導(dǎo)語：如何才能寫好一篇有色金屬加工技術(shù)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

以礦產(chǎn)資源的儲(chǔ)量而論，有人說錫林郭勒盟將是下一個(gè)鄂爾多斯。那么，錫盟的資源經(jīng)濟(jì)之路到底要如何走?《西部資源》雜志記者采訪了錫林郭勒盟國土資源局局長(zhǎng)游曉陽。

記者：金屬礦是錫盟非常重要的礦產(chǎn)資源，錫盟的金屬礦資源結(jié)構(gòu)有那些特點(diǎn)，儲(chǔ)量開采潛力有多大?

游曉陽：依據(jù)大地構(gòu)造單元和成礦作用特點(diǎn)，錫林郭勒盟由北向南大致劃分為四個(gè)金屬成礦帶：一是二連北――阿巴嘎旗北――東烏旗鉻、鎢、銀、銅、鎳、鉛、鋅、鐵、稀散元素及金成礦帶，這一成礦帶上設(shè)置金屬礦采礦權(quán)13處，設(shè)置金屬礦探礦權(quán)146個(gè)；二是大興安嶺中南段西坡銀、富鉛鋅、銅、鎢、錫、稀有金屬成礦帶，這一成礦帶上設(shè)置金屬礦采礦權(quán)8處，設(shè)置金屬礦探礦權(quán)187個(gè)，該成礦帶具有巨大的潛在找礦遠(yuǎn)景；三是蘇尼特右旗一錫林浩特金、鐵、銅成礦帶，這一成礦帶上設(shè)置金屬礦采礦權(quán)11處，設(shè)置金屬礦探礦權(quán)121個(gè)；四是錫盟南部鑲黃旗一多倫金、鐵、銅、鈦、銀、鎢、鉛鋅及非金屬成礦帶，這一成礦帶上設(shè)置金屬礦采礦權(quán)7處，設(shè)置金屬礦探礦權(quán)92個(gè)。

目前，新增探明的金屬資源儲(chǔ)量為：鐵礦石量2022.3萬噸、銅金屬量20多萬噸、鉛金屬量80多萬噸、鋅金屬量260多萬噸、三氧化二鎢4萬噸、錫金屬量3.24萬噸、鎳金屬量1.06萬噸、鉬金屬量約70萬噸、銀金屬量3721噸、金金屬量36802公斤。

記者：今年是“十二五”的開局之年，未來的幾年，錫盟礦產(chǎn)資源的開發(fā)與利用是如何規(guī)劃的?

游曉陽：“十二五”時(shí)期的資源發(fā)展，以“耗電節(jié)水、節(jié)能環(huán)保、循環(huán)利用、延伸發(fā)展”為宗旨，全面促進(jìn)金屬礦產(chǎn)勘查開發(fā)利用，整合區(qū)域金屬礦產(chǎn)資源，做大做強(qiáng)金屬采、選、冶加工業(yè)，提高金屬礦產(chǎn)資源綜合開發(fā)利用水平，逐步將錫盟打造成為百萬噸金屬礦產(chǎn)冶煉及精深加工基地。

第一，明確目標(biāo)任務(wù)。以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，依托資源優(yōu)勢(shì)，優(yōu)化發(fā)展環(huán)境，完善體制機(jī)制，引進(jìn)和鼓勵(lì)有實(shí)力的企業(yè)著力推進(jìn)金屬礦產(chǎn)資源的勘查、開發(fā)、冶煉及精深加工。進(jìn)一步勘查增儲(chǔ)，擴(kuò)能改造，整合集聚，加快金屬礦產(chǎn)集中開發(fā)、規(guī)模開采、精深加工的步伐。根據(jù)金屬礦產(chǎn)成礦條件和資源分布情況，大力發(fā)展耗電節(jié)水、節(jié)能環(huán)保、循環(huán)利用、延伸發(fā)展的金屬冶煉及精深加工項(xiàng)目，用5年左右的時(shí)間著力打造百萬噸冶煉及精深加工基地，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)產(chǎn)值超千億元。

第二，科學(xué)合理布局。依托金屬礦產(chǎn)優(yōu)勢(shì)，重點(diǎn)圍繞銅、鉛、鋅、金、銀、鎳、鍺、鉬等金屬資源的開發(fā)利用，整合資源，優(yōu)化冶煉和精深加工項(xiàng)目區(qū)域布局。重點(diǎn)規(guī)劃并抓好以下建設(shè)項(xiàng)目：阿巴嘎旗以鉬為主，建設(shè)20萬噸，年鉬金屬冶煉及精深加工項(xiàng)目。蘇尼特右旗、蘇尼特左旗以金、鐵為主，建設(shè)10噸／年的金冶煉及精深加工項(xiàng)目，積極推進(jìn)鐵資源精深加工。錫林浩特市以鍺、銣為主，促進(jìn)100噸／年鍺產(chǎn)品達(dá)產(chǎn)；加快銣資源勘查步伐，及早推動(dòng)精深加工項(xiàng)目建設(shè)。東烏旗以鉛、鋅、銀為主，建設(shè)20萬噸／年鋅、20萬噸／年鉛冶煉項(xiàng)目。西烏旗以鉛、鋅、銅、鎳為主，建設(shè)10萬噸／年鎳、20萬噸／年鋅、10萬噸／年銅和1000噸／年銀冶煉項(xiàng)目。南部旗縣要繼續(xù)加快資源勘查增儲(chǔ)，推動(dòng)礦山擴(kuò)能改造，積極整合資源，推進(jìn)規(guī)模開采或?yàn)槊藘?nèi)精深加工企業(yè)提供初級(jí)礦產(chǎn)品。

第三，強(qiáng)化責(zé)任主體。各旗縣市(區(qū))人民政府(管委會(huì))是金屬礦產(chǎn)資源開發(fā)利用工作的責(zé)任主體，要把此項(xiàng)工作作為調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)來抓，按照金盟金屬礦產(chǎn)品冶煉及精深加工規(guī)劃建設(shè)目標(biāo)，科學(xué)論證，抓緊組織力量編制實(shí)施方案。積極引進(jìn)和明確項(xiàng)目投資主體，整合和集聚優(yōu)勢(shì)資源，完善項(xiàng)目管理措施和制度，著力推進(jìn)項(xiàng)目建設(shè)。資源富集地區(qū)要集中培育1-2家有實(shí)力的冶煉企業(yè)，對(duì)探明資源量相對(duì)少的地區(qū)，原則上由l家企業(yè)進(jìn)行冶煉或精深加工。

記者：通常礦產(chǎn)資源開采，往往會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定程度的破壞與污染，特別是錫林郭勒盟是我區(qū)著名的大草原之一，對(duì)于保護(hù)草原與發(fā)展經(jīng)濟(jì)兩者之間如何做到雙贏?

游曉陽：首先，實(shí)施資源整合方案。以旗縣市(區(qū))人民政府(管委會(huì))為主，盟國土、經(jīng)信等部門依照全盟金屬資源稟賦情況和產(chǎn)業(yè)政策要求，積極配合旗縣市(區(qū))按照金屬礦產(chǎn)品精深加工項(xiàng)目建設(shè)的總體布局，堅(jiān)持扶強(qiáng)扶優(yōu)，以強(qiáng)帶弱、以采礦企業(yè)為主整合其周邊探礦權(quán)，對(duì)大礦小開的采礦企業(yè)進(jìn)行擴(kuò)能改造，對(duì)環(huán)保不達(dá)標(biāo)、破壞浪費(fèi)資源、開采資源回收率低、效益差和對(duì)地方經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)率小的采礦企業(yè)，由有實(shí)力的礦山企業(yè)進(jìn)行整合。

篇2

關(guān)鍵詞：銅加工企業(yè) 發(fā)展 對(duì)策

中圖分類號(hào):F270 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1004-4914（2011）11-048-02

