尤其在知识经济时代今天，用优异科学技术武装人头脑是极为关键。
（4）科学经过提升包含工艺管理在内企业管理水平，转化为生产力
管理含有两重性，既含有上层建筑（生产关系）性质，又含有生产力性质。管理就是利用科学方法，是生产力中多种原因加以综合，从而提升企业经济效益。
二、工艺工作是制造业基础
制造业向国民经济各部门提供装备，就是处理制造什么和怎么再制造两大问题。首先依据社会需求开发产品，其次要处理用什么生产资料、方法和手段制造出用户需要产品。马克思在《资本论》中曾指出，各个经济时代区分，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动工具生产。这就从理论上说明了工艺工作队生产发展和社会进步关键作用。
（1）工艺技术是新产品开发和老产品更新换代关键技术确保
优异、合理工艺技术是产品发展前提条件，优异设计能够促进工艺技术开发，而优异工艺技术开发和贮备，又可为设计水平提升发明条件。在产品和技术引进工作中，样机、设计图样是能够买到，但工艺技术和成份配方等是极难得到。尤其是制造技术关键、诀窍，更是保密。所以，这些技术难点往往就成为国产化关键。
（2）工艺水平是影响产品质量关键原因
实践表明，产品存在大量质量问题，往往是因为工艺落后和工艺管理不善和工艺纪律松弛造成。同时，工艺技术每项重大进展和应用，会显著提升产品质量。

（3）工艺技术和工艺管理是企业提升经济效益关键路径
以工艺进步为基础内容技术进步，是生产发展关键动力。 第二节 工艺工作目标和任务 一、工艺工作目标
工艺工作目标是确保企业在T、Q、C、S市场竞争中含有一定优势，具体可包含以下多个方面：
（1）优化制造系统
能按T、Q、C、S要求，使企业制造系统适应该代生产需求，包含生产模式、生产组织、工厂部署、现代优异制造技术应用等。
（2）优化产品制造工艺
这是对具体产品而言，在优化制造系统中，充足利用系统内设施、组织、技术，确保产品制造过程优化，按时、按质、低成当地完成。
（3）培养适应该代制造系统合格工艺人才
在任何系统中人是最主动原因，生产系统优化，产品工艺优化全部是由人来完成，所以企业工艺目标必需建立在合格工艺人员基础上。
二、工艺工作任务
依据以上目标，企业工艺部门任务是：
（1）制订企业工艺发展计划：依据企业中长久计划，具体制订工艺发展计划，指导计划期内工艺工作发展。
（2）制订企业技术改革计划：依据发展计划制订近期技术改造计划，并组织实施。
（3）制订工艺技术开发、研究计划，努力学习优异制造技术，并组织实施。
（4）建立健全工艺管理体系：建立完善工艺标准体系，确保企业生产工艺系统有效地运转，实施工艺工作任务。
（5）进行产品生产工艺技术准备。
（6）开展产品生产技术服务。
（7）为企业其它部门提供工艺技术范围内服务。 第三节 工艺及其管理基础概念 一、工艺过程基础概念
“工艺”术语在GB/T4863—1985国家标准中定义为“使多种原材料、半成品成为产品方法和过程”。制造工艺是多种制造方法和过程总称。
1. 生产过程
生产过程是指将原材料转变为产品全过程。对五金制造而言，其全过程包含下列过程：
（1）原材料、半成品和成品（产品）运输和保管。
（2）生产和技术准备工作。如产品开发和设计、工艺设计、工艺装备设计和制造、多种生产资料准备和生产组织等方面准备工作。
（3）毛胚制造。如拉深、冲压等。