中國銅加工業(yè)歷經(jīng)近60年的創(chuàng)業(yè)和發(fā)展，已經(jīng)成世界上重要的銅材生產(chǎn)、消費(fèi)和國際貿(mào)易大國，特別是“十五”期間發(fā)展迅速。2010年是“十一五”規(guī)劃的最后一年，這一年我國銅加工材總產(chǎn)量達(dá)100927萬噸，同比增長(zhǎng)13.60%，再創(chuàng)歷史新高，突破1000萬噸大關(guān)，已連續(xù)8年居世界第一位，產(chǎn)量已占世界總產(chǎn)量的1/2以上。

銅材服務(wù)于人類已有相當(dāng)長(zhǎng)的歷史，然而隨著人類社會(huì)進(jìn)入信息化時(shí)代，銅材的應(yīng)用也進(jìn)入現(xiàn)代技術(shù)各主要領(lǐng)域，眾多高精尖銅材逐步形成現(xiàn)代銅材群體，從而出現(xiàn)代銅材概念。其廣泛應(yīng)用于電子、電氣、通訊、交通運(yùn)輸、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)和機(jī)械制造等各個(gè)領(lǐng)域。其具有高表面質(zhì)量\高尺寸精度\性能穩(wěn)定一致\環(huán)境友好\適應(yīng)高科技術(shù)各種功能要求等顯著特點(diǎn)，銅材大致在上個(gè)世紀(jì)50年代進(jìn)入現(xiàn)代銅材時(shí)代，現(xiàn)代銅材的出現(xiàn)得益市場(chǎng)需求和現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)步。

一、現(xiàn)代銅材類別概述

現(xiàn)代銅材以集成電路引線框帶材和空調(diào)散熱管為代表，首先在發(fā)達(dá)國家出現(xiàn)。

中國銅加工產(chǎn)品已基本擺脫傳統(tǒng)產(chǎn)品系列，而跨進(jìn)現(xiàn)代銅材領(lǐng)域，高強(qiáng)高導(dǎo)電材料、高速列車用銅材、現(xiàn)代汽車用銅材、高精尖功能材、復(fù)合材料等已成為企業(yè)重要生產(chǎn)方向，誕生出一大批熱點(diǎn)產(chǎn)品，如高速列車接觸線、引線框架、變壓器帶、電纜帶、光伏銅帶等，這些產(chǎn)品均已產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

中國銅加工材品種已發(fā)生了巨大的變化，在緊密結(jié)合市場(chǎng)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展需求中，傳統(tǒng)銅加工材已經(jīng)逐步完成了向現(xiàn)代銅加工材的轉(zhuǎn)變，其重要特點(diǎn)是向高精度、高性能、環(huán)保、節(jié)能方向發(fā)展，許多產(chǎn)品已成為國內(nèi)外知名品牌，在國內(nèi)外市場(chǎng)上享有盛譽(yù)；產(chǎn)品質(zhì)量已穩(wěn)步提高，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)水平已處國際先進(jìn)行列。

中國各主要銅材生產(chǎn)廠家除按國家標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)外，還可以直接接受世界主要發(fā)達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)訂貨，這表明我國銅加工材生產(chǎn)進(jìn)一步國際化；為了滿足國民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)對(duì)銅材的多方面需求，各銅加工企業(yè)還相應(yīng)制定了許多內(nèi)部供貨技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。銅加工材應(yīng)用方向主要是電力、電子、機(jī)械制造，近年來交通運(yùn)輸用銅在迅速增長(zhǎng)，主要銅材品種是大長(zhǎng)度接觸線，產(chǎn)品消費(fèi)領(lǐng)域已接近發(fā)達(dá)國家，電力和電子領(lǐng)域消費(fèi)銅材己達(dá)50%以上；主要現(xiàn)代銅材舉例見表1。

二、銅材制造基地分布趨勢(shì)

從目前產(chǎn)能利用率上看，國內(nèi)銅加工行業(yè)產(chǎn)需總體保持平衡，但行業(yè)存在集中度低、分布不均勻的情況。據(jù)中國有色金屬加工協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)，1200萬噸產(chǎn)能中，銅加工生產(chǎn)企業(yè)達(dá)1200家，產(chǎn)量大于10萬噸的企業(yè)只有8家，企業(yè)多分布于東南沿海和廣東地區(qū)，中西部銅加工業(yè)相對(duì)落后。

以市場(chǎng)為主配置的銅加工產(chǎn)地在沿海區(qū)域逐步形成。東南沿海、長(zhǎng)江三角洲、珠江三角洲已成為中國銅加工基地，其產(chǎn)量己占全國1/3，環(huán)渤海、長(zhǎng)江銅加工地帶迅速發(fā)展。中國銅加工材主要產(chǎn)地集中于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的東南沿海地區(qū)，其中浙江省一直處全國第一位，全國領(lǐng)軍的銅加工企業(yè)也多位于此，代表企業(yè)有寧波金田銅業(yè)集團(tuán)、海亮銅業(yè)集團(tuán)有限公司、浙江宏磊銅業(yè)集團(tuán)、寧波興業(yè)盛泰集團(tuán)有限公司、紹興力博銅材有限公司、寧波博威有色合金材料有限公司等；江蘇、上海地區(qū)銅材增幅很大，該地區(qū)雖然未新建大型銅加工項(xiàng)目，但在原企業(yè)基礎(chǔ)上擴(kuò)產(chǎn)改造取得很大成功。

三、銅加工業(yè)現(xiàn)狀

1.銅資源短缺。銅是一種人類社會(huì)進(jìn)步不可缺少的寶貴金屬材料；它的資源有限與需求旺盛，迫使人們接受如下的現(xiàn)實(shí)：銅作為普通材料已成往事，它將以稀缺材料粉墨登場(chǎng)，銅價(jià)的推高、銅工業(yè)精密化已不可逆轉(zhuǎn)。

我國銅的資源嚴(yán)重短缺，國內(nèi)資源供給率不足25%，我國精銅(電解銅)產(chǎn)量已居世界第一位，但生產(chǎn)電解銅用原料中銅精礦粉、再生銅等主要依靠進(jìn)口，國產(chǎn)礦產(chǎn)銅只占1/4，銅原料短缺已成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的嚴(yán)重制約因素，充分利用國外資源，節(jié)約銅的消費(fèi)、做好銅的綜合利用，推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新等已迫在眉睫。

精銅90%被加工成各種銅材，因此精銅消費(fèi)量最大的行業(yè)就是銅加工行業(yè)，因此如何節(jié)省銅的消耗、降低金屬消耗指稱、開展以鋁代銅、充分利用再生銅原料直接生產(chǎn)銅加工材等重要課題。

2.銅加工材市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。中國銅加工業(yè)將面臨激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，其原因有三：（1）中國銅加工業(yè)在近10年經(jīng)歷了大發(fā)展時(shí)期，其產(chǎn)能迅速擴(kuò)大，這在世界各國銅加工發(fā)展史上都是史無前例的，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)新建銅板帶產(chǎn)能約計(jì)120萬噸、管棒型產(chǎn)能45萬噸、銅線桿和線產(chǎn)能150萬噸，全國銅加工產(chǎn)能將新增315萬噸，這些新建項(xiàng)目將在2015年前建成，這些項(xiàng)目投產(chǎn)將增加市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)；（2）國外發(fā)達(dá)國家一直以技術(shù)、裝備優(yōu)勢(shì)和高精尖產(chǎn)品掄占中國國內(nèi)市場(chǎng)，德國、日本是向中國主要出口國；（3）國際銅材市場(chǎng)萎縮，使我國銅材生產(chǎn)企業(yè)轉(zhuǎn)向主要開發(fā)國內(nèi)市場(chǎng)。

市場(chǎng)是企業(yè)的生命線，是企業(yè)的出發(fā)點(diǎn)和歸宿，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)歸根到底取決于產(chǎn)品質(zhì)量、價(jià)格，最終取決于技術(shù)。

3.銅加工業(yè)正面臨結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。我國國民經(jīng)濟(jì)2011年將保持穩(wěn)定增長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級(jí)將是經(jīng)濟(jì)工作主線，也是銅加工產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)，本行業(yè)與世界發(fā)達(dá)國家相比主要差距是大而不強(qiáng)，具體如下：企業(yè)數(shù)量眾多、生產(chǎn)規(guī)模小，生產(chǎn)集中度不高，亟待整頓、兼并、重組。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)全國共有1200多家銅加工材生產(chǎn)企業(yè)，產(chǎn)量大于10萬噸企業(yè)共8家，企業(yè)多分布于東南沿海和廣東地區(qū)，主要銅材生產(chǎn)省份為浙江和江蘇；中國銅加工材產(chǎn)地集中于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的東南沿海地區(qū)，其中浙江省一直處全國第一位，中西部銅加工業(yè)相對(duì)落后。

4.生產(chǎn)技術(shù)裝備落后。我國銅加工技術(shù)、裝備先進(jìn)與落后并存，傳統(tǒng)經(jīng)典的生產(chǎn)技術(shù)仍然占主導(dǎo)地位，其加工工藝仍然是：合金熔煉、半連續(xù)鑄造―熱加工―冷加工，因此工藝流程長(zhǎng)，能耗高，成品率低，環(huán)保條件差，迫切需要技術(shù)和裝備創(chuàng)新。

我國銅加工技術(shù)與制備總的評(píng)價(jià)應(yīng)該是：先進(jìn)與落后并存，代表性銅加工企業(yè)如中鋁洛銅集團(tuán)等，技術(shù)與裝備已進(jìn)入國際先進(jìn)行列；而廣大的中小企業(yè)，其技術(shù)與裝備還停留在上個(gè)世紀(jì)60年代水平，由此形成了我國銅加工工業(yè)大而不強(qiáng)、大而不精的現(xiàn)狀，造成了國民經(jīng)濟(jì)所需高、精、尖產(chǎn)品主要依靠國外進(jìn)口解決的被動(dòng)局面。

5.品種質(zhì)量水平發(fā)展不平衡。在眾多銅加工材品種中，空調(diào)內(nèi)螺紋管質(zhì)量己處世界領(lǐng)先水平，這是中國銅加工行業(yè)的驕傲，但其它板帶、管棒、型、線等品種質(zhì)量水平都處于中等水平；產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)、產(chǎn)品精度不高、表面光潔度低、性能一致性和穩(wěn)定性差。如用于電線電纜生產(chǎn)的銅線桿中銅含量在98.0%~99.90%之間波動(dòng)，銅含量低將導(dǎo)致電阻增加，導(dǎo)致導(dǎo)體發(fā)熱，致使電力輸送中浪費(fèi)能源，影響電器安全，縮短使用壽命。大宗產(chǎn)品生產(chǎn)能力過剩，高端產(chǎn)品生產(chǎn)能力不足，部分產(chǎn)品尚需國外進(jìn)口，如集成電路引線框架用銅合金帶，國外正在產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用的第二代材料銅-鎳-硅合金，而我國目前只能生產(chǎn)第一代引線框架材(銅-鐵-磷系合金)；國外發(fā)達(dá)國家正在迅速發(fā)展的可提高散熱率3倍以上的外翅片銅管，廣泛用于加熱裝備、化工、艦船、電力等部門，而我國這類管材的開發(fā)則剛開始。

6.提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和節(jié)能排的任務(wù)艱巨。技木經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是銅加工整體水平的綜合反映，中國銅加工技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)中成品率、金屬消耗、電耗明顯落后于國外發(fā)達(dá)國家，這表明我國銅加工還沒有擺脫高能耗和高資源消耗的被動(dòng)局面。

銅加工主要能耗工序有合金熔煉與鑄錠、熱加工、冷加工各工序所占比例為40%、30%、30%；金屬消耗所占比例分別為45%、45%、10%。

銅加工排放物主要：爐渣、煙塵、金屬氧化物、工業(yè)廢水等主要來自熔煉和熱加工，約占銅加工全過程的98%，熱加工約占全部排放物的20%，某廠的能耗及排污指標(biāo)如下：熔鑄533.4度/噸，板帶768.2度/噸，管棒型981.5度/噸，So20.15克/噸，煙塵0.048克/噸，氧化鋅0.25克/噸。

節(jié)能減排是國家長(zhǎng)久方針大計(jì)，銅加工產(chǎn)業(yè)也是耗能和排污重點(diǎn)，其指標(biāo)明顯落后于國外發(fā)達(dá)國家，具有節(jié)能減排的潛力很大。

四、加快銅加工材技術(shù)創(chuàng)新的對(duì)策

展望“十二五”期間中國銅加工業(yè)發(fā)展，做為以導(dǎo)電為特征的最大功能材料加工業(yè)―銅加工業(yè)來說，新型材料的發(fā)展趨勢(shì)是：高、精、尖、功能化和智能化；產(chǎn)品發(fā)展向高精度、高表面、性能高度一致化方向發(fā)展；新工藝正向節(jié)能、環(huán)保、低碳、連續(xù)化、短流程化、利用再生銅的資源直接生產(chǎn)銅加工材技術(shù)方向發(fā)展。我國銅加工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略建議如下：

1.充分利用中國市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展為銅加工提供的資金和市場(chǎng)的歷史機(jī)會(huì)，打造以東南沿海、長(zhǎng)三角、珠三角、環(huán)渤海、國企改型、原料產(chǎn)地為主體的銅加工產(chǎn)業(yè)基地。

2.加快產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整、淘汰落后設(shè)備。隨著國民經(jīng)濟(jì)對(duì)有色金屬加工材的需求增加，有色金屬加工行業(yè)迅速壯大，有色金屬加工材產(chǎn)能、產(chǎn)量、產(chǎn)品品種都大大增加，在這種背景下，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和優(yōu)化升級(jí)十分重要。因此要有計(jì)劃的淘汰一批落后的產(chǎn)能，對(duì)一些落后的設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造。并且要引進(jìn)新裝備新技術(shù)，進(jìn)行裝備方面的創(chuàng)新，促使有色金屬加工裝備朝著自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展，滿足產(chǎn)品質(zhì)量提高和新材料、新產(chǎn)品對(duì)生產(chǎn)裝備技術(shù)的要求。未來的有色金屬設(shè)計(jì)研究工作要更加重視產(chǎn)業(yè)政策和市場(chǎng)規(guī)律，要滿足新型產(chǎn)業(yè)對(duì)有色金屬材料、新產(chǎn)品的需求。

3.采用新工藝，進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。建立工藝技術(shù)的創(chuàng)新管理機(jī)制，發(fā)展以短流程、節(jié)能、環(huán)保、高效的生產(chǎn)技術(shù)，建設(shè)連續(xù)化、自動(dòng)化、專業(yè)化生產(chǎn)線；重要產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新技術(shù)有：潛流式鑄造、連續(xù)擠壓、管材行星軋制等。

重點(diǎn)技術(shù)攻關(guān)方向有：再生銅直接利用技術(shù)、合金管材盤管拉伸，高效傳熱銅管生產(chǎn)技術(shù)及品種、環(huán)保銅合金開發(fā)、引線框架帶材生產(chǎn)技術(shù)和品種開發(fā)；高性價(jià)比銅加工裝備及整條生產(chǎn)線裝備開發(fā)。

4.樹立低能耗、低排放的設(shè)計(jì)理念，發(fā)展低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)。為推動(dòng)節(jié)能減排，大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)，有色金屬加工設(shè)計(jì)將以低能耗、低排放的設(shè)計(jì)理念帶動(dòng)有色金屬加工行業(yè)走上低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)之路，在工程設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)的物質(zhì)和能源消耗，建設(shè)低能耗、低排放的有色金屬加工企業(yè)，從而有限減少溫室氣體的排放，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

參考文獻(xiàn)：

王碧文.銅加工產(chǎn)品和生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展方向[A].2010年中國銅加工技術(shù)創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)升級(jí)大會(huì)[C].2010

篇3

一、有色金屬行業(yè)運(yùn)行情況

（一）有色金屬工業(yè)生產(chǎn)平穩(wěn)增長(zhǎng)