（4）半成品加工、热处理、氧化、喷涂、清洗和其它表面处理等。
（5）部件和产品装配、调整、检验、包装等。
2.工艺过程
工艺过程是指生产过程中直接改变生产对象形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品过程。如毛胚制造、机械加工、热处理、装配等过程均为工艺过程。工艺过程是生产过程关键组成部分。
工艺过程设计，在生产准备工作中起着决定性作用，根据要求工艺过程组织生产，对确保产品质量、生产率和经济性有十分关键意义;同时，生产中多种生产准备工作和生产辅助工作，也全部以要求工艺过程为依据。而且，实施要求工艺过程，才能够建立起正常生产秩序。所以，设计正确合理工艺过程是十分关键工作。
二、工艺管理基础概念
1. 工艺管理性质
工艺管理定义为科学地计划、组织和控制各项工艺工作全过程。首先存在于将原材料、半成品转变为成品全过程中，对制造技术工作所实施科学、系统管理。其次，又处理、处理生产过程中人和人之间生产关系方面社会科学问题。
2. 工艺管理内容
工艺管理是企业管理关键组成部分，涵盖和联络着企业各个部门，它包含对新产品图样进行工艺性分析和审查，拟订工艺方案，编制零部件分工目录 , 编制工艺规程和工艺装备设计，制订材料消耗定额和工时定额等一系列工艺准备工作。企业工艺管理依据其不一样功效和作用，可分为工艺基础工作、产品生产工艺准备及生产现场工艺管理三个方面。
（1）工艺基础工作
工艺基础工作是为提升企业工艺技术水平和工作质量而开展基础性、方向性、综合性和常常性工作。其包含工艺发展计划、技术改造计划、工艺标准化、工艺研究和开发、工艺信息管理、工艺管理制度和工艺纪律。
（2）产品生产工艺准备
为实现机械产品设计要求，在新产品投产前需要一系列生产技术准备工作，其中工艺准备占比重最大。工艺准备工作质量，不仅决定能否实现产品计划要求，而且对缩短生产技术准备周期、顺利组织生产、提升产品质量、提升产品开发效率和降低成本全部有直接影响。
（3）生产现场工艺准备
工艺试验过程即制造过程是多种生产技术，尤其是工艺文件实施于生产现场过程，这一阶段工艺管理工作，是确保毛坯、零件和产品质量稳定和提升，最大程度地提升劳动生产率和降低物耗，实施文明生产和改善劳动条件等。 第四节 工艺管理和企业管理 一、工艺管理是企业管理关键组成部分
（1）泰勒（F.W Toylor）制
19世纪末到20世纪初，出现了“科学管理”理论，其创始人之一——美国泰勒从分析工人操作过程入手，研究了工艺过程中“动作和时间”关系，以寻求最高工作效率，确立了“泰勒制”。它分为作业管理和组织管理两大方面。
作业管理关键内容是：
l 制度化、科学化作业方法把工人在实践中积累起来大量传统知识和经验，搜集、统计、归纳成规律、规则，以替换单凭工人本身经验进行作业方法。
l 根据标准操作方法培训工人，尽可能使工人负担力所能及工作，以发挥最大作用。
l 制订标准工作定额，依据每个工人完成工作定额支出工资。
组织管理方面内容是：
l 把管理职能和作业职能分开，使管理工作专业化。
l 把整个管理工作划分为很多较小管理职能，建立集权职能部门，决议权集中于最高层，而日常事物权分散到下级管理人员。
由此可见，泰勒制“作业管理”和我们“工艺管理”含义和内容相同，是企业管理中基础管理工作。
（2）工艺管理属性