據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局初步統(tǒng)計(jì)，2013年規(guī)模以上有色金屬企業(yè)工業(yè)增加值增長(zhǎng)13.3%，增幅比上年回落0.4個(gè)百分點(diǎn)，但比全國工業(yè)增加值的增幅高3.6個(gè)百分點(diǎn)。2013年規(guī)模以上有色金屬企業(yè)工業(yè)增加值一季度增長(zhǎng)12.2%；上半年增長(zhǎng)12.0%，比一季度回落增幅回落0.2個(gè)百分點(diǎn)；前三個(gè)季度增長(zhǎng)12.8%，比上半年增幅回升0.8個(gè)百分點(diǎn)；全年增長(zhǎng)13.3%，比三個(gè)季度增幅回升0.5個(gè)百分點(diǎn)。2013年我國十種有色金屬年產(chǎn)量首次超過4000萬噸，達(dá)到4029萬噸，比上年增長(zhǎng)9.9%，增幅比上年回升2.4個(gè)百分點(diǎn)。其中，精煉銅產(chǎn)量683.8萬噸，增長(zhǎng)13.6%；原鋁產(chǎn)量2204.6萬噸，增長(zhǎng)9.7%；鉛產(chǎn)量447.5萬噸，增長(zhǎng)5.0%；鋅產(chǎn)量530.2萬噸，增長(zhǎng)11.1%。六種精礦金屬含量1074.1萬噸，比上年增長(zhǎng)9.6%。氧化鋁產(chǎn)量4437.6萬噸，比上年增長(zhǎng)14.6%。銅材產(chǎn)量為1498.7萬噸，比上年增長(zhǎng)25.2%；鋁材產(chǎn)量為3962.4萬噸，比上年增長(zhǎng)24.0%。

（二）投資結(jié)構(gòu)有所優(yōu)化

據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局初步統(tǒng)計(jì)，2013年我國有色金屬工業(yè)（不包括獨(dú)立黃金企業(yè)）完成固定資產(chǎn)投資額6608.7億元，比上年增長(zhǎng)19.8%，增幅比上年回升了4.2個(gè)百分點(diǎn)。其中，有色金屬礦采選完成固定資產(chǎn)投資1240.9億元，增長(zhǎng)14.4%；有色金屬冶煉完成固定資產(chǎn)投資2064.4億元，下降1.0%；有色金屬壓延加工完成固定資產(chǎn)投資3303.4億元，增長(zhǎng)40.8%。其中， 民間投資所占比重達(dá)80%，民間項(xiàng)目投資主要集中在東中部地區(qū)的深加工項(xiàng)目。2013年，有色金屬工業(yè)投資特點(diǎn)是加工項(xiàng)目投資大幅度上升，礦山項(xiàng)目投資增幅平穩(wěn)，有色金屬冶煉投資熱緩解，投資結(jié)構(gòu)有所優(yōu)化。

（三）有色金屬價(jià)格震蕩回落

2013年，國內(nèi)外市場(chǎng)銅、鋁、鉛、鋅等主要有色金屬價(jià)格總體震蕩回落。

2013年倫敦金屬交易所，三月期銅收盤價(jià)格7360美元/噸，比上年收盤價(jià)回落了7.2%；三月期銅年平均價(jià)格7352美元/噸，比上年平均價(jià)下降了7.5%。三月期鋁收盤價(jià)格1800美元/噸，比上年末收盤價(jià)回落了12.7%；三月期鋁年平均價(jià)格1888美元/噸，比上年平均價(jià)下降了7.9%。三月期鉛收盤價(jià)格2219美元/噸，比上年末收盤價(jià)回落了5.0%；三月期鉛年平均價(jià)格2158美元/噸，比上年平均價(jià)增長(zhǎng)了4.0%。三月期鋅收盤價(jià)格2055美元/噸，比上年末收盤價(jià)回落了1.1%；三月期鋅年平均價(jià)格1940美元/噸，比上年平均價(jià)下降了1.3%。

2013年上海有色金屬交易所，三月期銅收盤價(jià)格52280元/噸，比上年末收盤價(jià)回落了9.5%；三月期鋁收盤價(jià)格14035元/噸，比上年末收盤價(jià)下降了8.7%；三月期鉛收盤價(jià)格14315元/噸，比上年末收盤價(jià)回落了7.0%；三月期鋅收盤價(jià)格15195元/噸，比上年末收盤價(jià)回落了2.1%。

2013年，國內(nèi)市場(chǎng)銅現(xiàn)貨平均價(jià)為53380元/噸，同比下降6.9%。其中，1季度為57423元/噸，環(huán)比回升0.5%；2季度為52696元/噸，環(huán)比回落8.2%；3季度為51770元/噸，環(huán)比回落1.8%；4季度為51631元/噸，環(huán)比回升0.3%。

2013年，國內(nèi)市場(chǎng)鋁現(xiàn)貨平均價(jià)為14556元/噸，同比下降7.1%。其中，1季度為14783元/噸，環(huán)比回落2.7%；2季度為14619元/噸，環(huán)比回落1.1%；3季度為14430元/噸，環(huán)比回落1.3%；4季度為14393元/噸，環(huán)比回落0.4%。2012年以來鋁價(jià)始終低于國內(nèi)的平均成本線。

2013年，國內(nèi)市場(chǎng)鉛現(xiàn)貨平均價(jià)為14249元/噸，同比下降7.4%。 其中，1季度為14792元/噸，環(huán)比回落2.2%；2季度為13935元/噸，環(huán)比回落5.8%；3季度為14151元/噸，環(huán)比回升1.6%；4季度為14119元/噸，環(huán)比回落0.2%。

2013年，國內(nèi)市場(chǎng)鋅現(xiàn)貨平均價(jià)為15178元/噸，同比下降0.5%。其中，1季度為15418元/噸，環(huán)比回落1.1%；2季度為14832元/噸，環(huán)比回落3.8%；3季度為15166元/噸，環(huán)比回升2.3%；4季度為15297元/噸，環(huán)比回升0.9%。

（四）有色金屬進(jìn)出口總額略有增長(zhǎng)

2013年，我國有色金屬進(jìn)出口貿(mào)易總額1580.7億美元，同比增長(zhǎng)1.1%。其中：進(jìn)口額1033.2億美元，同比下降3.3%；出口額547.5億美元，同比增長(zhǎng)10.7%；進(jìn)出口貿(mào)易逆差563.5億美元，同比下降15.3%。值得關(guān)注的是扣除黃金首飾及零件出口額274.3億美元后，主要有色金屬出口額僅為273.2億美元，同比下降1.0%。2013年有色金屬貿(mào)易額扣除黃金首飾及零件貿(mào)易額后，進(jìn)口額、出口額均呈下降態(tài)勢(shì)。

2013年有色金屬進(jìn)出口貿(mào)易總額，一季度為407.4億美元； 二季度為382.7億美元，環(huán)比下降6.2%；三季度為372.5億美元，環(huán)比下降2.2%；四季度為417.6，環(huán)比增長(zhǎng)12.1%。

1、進(jìn)口銅精礦增加、精煉銅減少

2013年，我國銅產(chǎn)品進(jìn)口額為688.3億美元，同比下降2.2%，占有色金屬產(chǎn)品進(jìn)口額的比重為66.6%；出口額為64.5億美元，同比下降1.0%；銅產(chǎn)品貿(mào)易逆差623.8億美元，同比下降1.5%。2013年，我國進(jìn)口未鍛軋銅326.2萬噸，同比下降5.6%，其中，進(jìn)口精煉銅320.6萬噸，同比下降5.8%；進(jìn)口銅精礦實(shí)物量1007.4萬噸，同比增長(zhǎng)28.7%；進(jìn)口粗銅62.9萬噸，同比增長(zhǎng)20.3%；進(jìn)口銅材65.0萬噸，同比下降2.8%；進(jìn)口銅廢碎料實(shí)物量437.3萬噸，同比下降10.0%。出口未鍛軋銅29.3萬噸，同比增長(zhǎng)7.1%；出口銅材48.9萬噸，同比下降0.8%。2013年，我國凈進(jìn)口未鍛軋銅296.9萬噸， 同比下降6.7%；凈進(jìn)口銅材16.1萬噸， 同比下降8.5%。

2、進(jìn)口鋁土礦大幅度增加

2013年，我國鋁產(chǎn)品進(jìn)口額為131.9億美元，同比增長(zhǎng)4.2%；出口額為118.9億美元，同比增長(zhǎng)4.3%。2013年，我國進(jìn)口未鍛軋鋁48.1萬噸，同比下降24.8%；進(jìn)口鋁材48.2萬噸，同比下降9.3%；進(jìn)口鋁土礦 7070.3萬噸，同比增長(zhǎng)78.5%；進(jìn)口鋁廢料實(shí)物量250.4萬噸，同比下降3.4%；進(jìn)口氧化鋁383.1萬噸，同比下降23.7%。出口未鍛軋鋁57.2萬噸，同比下降9.3%；出口鋁材306.5萬噸，同比增長(zhǎng)8.3%。2013年，我國凈出口未鍛軋鋁9.1萬噸， 上年凈進(jìn)口0.9萬噸；凈出口鋁材258.3萬噸， 同比增長(zhǎng)12.4%。

3、進(jìn)口鉛精礦下降

2013年，我國鉛產(chǎn)品進(jìn)口額為21.8億美元，同比下降33.3%；出口額為1.5億美元，同比增長(zhǎng)1.7倍。2013年，我國進(jìn)口未鍛軋鉛3.2萬噸，同比下降37.4%；進(jìn)口鉛精礦實(shí)物量149.3萬噸，同比下降17.8%；出口未鍛軋鉛2.3萬噸，同比增長(zhǎng)3.9倍。凈進(jìn)口未鍛軋鉛0.9噸， 同比下降81.6%。

4、進(jìn)口未鍛軋鋅增加

2013年，我國鋅產(chǎn)品進(jìn)口額為30.3億美元，同比增長(zhǎng)11.1%；出口額為1.0億美元，同比下降7.9%。2013年，我國進(jìn)口未鍛軋鋅75.2萬噸，同比增長(zhǎng)16.3%；進(jìn)口鋅精礦實(shí)物量199.4萬噸，同比增長(zhǎng)2.8%；出口未鍛軋鋅0.5萬噸，同比下降32.0%；出口立德粉2.6萬噸，同比下降17.9%；出口氧化鋅1.0噸，同比下降16.9%。凈進(jìn)口未鍛軋鋅74.6萬噸， 同比增長(zhǎng)16.7%。

5、稀土產(chǎn)品出口量增額降

2013年，我國稀土產(chǎn)品進(jìn)口額為4.5億美元，同比下降28.7%；出口額為18.7億美元，同比下降25.6%；進(jìn)出口貿(mào)易順差為14.2億美元，同比下降24.9%。2013年，我國出口稀土金屬550噸，同比增長(zhǎng)41.1%；出口稀土合金1054噸，同比增長(zhǎng)61.5%；出口稀土氧化物17490噸，同比增長(zhǎng)43.5%；出口碳酸稀土1426噸，同比增長(zhǎng)86.3%；出口稀土永磁體18826噸，同比增長(zhǎng)15.2%。

（五）實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)增額轉(zhuǎn)為正增長(zhǎng)，但企業(yè)經(jīng)營(yíng)困難尚未根本改變

2013年，8649家規(guī)模以上有色金屬工業(yè)企業(yè)（不包括獨(dú)立黃金企業(yè)，下同）實(shí)現(xiàn)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入48170.7億元，同比增長(zhǎng)12.7%，主營(yíng)業(yè)務(wù)成本44347.9億元，同比增長(zhǎng)14.7%，比主營(yíng)業(yè)務(wù)收入增幅高2個(gè)百分點(diǎn)；實(shí)現(xiàn)利稅2932.5億元，同比增長(zhǎng)4.6%；實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)總額1713.7億元， 同比增長(zhǎng)2.4%，增幅比全國規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)的增幅低9.8個(gè)百分點(diǎn)；主營(yíng)活動(dòng)利潤(rùn)為1704.9億元，同比下降16.8%。

2013年規(guī)模以上有色金屬工業(yè)企業(yè)利潤(rùn)總額，一季度為292.4億元； 二季度為288.4億元，環(huán)比下降1.4%；三季度為366.6億元，環(huán)比增長(zhǎng)27.1%；四季度為766.3億元，環(huán)比增長(zhǎng)109.0%。

虧損企業(yè)戶數(shù)及虧損企業(yè)虧損額比上年略有擴(kuò)大。2013年，8649家規(guī)模以上有色金屬工業(yè)企業(yè)中虧損企業(yè)為1469家， 比上年增加30家，虧損面為17.0%；虧損企業(yè)虧損額322.7億元，同比增長(zhǎng)0.5%。

財(cái)務(wù)費(fèi)用與上年持平。2013年，規(guī)模以上有色金屬工業(yè)企業(yè)財(cái)務(wù)費(fèi)用為590.0億元，與上年持平，其中利息支出534.9億元，同比下降0.1%； 企業(yè)管理費(fèi)用928.9億元，同比增長(zhǎng)6.4%； 企業(yè)營(yíng)業(yè)費(fèi)用412.5億元，同比增長(zhǎng)12.8%。

應(yīng)收賬款增加，產(chǎn)成品庫存貨款減少。2013年末，規(guī)模以上有色金屬工業(yè)企業(yè)應(yīng)收賬款2504.0億元，同比增長(zhǎng)15.0%； 企業(yè)產(chǎn)成品庫存貨款1491.4億元，同比下降4.8%。

百元主營(yíng)業(yè)務(wù)收入中的成本高于全國平均水平，主營(yíng)業(yè)務(wù)收入利潤(rùn)率低于全國平均水平。2013年，規(guī)模以上有色金屬工業(yè)企業(yè)每百元主營(yíng)業(yè)務(wù)收入中的成本為92.1元，比全國平均水平85.3元高6.8元；主營(yíng)業(yè)務(wù)收入利潤(rùn)率為3.6%，比全國平均水平低2.5個(gè)百分點(diǎn)；資產(chǎn)利潤(rùn)率為5.1%，明顯低于銀行貸款平均利率7.2%。

資產(chǎn)負(fù)債率上升。2013年末，規(guī)模以上有色金屬工業(yè)企業(yè)資產(chǎn)總額為33658.8億元，比上年增長(zhǎng)13.4%；負(fù)債合計(jì)21075.8億元，比上年增長(zhǎng)14.1%，增幅比資產(chǎn)總額增幅高0.8個(gè)百分點(diǎn)；資產(chǎn)負(fù)債率為62.6%，比上年上升0.4個(gè)百分點(diǎn)。

1、國有企業(yè)利潤(rùn)下降、私營(yíng)企業(yè)利潤(rùn)增長(zhǎng)

國有企業(yè)實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)所占比重明顯小于資產(chǎn)比重。2013年，624家國有控股企業(yè)實(shí)現(xiàn)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入15034.4億元，同比增長(zhǎng)10.8%；實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)134.8億元，同比下降38.8%，占有色金屬工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)的7.9%，所占比重比上年下降了5.3個(gè)百分點(diǎn)。2013年末，國有控股企業(yè)資產(chǎn)總額為13668.9億元，比上年增長(zhǎng)8.5%，占有色金屬工業(yè)企業(yè)資產(chǎn)總額的40.6%；資產(chǎn)負(fù)債率為66.8%，比上年上升0.9個(gè)百分點(diǎn)，比有色金屬工業(yè)企業(yè)平均水平高4.2個(gè)百分點(diǎn)。

私人企業(yè)實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)所占比重大于資產(chǎn)的比重。2013年，6816家規(guī)模以上私人控股企業(yè)實(shí)現(xiàn)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入25384.7億元，同比增長(zhǎng)14.2%；實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)1219.0億元，同比增長(zhǎng)11.6%，占有色金屬工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)的比重為71.1%，所占比重比上年上升了5.8個(gè)百分點(diǎn)。2013年末， 規(guī)模以上私人控股企業(yè)資產(chǎn)總額為13656.1億元，比上年增長(zhǎng)17.0%，占有色金屬工業(yè)企業(yè)資產(chǎn)總額的40.6%；資產(chǎn)負(fù)債率為60.6%，比上年上升0.2個(gè)百分點(diǎn)，但比有色金屬工業(yè)企業(yè)平均水平低2個(gè)百分點(diǎn)。