产品生产过程，其实质是大家在机器、优异技术基础上，自觉利用自然科学规律，不停地把新科学技术结果应用到生产中去，并根据一定生产程序来改造自然技术过程。工艺管理就是对这一技术过程进行管理关键组成部分。工艺管理是生产系统关键内容，是企业管理系统中一个关键、繁杂、联络面极广子系统。

二、工艺管理关键作用
（1）计划职能
工艺管理在实施管理计划职能中关键内容包含生产前技术计划工作（生产工艺准备）和工艺技术发展计划、工艺人员培训计划制订工作等。
（2）组织职能
工艺管理在现实组织职能方面任务包含工艺路线确实定、工序划分；工艺管理体制建立和运行；工艺责任制建立和实施；工艺纪律考评等。
（3）控制职能
工艺管理含有控制功效全部特征，尤其是“现场管理”，其实质就是在制造过程中，包含关键工序工艺质量控制点建立和一套管理方法就是这种控制职能具体表现。
（4）激励职能
在加强工艺管理过程中，把严格工艺纪律放在关键位置，并提出要充足发挥工艺技术人员主动性，激励工人发明革新活动，制订考评、奖惩等措施，和加强工艺人员和工人业务、岗位培训等，全部属于工艺管理实施激励职能范围。
总而言之，工艺管理是企业管理不可分割和在本质上有亲密内在联络关键组成部分，也是企业管理中最为实质、最为现实、最为具体部分。在企业管理全过程中，全部能够看到工艺管理单位、作用和效果。
三、工艺管理和企业管理
工艺管理是企业最基础管理工作，工艺管理上不去，其它管理工作就失去了根基。下面将介绍工艺管理和企业其它管理工作之间关系。
（1）物资供给管理
在任何生产过程中，全部要以原料、产品结构材料、工艺材料和多种辅料等为首要条件。企业假如失去这些物质条件，如同无米之炊。即使有了物质资源，假如不能合理利用，对劳动生产率提升、产品质量确保及区域经济效益取得全部将产生很大影响。要想有效实现上述目标，就得靠工艺部门提供材料、燃料、能源等优异消耗定额。供给部门依据工艺部门提供定额资料及年度生产计划，编制出材料、燃料、能源等物资供给计划。除此之外，物资供给部门还要对标准工具、工装、配套件等编制供给计划，而这些原始依据也一样来自工艺部门；其次，只有在工艺部门提供优异定额基础上，才能实现向钢厂订货时提出定尺供料和安工艺参数要求组织供货；再次，为控制材料合剪发放，企业物资供给部门应建立限额发料制度，其依据也是靠优异材料消耗定额。由此可见，物资供给部门管理水平和工作质量，很大程度上取决于工艺工作质量。
（2）劳动定额管理
劳动定额管理是科学劳动组织方法中不可分割组成部分。其关键任务是对完成工作量、制造多种产品所必需工时消耗进行计算。这些时间定额是否合理、优异，关键在于工艺人员技术素质和工作质量。假如单件定额制订得优异、合理，那么轻易所需劳动力数量将能够大大降低。编制劳动计划时，能够对多出劳动力作合适调整或经过培训到其它岗位从事新工作。所以劳动工资部门工作依据也是离不开工艺工作。
（3）生产计划管理
企业生产计划管理更需要以工艺文件为基础。不管新产品还是老产品，合理工艺路线和步骤确实定，全部是由工艺部门来确定。对于大量生产类型企业，生产节拍、流水线工作指示图表、在制品定额确实定；对成批生产企业生产批量、生产间隔期、生产周期、投入提前期、在制品定额确实定等，离开工艺文件全部是无法做到正确、合理。有了以上期量标准，编制作业计划也就有了基础。
生产作业计划是企业联络各生产步骤，组织日常生产活动，建立正常生产秩序，做到按品种、数量、质量、期限交货，组织有节奏均衡生产很关键工具。生产作业计划不能正常实施，往往因为前道工序（包含协作件和配套件）生产厂或车间工艺工作微弱引发。所以，只有强化企业各级管理部门工艺意识，企业生产管理才能步入正常轨道。