2、礦山和冶煉企業(yè)利潤(rùn)下降、加工企業(yè)利潤(rùn)增長(zhǎng)

礦山企業(yè)銷售利潤(rùn)率、資產(chǎn)利潤(rùn)率和資產(chǎn)負(fù)債率仍維持在較好水平。2013年，1670家規(guī)模以上有色金屬獨(dú)立礦山企業(yè)實(shí)現(xiàn)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入3713.6億元，同比增長(zhǎng)10.6%；實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)373.5億元，同比下降10.8%，占有色金屬企業(yè)實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)的21.8%。獨(dú)立礦山企業(yè)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入利潤(rùn)率為10.1%，資產(chǎn)利潤(rùn)率為11.7%。2013年末，獨(dú)立礦山企業(yè)資產(chǎn)總額為3205.4億元，比上年增長(zhǎng)11.9%，占有色金屬工業(yè)企業(yè)資產(chǎn)總額的9.5%；資產(chǎn)負(fù)債率為51.0%，比上年上升0.1個(gè)百分點(diǎn)，但比有色金屬工業(yè)企業(yè)平均水平低11.6個(gè)百分點(diǎn)。

冶煉企業(yè)盈利能力明顯低于礦山和加工企業(yè)。2013年，2245家規(guī)模以上有色金屬冶煉（含聯(lián)合企業(yè)中的礦山）企業(yè)實(shí)現(xiàn)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入21182.0億元，同比增長(zhǎng)9.3%；實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)416.1億元，同比下降5.8%，占有色金屬工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)的24.3%，所占比重比上年下降了2.1個(gè)百分點(diǎn)。有色金屬冶煉企業(yè)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入利潤(rùn)率僅有2.0%，資產(chǎn)利潤(rùn)率僅有2.4%。2013年末， 規(guī)模以上有色金屬冶煉企業(yè)資產(chǎn)總額為17213.7億元，比上年增長(zhǎng)11.7%，占有色金屬工業(yè)企業(yè)資產(chǎn)總額的51.1%；資產(chǎn)負(fù)債率為69.6%，比上年上升了1個(gè)百分點(diǎn)，比有色金屬工業(yè)企業(yè)平均水平高7個(gè)百分點(diǎn)。

加工企業(yè)實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)所占比重明顯大于資產(chǎn)比重。2013年，4734家規(guī)模以上有色金屬加工企業(yè)實(shí)現(xiàn)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入23275.1億元，同比增長(zhǎng)16.4%；實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)924.0億元，同比增長(zhǎng)13.6%，占有色金屬工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)的53.9%，所占比重比上年上升了5.3個(gè)百分點(diǎn)。加工企業(yè)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入利潤(rùn)率為4.0%，資產(chǎn)利潤(rùn)率為7.0%。2013年末，規(guī)模以上有色金屬加工企業(yè)資產(chǎn)總額為13239.7億元，比上年增長(zhǎng)16.2%，占有色金屬工業(yè)企業(yè)資產(chǎn)總額的39.3%；資產(chǎn)負(fù)債率為56.3%，比上年下降了0.2個(gè)百分點(diǎn)，比有色金屬工業(yè)企業(yè)平均水平低6.3個(gè)百分點(diǎn)。

3、大、中型企業(yè)利潤(rùn)下降，小型企業(yè)利潤(rùn)增長(zhǎng)

大型企業(yè)實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)所占比重小于資產(chǎn)的比重。2013年，302家大型有色金屬工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入20155.4億元，同比增長(zhǎng)10.9%；實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)513.1億元，同比下降3.9%，占有色金屬工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)的29.9%。大型企業(yè)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入利潤(rùn)率為2.6%，資產(chǎn)利潤(rùn)率為2.8%。2013年末， 大型有色金屬企業(yè)資產(chǎn)總額為18531.5億元，比上年增長(zhǎng)9.8%，占有色金屬工業(yè)企業(yè)資產(chǎn)總額的55.1%；資產(chǎn)負(fù)債率為64.6%，比上年上升了0.7個(gè)百分點(diǎn)，比有色金屬工業(yè)企業(yè)平均水平高2個(gè)百分點(diǎn)。

中型企業(yè)實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)所占比重仍大于資產(chǎn)的比重。2013年，1180家中型有色金屬工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入10480.3億元，同比增長(zhǎng)10.7%；實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)489.7億元，同比下降3.1%，占有色金屬工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)的28.6%。中型企業(yè)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入利潤(rùn)率為4.7%，資產(chǎn)利潤(rùn)率為7.0%。2013年末，中型有色金屬企業(yè)資產(chǎn)總額為7022.6億元，比上年增長(zhǎng)15.2%，占有色金屬工業(yè)企業(yè)資產(chǎn)總額的20.9%；資產(chǎn)負(fù)債率為59.6%，比上年上升了1個(gè)百分點(diǎn)，比有色金屬工業(yè)企業(yè)平均水平低3個(gè)百分點(diǎn)。

小型企業(yè)實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)所占比重明顯大于資產(chǎn)的比重。2013年，7167家規(guī)模以上小型有色金屬工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入17535.0億元，同比增長(zhǎng)16.3%；實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)710.9億元，同比增長(zhǎng)12.1%，占有色金屬工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)的41.5%。小型企業(yè)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入利潤(rùn)率為4.1%，資產(chǎn)利潤(rùn)率為8.8%。2013年末，7167家規(guī)模以上小型有色金屬企業(yè)資產(chǎn)總額為8104.7億元，比上年增長(zhǎng)21.1%，占有色金屬工業(yè)企業(yè)資產(chǎn)總額的24.1%；資產(chǎn)負(fù)債率為60.7%，比上年下降了0.5個(gè)百分點(diǎn)，比有色金屬工業(yè)企業(yè)平均水平低1.9個(gè)百分點(diǎn)。

（六）節(jié)能降耗情況

通過自主創(chuàng)新和引進(jìn)技術(shù)消化、吸收、再創(chuàng)新和集成創(chuàng)新，骨干企業(yè)的技術(shù)裝備和主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到世界先進(jìn)水平。我國銅冶煉幾乎全部采用先進(jìn)的閃速熔煉和熔池熔煉工藝；自主開發(fā)的低溫低電壓鋁電解技術(shù)投入運(yùn)行，鋁錠綜合交流電耗達(dá)到世界先進(jìn)水平；具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“氧氣底吹”煉鉛技術(shù)與裝備的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用及自主開發(fā)的短流程精密銅管生產(chǎn)工藝均達(dá)到世界領(lǐng)先水平；多機(jī)架鋁板帶熱連軋和冷連軋裝備的引進(jìn)和消化，萬噸級(jí)大型鋁擠壓機(jī)的研制，全面提升了我國鋁加工裝備的技術(shù)水平，使我國鋁加工技術(shù)進(jìn)入世界先進(jìn)行列。2013年，我國鋁錠綜合交流電耗下降到13740千瓦時(shí)/噸，同比下降104千瓦時(shí)/噸，節(jié)電22.9億千瓦時(shí)；銅冶煉綜合能耗下降到314.4千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸，同比下降0.5%；鉛冶煉綜合能耗為469.3千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸，同比增長(zhǎng)1.7%；電解鋅冶煉綜合能耗下降到909.3千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸，同比下降0.1%。

二、對(duì)2014年有色金屬工業(yè)運(yùn)行態(tài)勢(shì)的判斷

初步預(yù)計(jì)2014年，我國有色金屬工業(yè)生產(chǎn)仍呈平穩(wěn)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，十種有色金屬產(chǎn)量增幅在8%左右；民間投資繼續(xù)增加，其投資方向依然是深加工產(chǎn)品，尤其是高精尖產(chǎn)品；國內(nèi)市場(chǎng)主要有色金屬價(jià)格仍呈區(qū)間震蕩的格局，各金屬品種價(jià)格走勢(shì)可能出現(xiàn)分化；有色金屬企業(yè)經(jīng)營(yíng)困難短期內(nèi)難以根本改變，實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)回升的壓力依然較大，但銅冶煉企業(yè)由于進(jìn)口銅精礦加工費(fèi)提高，效益可能會(huì)有所回升。以上判斷的主要依據(jù)有以下幾點(diǎn)。