（4）工具管理
企业工具管理是确保生产正常进行关键物质确保之一。由工艺部门提供工艺装备明细表是编制工艺装备供给计划关键依据。工艺部门设计专用工艺装备，更是工具车间组织生产依据，尤其是在新产品开发中，由样机判定转入小批试制阶段。企业生产技术装备中工作量最大要算工艺装备设计和制造。通常说来，在大量生产企业中，工装设计和制造周期占生产技术准备周期60%；从工作量来看，约占80%；制造费用约占成本10%~15%。所以，工艺部门对工艺装备系数正确确定是很关键。除了工装设计和制造外，工装维修、保管也是十分关键。工具库工具贮备定额取决于工具消耗定额，而工具消耗定额制=制订也离不开工艺部门。
（5）设备动力管理
企业设备能否保持良好技术状态是确保生产正常进行又一关键条件。设备精度保持程度是直接实现零部件工艺要求基础确保。工艺部门为了确保产品质量，对全厂关键设备全部必需提出对应技术要求。设备部门一切管理工作全部是围绕这一基础要求开展一系列生产活动。另外设备利用率提升，很大程度依靠台时定额正确性，而台时定额制订也直接和工艺工作水平相关。相关企业中水、电、气、汽、煤等能源有效利用，也无不取决于工艺工作水平。
（6）质量管理
工艺管理和全方面质量管理全部是企业管理组成部分。工艺管理在确保产品质量、加强现场管理和全方面质量管理目标上是一致。然而工艺管理和全方面质量管理不能相互替换。工艺管理侧重于工程技术科学，所以它是工艺技术方面管理，诸如工艺分析、工艺路线设计、工艺方案制订、工艺规程编制、采取新工艺、新装备决议于方法等等，全部是以工程技术为基础。同时，作为工艺管理系统，包含含有企业生产直接指挥职能总工艺师、工艺科室、车间施工组，是以生产步骤形式存在，它含有生产力性质要比全方面质量管理具体得多。
全方面质量管理在企业中侧重于“质量第一”指导思想，经过设计、生产、工艺、设备等职能部门对人、机、料、法、环境（4M1E，即人——Man，机器——Machine,材料——Material,方法——Method,环境——Environment)等原因动态控制和信息反馈，达成确保产品质量目标。
工艺管理经过工艺文件、工艺纪律等确保产品制造质量。同时，经过采取新工艺、新技术、新装备、新材料等带来了节省材料、能源、工时、台时、确保安全和改善劳动环境等效果，成为生产力发展最直接原因。而全方面质量管理则经过组织、信息、控制等手段，得到多种数据和反馈信息，为企业决议者提供依据，克服微弱步骤，改善管理方法，为深入改善质量发明条件。

生产现场关键工序质量控制点是工艺管理和全方面质量管理交叉、融合经典表现。
（7）财务管理
企业中大约有70%~75%费用和工艺相关。假如把工艺成本最大程度地降下来，企业经济效益将大大提升。所以，重视工艺工作是商品经济发展需要，是企业不停提升经济效益和竞争力需要。
第三章 五金制造工艺 “工艺”术语在GB/T4863—1985国家标准中定义为“使多种原材料、半成品成为产品方法和过程”。制造工艺是多种制造方法和过程总称。五金制造企业是经典离散型机械制造企业，产品种类繁多，工艺种类繁多而且比较复杂。其关键工艺技术有拉深、清洗、氧化、喷涂、焊接等。 第一节 拉深 一、拉深基础原理
拉深是指将一定形状平板毛坯经过拉深模冲压成多种形状开口空心件，或以开口空心件为毛坯经过拉深深入使空心件改变形状和尺寸一个冷冲压加工方法。用此加工方法能够制成圆筒形、球形、锥形、盒形、阶梯形、和其它复杂形状空心件。
1. 拉深类型可分为不变薄拉深和变薄拉深。
（1）不变薄拉深（图3-1）：在拉深过程中不产生较大变薄，筒壁和筒底厚度较一致拉深工艺。
（2）变薄拉深（图3-2）：指以空心开口零件为毛坯，经过减小壁厚成形零件拉深工艺。
图3-1 不变薄拉深 图3-2 变薄拉深
2. 拉深变形过程

图3-3 拉深变形过程
图3-3 a）为一圆形平板坯料在凹、凸模作用下，开始进行拉深。
图3-3 b）为伴随凸模下压，迫使材料拉入凹模，形成了筒底、凸模圆角、筒壁、凹模圆角及仍未破拉入凹模凸缘部分五个区域。
图3-3 c）为凸模继续下压，凸缘部分材料继续被拉入凹模转变为筒壁，直至将全部凸缘材料转变为筒壁，拉成为圆筒形工件而结束拉深过程。
二、拉深工艺设计
1. 拉深件工艺性
拉深件工艺性是指零件拉深加工难易程度。良好工艺性应该确保材料消耗少、工序数目少、模具结构简单、产品质量稳定、操作简单安全等。在设计拉深工艺时，要考虑拉深工艺复杂性，应尽可能降低拉深件高度，使其有可能用一次或两次拉深工序来完成，以降低工艺复杂性和模具设计制造工作量。
拉深件工艺应有以下多个方面。
（1）拉深件形状尺寸要求
l 拉深件形状应尽可能简单、对称，尽可能一次拉深成形。
l 尽可能避免半敞开及非对称空心件，应考虑设计成对称（组合）拉深，然后剖开。
l 在设计拉深件时，应注明必需确保外形或内形尺寸，不能同时标注内外形尺寸；带台阶拉深件，其高度方向尺寸标注通常应以底部为基准。
l 拉深件口部尺寸公差应合适。
l 通常拉深件许可壁厚改变范围0.6t~1.2t，若不许可存在壁厚不均现象，应注明。
l 需数次拉深成形工件，应许可其内、外壁及凸缘表面上存在压痕。
（2）拉深件圆角半径要求
l 凸缘圆角半径rd：指壁和凸缘转角半径。要求：1）rd＞2t 通常取rd =（4~8）t ；2）当rd＜0.5mm时，应增加整形工序。
l 底部圆角半径rp：指壁和底面转角半径。要求：1）rp≥t，通常取：rp≥（3~5）；t2）当rp＜t，增加整形工序，每整形一次，rp可减小1/2。
l 矩形拉深件壁间圆角半径rp：指矩形拉深件四个壁转角半径。要求：r≥3t及r≥H/5。
（3）拉深件上孔位部署
l 孔位应和关键结构面（凸缘面）在同一平面，或孔壁垂直该平面，便于冲孔和修边在同一道工序中完成。
l 拉深件侧壁上冲孔和底边或凸缘边距离应为：h>2d+t。图3-4
l 拉深件凸缘上孔距：D1≥（d1+3t+2r2+d)。图3-5
l 拉深件底部孔距：d≤d1-2r1-t。图3-5

图3-4 拉深件侧壁上冲孔 图3-5拉深件上孔位合理设计
（4）拉深件精度等级
关键指其横断面尺寸精度；通常在IT13级以下，不宜高于IT11级，高于IT13级应增加整形工序。
（5）拉深件材料
l 含有较大硬化指数。
l 含有较低径向百分比应力σr/σb峰值。
l 含有较小屈强比σs/σb。
l 含有较大厚向异性指数r。
2. 拉深件工序设计
工序设计是拉深工艺过程关键内容，它合理是否直接决定拉深工艺优劣。
拉深件工序安排通常标准：
l 在大批量生产中，在凹、凸模壁厚强度许可条件下，应采取落科、拉深复合工艺。