（一）影響有色金屬工業(yè)發(fā)展的國際環(huán)境

從國際環(huán)境來看，2014年世界經(jīng)濟(jì)將延續(xù)緩慢復(fù)蘇的態(tài)勢(shì)，并且全球經(jīng)濟(jì)整體復(fù)蘇步伐有望加快。全球經(jīng)濟(jì)仍可能面臨的風(fēng)險(xiǎn)一是美國量化寬松貨幣政策退出的進(jìn)度和影響仍存較大不確定性；二是歐元區(qū)經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇前景不明；三是日本經(jīng)濟(jì)內(nèi)在增長(zhǎng)動(dòng)力不足；四是部分新興市場(chǎng)仍面臨資本外流風(fēng)險(xiǎn)。

（二）有色金屬行業(yè)面臨產(chǎn)能過剩、成本上升、國際形勢(shì)復(fù)雜、資源能源環(huán)保壓力加大等問題

當(dāng)前，有色金屬產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)恰爸虚g大、兩頭小”，部分冶煉產(chǎn)能過剩，礦山保障能力不足，高附加值產(chǎn)品短缺，總體上仍處于國際產(chǎn)業(yè)分工中低端，結(jié)構(gòu)不合理和產(chǎn)能過剩的問題短期內(nèi)難以根本解決。有色金屬工業(yè)受資源、能源和環(huán)境制約的壓力加大。我國有色金屬資源相對(duì)貧乏、品質(zhì)不高，對(duì)外依存度大，不但原料進(jìn)口成本高，而且受人制約。國內(nèi)電力、環(huán)保、人工成本上升，有色金屬企業(yè)經(jīng)營(yíng)困難的壓力依然較大。美歐倡導(dǎo)實(shí)業(yè)回歸，新興經(jīng)濟(jì)體和我國形成同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)，有色金屬企業(yè)將面臨更多貿(mào)易摩擦，產(chǎn)能向國外轉(zhuǎn)移障礙重重，難度很大。我國有色金屬工業(yè)同發(fā)達(dá)國家產(chǎn)業(yè)之間互補(bǔ)性越來越弱、競(jìng)爭(zhēng)性越來越強(qiáng)，面臨的競(jìng)爭(zhēng)將更加激烈。但是，發(fā)達(dá)國家制造業(yè)回歸只是高端制造業(yè)回歸，對(duì)我們的影響可能不會(huì)太大；而新興國家低成本優(yōu)勢(shì)是以犧牲環(huán)境為代價(jià)的，也是不可持續(xù)的發(fā)展模式。

（三）有色金屬價(jià)格回升動(dòng)力不足，下行壓力依然存在

目前，有色金屬商品屬性回歸，金融屬性弱化，有色金屬價(jià)格隨供求關(guān)系變化而變化的可能性擴(kuò)大。2014年世界主要有色金屬產(chǎn)能增加、產(chǎn)量增長(zhǎng)、供應(yīng)充裕，消費(fèi)增速緩慢，全球范圍內(nèi)有色金屬繼續(xù)呈供大于求的格局，不支撐有色金屬價(jià)格上漲。美聯(lián)儲(chǔ)貨幣政策轉(zhuǎn)向，美元走強(qiáng)、流動(dòng)性收緊，黃金、銅等有色金屬金融屬性走弱，也不支持以美元計(jì)價(jià)的金屬價(jià)格上升。

篇4

關(guān)鍵詞：金屬；擠壓；輕型材料

中圖分類號(hào)：U21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 金屬擠壓過程控制

1.1 壓力機(jī)是一種結(jié)構(gòu)精巧的通用性壓力機(jī)。具有用途廣泛，生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)，壓力機(jī)可廣泛應(yīng)用于切斷、沖孔、落料、彎曲、鉚合和成形等工藝。通過對(duì)金屬坯件施加強(qiáng)大的壓力使金屬發(fā)生塑性變形和斷裂來加工成零件。機(jī)械壓力機(jī)工作時(shí)由電動(dòng)機(jī)通過三角皮帶驅(qū)動(dòng)大皮帶輪（通常兼作飛輪），經(jīng)過齒輪副和離合器帶動(dòng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，使滑塊和凸模直線下行。

1.2 擠壓金屬型材產(chǎn)品的流程非常重要，做為企業(yè)金屬材擠壓，對(duì)產(chǎn)品的精度要求較高，所以好的制度流程尤為重要。金屬擠壓過程實(shí)際是從產(chǎn)品設(shè)計(jì)開始的，因?yàn)楫a(chǎn)品的設(shè)計(jì)是基于給定的使用要求，使用要求決定了產(chǎn)品的許多最終參數(shù)。如產(chǎn)品的機(jī)械加工性能、表面處理性能以及使用環(huán)境要求，這些性能和要求實(shí)際就決定了被擠壓金屬種類的選擇。而同一中金屬擠壓出來的金屬型材性能則取決于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)形狀。而產(chǎn)品的形狀決定了擠壓模具的形狀。設(shè)計(jì)的問題一旦解決了，則實(shí)際的擠壓過程就是從擠壓用金屬鑄棒開始，金屬鑄棒在擠壓前必須加熱使其軟化，加熱好的金屬鑄棒放入擠壓機(jī)的盛錠筒內(nèi)，然后由大功率的油壓缸推動(dòng)擠壓桿，擠壓桿的前端有擠壓墊，這樣被加熱變軟的金屬在擠壓墊的強(qiáng)大壓力作用下從模具精密成型孔擠出成型。

1.3 根據(jù)圖紙或者樣品了解此產(chǎn)品的規(guī)格尺寸，確定有無擠壓難點(diǎn)，應(yīng)如何控制。經(jīng)雙方確認(rèn)圖紙就可以安排就行模具制造。金屬型材熱擠壓模具不同于一般的機(jī)械零件加工，而是介于機(jī)械加工與壓力加工之間的一種工藝性設(shè)計(jì)。除了應(yīng)參考機(jī)械加工所需遵循的原則以外，尚需考慮熱擠壓條件下的各種工藝因素。模具設(shè)計(jì)好以后需要進(jìn)行加熱，同時(shí)金屬棒應(yīng)該加熱到擠壓所需的溫度，然后擠壓試樣。接著，試樣出來的半成品需要由技術(shù)人員對(duì)尺寸表面等進(jìn)行仔細(xì)地檢驗(yàn)，如果不合格，應(yīng)該制定詳細(xì)的模具返修方案，待確認(rèn)后，可再進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。最后進(jìn)行表面處理，如氧化，噴涂，拋光等等，表面處理后在進(jìn)行成品檢驗(yàn)，包括尺寸形位公差，表面是否劃傷，硬度檢驗(yàn)等等。在生產(chǎn)流轉(zhuǎn)過程中，按區(qū)域推放，防止磁刮傷和表面的污染。

2 金屬擠壓技術(shù)發(fā)展應(yīng)用

2.1 近些年來，除了改進(jìn)和完善正、反向擠壓方法及其工藝之外，出現(xiàn)了許多強(qiáng)化擠壓過程的新工藝和新方法，并獲得了實(shí)際應(yīng)用。像舌型模擠壓、平面組合模擠壓、變斷面擠壓、水冷模擠壓、扁擠壓、寬展擠壓、精密氣、水（霧）冷在線淬火擠壓、半固態(tài)擠壓、高速擠壓、冷擠壓、高效反向擠壓、等溫?cái)D壓、特種拉伸-輥矯、形變熱處理等新技術(shù)新工藝，對(duì)于擴(kuò)大鋁型材的品種，提高擠壓速度和總的生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品品質(zhì)，發(fā)掘鋁型材的潛力，減少擠壓力，節(jié)能節(jié)資，降低成本等方面，都有積極的意義。