l 除底部孔有可能和落料、拉深复合冲压外，凸缘部分及侧壁部分孔、槽均需在拉深工序完成后再冲出。
l 当拉深件尺寸精度要求高或带有小圆角半径时，应增加整形工序。
l 修边工序通常安排在整形工序以后。
l 修边冲孔常可复合完成。
三、拉深工艺辅助工序
作用：利于拉深，提升模具寿命和工件尺寸精度、表面质量。
1. 润滑
目标：
1）降低材料和模具间摩擦系数；
2）提升材料变形程度；
3）方便从冲模中取出工件；
4）确保工件表面质量。
使用：通常在凹模和材料之间加润滑剂。
2. 热处理
目标：恢复材料塑性，消除冷作造成内应力
对一般硬化金属（如08钢、10钢、15钢，黄铜和退火过铝等），若工艺过程正确，模具设计合理，在拉深次数较少情况下，可无须进行中间热处理。

对高度硬化金属（如不锈钢、耐热钢、退火紫铜等），通常经1~2道工序后就要进行中间热处理。
3. 酸洗
目标：去除热处理工序件氧化皮及其它污物。
酸洗工艺过程：
1）等候工件退火冷却；
2）加热稀酸中侵蚀；
3）冷水中冲洗；
4）弱碱中中和；
5）热水中冲洗；
6）烘干。
退火、酸洗是延长生产周期和增加生产成本、产生环境污染工序，应尽可能加以避免。 第二节 清洗 1. 油污起源和种类
油污起源：金属材料和金属零件在轧制、冲压、切削、抛光等加工时，敷上去。
油污分类：
（1）矿物油——它是金属生产和加工中用润滑油关键组成部分，是不可皂化油，如石蜡、凡士林等。
（2）动植物油——动物油通常是固态，关键由甘油脂、棕榈酸和硬脂酸所组成；液态植物油含有很高油酸甘油脂，这类油是可皂化油，能和碱发生皂化反应。
2. 常见除油方法，图3-6

图3-6 除油方法
3. 碱清洗机理
碱清洗液是经过对油脂三种作用机理，将油污从金属表面除去：
（1）皂化作用：油脂中动物油脂和植物油脂和碱清洗液中碱性盐发生化学反应，生成水溶性肥皂：
（C17H35COO)3C3H5+3NaOH=3C17H35COONa+C3H5(OH)3
硬脂酸酯 碱 肥皂（硬脂酸酯钠） 甘油
（2）乳化作用：碱清洗液乳化作用使相互不能溶解油和水混合在一起，形成乳化液。乳化作用是经过碱清洗液中表面活性剂来实现。
表面活性剂通常含双基团极性分子，一端是亲水基团，另一端是亲油基团，清洗工件时亲水基团和水分子结合，亲油基团则吸附油分子，从而使油污成为油滴，四面被水所包围，分布于水中。
（3）分散作用：在分散作用中，表面活性剂降低了碱清洗液在金属表面张力，从而能够均匀地覆盖于金属上，同时因为碱清洗液界面间张力降低，使它能穿透油膜，把油脂分成很多小部分，分布于金属表面碱清洗液和金属反应生成氢气将油脂从金属表面排开，使油脂和金属分开，最终油脂分散成很多小油滴，浮到清洗液表面
4. 碱清洗液组成
（1）主清洗剂：
氢氧化钠：提供碱进行皂化反应，和铝反应生成小气泡把油脂从铝表面排开。
磷酸盐：软化水、作为分散剂，提升清洗液碱度，并可起缓冲作用，预防碱性发生大改变。
碳酸钠：提供碱性，作为缓冲剂，吸收剂轻易浸润一些种类油污，并轻易用水冲洗。
（2）添加剂：
葡萄糖酸钠：它和很多金属离子形成络合物，从而提升清洗液寿命，使碱清洗液愈加好冲洗，有皂化和乳化性能，它也有软化水，预防结垢作用。
硝酸钠：作为缓蚀剂，降低碱对铝腐蚀作用。
（3）表面活性剂：为碱清洗液提供需要乳化、润湿和分散等性能。
5. 碱清洗方法
（1）浸洗：将被清洗工件浸没在碱溶液中，溶液和工件表面全部接触。
（2）喷洗：碱清洗液以一定压力从喷嘴中喷出，喷在工件表面上，油污受到碱液物理和化学作用和喷射压力产生机械作用，而从工件表面除去。
6. 碱清洗工艺条件
（1）工艺步骤：
碱洗→水洗→水洗→中和→水洗→热水洗→烘干
（2）工艺参数：
碱洗：氢氧化钠 15～30g/l
硝酸钠 7～10g/l
葡萄糖酸钠 7～10g/l
YL-408 7～10g/l
温度 55～65℃
时间 1～1.5min
中和：硝酸 5～15%
温度 常温
烘干：温度 125～135℃
（3）注意事项：
a、天天对槽液最少化验一次，依据化验结果加药。
b、定时对槽体和喷嘴进行清洗。
7. 碱退膜工艺条件
（1）工艺步骤：
退膜→水洗→碱清洗
（2）工艺参数：
退膜：氢氧化钠 50～80g/l
硝酸钠 30～50g/l
葡萄糖酸钠 5～10g/l
铝离子 10～80g/l

温度 80～90℃
链速 依据膜厚退完为止
（3）注意事项：
a、天天对槽液最少化验两次，依据化验结果和退膜效果分几次加药。
b、依据氧化膜厚度、槽液浓度和温度调整链速，使氧化膜退完为止。
c、退膜前，要去掉附在要退氧化膜外表面不和槽液反应不粘涂料和其它东西。
d、要对退膜槽进行定时清洗。
8. 铝搪瓷工件清洗工艺
（1）工艺步骤：
50～60℃热水洗→碱洗→40℃水洗→中和→水洗→水洗→纯水洗→烘干
（2）工艺参数：
碱洗： 氢氧化钠 20～40g/l
葡萄糖酸钠 5g/l
温度 40～60℃
时间 0.5～1min
中和： 硝酸 5～15%
温度 常温
纯水洗：电导率＜20ms/cm
烘干： 温度 125～135℃
（3）注意事项：
a、天天对槽液最少化验两次，依据化验结果加药。
b、每两小时对纯水电导率测量一次。
c、定时对槽体和喷嘴进行清洗。 第三节 氧化 1. 硬质氧化
（1）硬质氧化膜关键成份:三氧化二铝（Al2O3）
（2）硬质氧化膜特点
a、超硬――膜层硬度为400～600HV，高于一般钢硬度
b、超耐磨――不易磨损、能耐任何金属铲
c、耐高温――氧化膜熔点为2050℃、有极高耐热性，更适合于明火加热
d、吸热性――亮黑色表面
e、耐蚀性好
f、绝缘性好
（3）硬质氧化工艺步骤
工件→装挂→脱脂→水洗→水洗→中和→水洗→水洗→氧化→水洗→纯水洗→封闭→纯水洗→热水洗→下挂
（4）工艺条件
a、脱脂：
Na2CO3：40～50g/l
408脱脂剂：20g/l
温度：50～60℃
时间：砂光产品是90～100秒
其它产品是180～200秒
b、中和：
目标：除掉工件表面碱、挂灰和活化表面
HNO3：5～15%
温度：常温
时间：5～10秒
c、硬质氧化
1）氧化膜生成过程（一边生长一边溶解）
第1阶段：通电瞬间，快速形成致密无孔阻挡层，厚度1200Å
第2阶段：体积膨胀，电流分布不均，溶解速度不一样，形成孔穴
第3阶段：孔穴加深成孔隙，多孔层不停增厚，阻挡层厚度不变
第4阶段：电压急剧上升，当电压升到一定时发生电火花击穿，造成氧化膜破坏
2）氧化膜结构
由阻挡层和多孔层组成；多孔层由很多六角柱氧化物膜胞组成；每个膜胞中心有一个星形小孔，形似蜂窝状结构
3）硬质氧化工艺
H2SO4：200～250g/l
电流密度：2.0～4.0A/dm2
温度：-5～7℃
终止电压：60～100V
时间：30～80min
4）成份和工艺参数影响
溶液浓度：浓度低时膜层硬度高、速度慢，含铜高铝合金不宜用低浓度氧化，易烧毁工件。
有机酸：加入适量有机酸如草酸、乳酸、萍果酸等，可提升氧化温度，节省能源，降低成本。
温度：温度对膜层硬度和耐磨性影响很大。通常来说低温氧化硬度高、耐磨性好，但温度过低膜脆性大、成膜慢。
电流密度：提升电流密度则膜层生长速度加紧，氧化时间缩短，膜硬度提升、耐磨性好。但电流密度太大时应发烧量大膜层硬度反而下降。
合金成份：铝-铜、铝-硅、铝-锰合金硬质氧化比较困难。当合金中铜含量大于5%或硅含量大于7.5%时，不宜用直流氧化，而要用交直流叠加方法。
铝离子：铝离子过低膜层耐蚀、耐磨性差，易烧工件。铝离子过高造成游离流酸降低，电阻增大，电压快速上升，电耗增大，通常铝离子控制在2～12g/l。

2. 自然发色氧化
（1）自然发色氧化膜特点
a、耐蚀性好（硫酸氧化，铬酸氧化）
b、氧化膜透明，吸附能力好，能够染色（硫酸氧化）
c、绝缘性好（草酸氧化）
d、胶接性好（磷酸氧化）
（2）自然发色氧化工艺步骤
工件→装挂→脱脂→水洗→水洗→中和→釉化→水洗→水洗→一次氧化→水洗→水洗→二次氧化→水洗→水洗→下挂→蒸汽封闭→抛光
（3）工艺条件
a、脱脂：
氢氧化钠：5 ～10g/l
磷酸三钠：20 ～40g/l
碳酸钠：10～20g/l
408脱脂剂：5g/l
温度：50～60℃
时间：30～60秒
b、中和：
目标：除掉工件表面碱、挂灰和活化表面
HNO3：5～15%
温度：常温
时间：5～10秒
c、釉化：
目标：粗化工件表面，增加膜层遮盖力和釉质感
氟化钠：10%～20%
pH：3
温度：常温
时间：30～60秒
d、一次氧化：又叫硫酸氧化
硫酸：140～180g/l
直流电压：17～20V
温度：18±3℃
时间：12±2min
e、二次氧化：又叫草酸氧化
草酸：42～56g/l
交流电压：50～60V
温度：30±4℃
时间：24±4min
f、蒸汽封闭：
蒸汽压力：0.35～0.45MPa
时间：15～30min 第四节 喷涂 喷涂是利用压力或静电力将油漆或粉末附着在工件表面，使工件有防腐和外观装饰作用。
1. 喷涂前处理
（1）清洗除油
目标： 碱性除油剂除去油脂，形成轻微粗糙度。
工艺步骤： 碱洗→水洗→水洗→中和（HNO3：5-10%，室温）→水洗→水洗→干燥
碱洗工艺条件：NaOH 15～25g/l
NaNO3 5 ～10g/l
阻垢剂 5 ～10g/l
YL-408 5 ～10g/l
温度 55 ～65℃
时间 1 ～1.5min
（2）喷砂 (增加表面粗度)
空气压力: 6-7 kg/cm
氧化铝砂粒型号：46、60、80目
氧化铝砂粒种类：白刚玉、棕刚玉、黑刚玉
喷砂后粗糙度：通常产品3～5um，热喷涂或硬氧产品5～7um
砂粒和空气要无油无尘，保持洁净。
（3）金属熔射
目标：增强表面粗糙度，硬度，但防腐性下降电弧
电压：35~38V，电弧电流：120~200A
喷涂距离：150~200mm，喷涂角度：＞60度
工件线速度：10~15m/min，喷枪移动速度10~15mm/r
工件预处理完后，通常应在1h之内开喷涂完。
外观：涂层表面应平整，色泽一致，不许可有裂纹、粘附粗大熔粒和过热痕迹等缺点。
涂附面积：涂层面积不应超出总面积30%
（4）化学腐蚀(亚光）
NaOH：100～200g/l
NaNO3：50～80g/l
温度：85℃以上 时间：1～2min
（5）氧化
硬质氧化：30-50um,