2.2 連續(xù)擠壓時(shí)塑性變形過程包括擠壓型腔變形區(qū)和擠壓模腔變形區(qū)兩個(gè)過程，其中擠壓型腔變形區(qū)是指輪槽和擋料塊組成的變形區(qū)域，包括孔型軋制區(qū)、摩擦剪切變形區(qū)、鐓粗區(qū)、粘著區(qū)、直角彎曲擠壓區(qū)等五個(gè)變形分區(qū)。

2.3 目前，活塞材料主要是鋁合金，而鋁合金活塞應(yīng)用最多的鑄造工藝是擠壓鑄造，還有鍛造和金屬型鑄造，它們各有其優(yōu)缺點(diǎn)。金屬型鑄造加工簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本較低，但容易產(chǎn)生縮孔、縮松等鑄造缺陷，導(dǎo)致活塞力學(xué)性能較低，難以滿足使用要求。鍛造活塞常溫力學(xué)性能高，高溫耐熱疲勞性好、塑性好，能滿足大功率發(fā)動(dòng)機(jī)的要求。但鍛造活塞加工量大，生產(chǎn)成本高，僅適用于某些要求較高的大型活塞或高速活塞。擠壓鑄造為介于上述兩者之間的鋁活塞成形技術(shù)，是將液態(tài)金屬在高壓下充型和凝固的精確成形鑄造技術(shù)，又稱為液態(tài)模鍛。

3 影響金屬擠壓加工的工藝因素

3.1 擠壓速度和溫度

在連續(xù)擠壓加工母材的生產(chǎn)過程中，擠壓速度和溫度是影響金屬加工質(zhì)量和使用壽命的重要因素。一般而言，擠壓速度越大，被周圍介質(zhì)吸收的熱量就越少，則金屬塑性變形的溫度就越高，反之亦然。在擠壓過程中，擠壓速度與溫度密切相關(guān)。提高擠壓速度，則擠壓溫度也隨著升高，反之亦然。為了保持?jǐn)D出產(chǎn)品的形狀整體性，塑性變形區(qū)的溫度必須與金屬塑性最好時(shí)的溫度相適應(yīng)。變形溫度對(duì)金屬的塑性有著重大影響，就大多數(shù)金屬而言，總的趨勢(shì)是：隨著溫度的升高，塑性增加。

3.2 材料的冷卻收縮性

金屬在冷卻過程中，由于各部分收縮的非均勻性，容易造成材料表面受拉、內(nèi)層受壓，從而產(chǎn)生熱應(yīng)力，影響其表面質(zhì)量。此外，金屬在冷卻過程中可能發(fā)生相變，相變過程導(dǎo)致的體積變化可能使材料晶粒內(nèi)部產(chǎn)生組織應(yīng)力，當(dāng)疊加的應(yīng)力超過金屬強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)破壞產(chǎn)品的完整性，在材料的內(nèi)部或表面產(chǎn)生微觀和宏觀裂紋，導(dǎo)致產(chǎn)品形狀變形。為了避免金屬在冷卻過程中產(chǎn)生尺寸變形，必須選擇適當(dāng)?shù)睦鋮s速度，并按一定的冷卻規(guī)范進(jìn)行冷卻。

3.3 材料的流動(dòng)性

所謂流動(dòng)性是指金屬充滿腔體及模具型腔的能力。若合金的流動(dòng)性不佳，金屬則無法完全充滿模腔。擠壓制品的組織性能、表面質(zhì)量、外形尺寸和形狀精度、成材率、擠壓模具的正確設(shè)計(jì)、擠壓生產(chǎn)效率等，均與金屬流動(dòng)有著十分密切的關(guān)系。

4 金屬擠壓加工加工技術(shù)需改進(jìn)的問題

發(fā)展金屬擠壓加工理論與技術(shù)時(shí)需要重點(diǎn)考慮的項(xiàng)目主要有：減少功耗量，節(jié)能降耗；減少外部摩擦，提高變形效率；提高精度；利用各向異性、內(nèi)部應(yīng)力、變形熱處理等方法提高產(chǎn)品綜合性能；有效利用廢料和開發(fā)綜合利用技術(shù)，提高回收率和成品率；防止缺陷產(chǎn)生或利用缺陷；提高工模具品質(zhì)和使用壽命；減少工序；增加單位時(shí)間的產(chǎn)量及節(jié)省勞動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)高速化、自動(dòng)化、連續(xù)化生產(chǎn)；清潔生產(chǎn)，改善環(huán)境，降低勞動(dòng)強(qiáng)度；降低造價(jià)，降低成本；發(fā)展新用途、新功能、特種性能和多功能的新材料。金屬擠壓加工是利用金屬塑性成形原理進(jìn)行壓力加工的一種重要方法，通過擠壓將金屬錠坯一次加工成管、棒、T型、L型等型材。金屬擠壓機(jī)是實(shí)現(xiàn)金屬擠壓加工的最主要設(shè)備。

結(jié)語

金屬擠壓工藝是一種優(yōu)質(zhì)、高效、低消耗的少無切屑加工工藝，在汽車、機(jī)械、輕工、航天航空、軍工、電器等制造領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。金屬擠壓技術(shù)，作為一種先進(jìn)的制造技術(shù)，在原材料價(jià)格不斷上漲、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨劇烈的情況下，開拓了進(jìn)一步研究和推廣應(yīng)用的廣闊前景。

參考文獻(xiàn)

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鉭資源的現(xiàn)狀。鉭鈮礦物的存在形式很復(fù)雜且多種多樣。含有鉭的主要礦物有鉭鐵礦、重鉭鐵礦、黑稀金礦和細(xì)晶石等。冶煉錫的廢渣中也含有鉭，也是鉭的重要資源之一。目前全世界已經(jīng)確定的鉭儲(chǔ)量是36.4萬噸，澳大利亞、加拿大、巴西以及非洲諸國的鉭資源含量占全球的85%。其中澳大利亞的鉭儲(chǔ)量最高，居世界第一位。

鉭資源的開采。位于澳大利亞珀斯的瓜利亞采礦公司經(jīng)營(yíng)者格布什斯和沃吉納兩座礦山，是世界上最大的鉭礦開采廠家。瓜利亞公司鉭礦石儲(chǔ)量約占世界鉭礦石總儲(chǔ)量的75%，到目前為止，它可為全球提供50%以上的鉭原料。另外，加拿大、巴西、中國和南非也都是重要的鉭生產(chǎn)國。泰國和尼日利亞的鉭是從煉錫爐中提取的。格林布什和沃吉納兩個(gè)鉭礦的產(chǎn)能都非常的大，足以滿足鉭工業(yè)的需求。而其他鉭礦的產(chǎn)能僅占格林布什或者沃吉納任何一個(gè)礦產(chǎn)產(chǎn)能的10～25%。據(jù)目前統(tǒng)計(jì)，世界上礦山多位于政治不穩(wěn)定的地區(qū)或終年寒冷、難以開采的地帶。

鈮資源的現(xiàn)狀及其開采

鈮資源的現(xiàn)狀。鈮資源的儲(chǔ)量世界已經(jīng)探明的約有1150萬噸。其中已知的礦床中鈮含量大約有1980萬噸。巴西的鈮儲(chǔ)量最多，占世界鈮儲(chǔ)量的91.1%。巴西的CBMM、Catalao公司和加拿大的奈奧貝克公司是世界鈮礦石和鈮產(chǎn)品的主要供應(yīng)商。

鈮資源的開采。目前世界上最大的鈮鐵礦開采公司是巴西的pitinga礦山，它是由巴西的paranapanema集團(tuán)公司經(jīng)營(yíng)和管理。其鈮資源的儲(chǔ)量大約為2.01億噸。

根據(jù)中國儲(chǔ)礦量2007年統(tǒng)計(jì)，我國鉭礦產(chǎn)分布于13個(gè)省（區(qū)）的92個(gè)礦區(qū)，Ta2O5的總保有量是8.4萬噸，位居世界首位。從地區(qū)的分布上來看，江西鉭礦資源最為豐富，內(nèi)蒙古和廣東稍次。這三個(gè)省占我國鉭總儲(chǔ)量的72.5%。而我國Nb2O5的總保有量是388萬噸，僅次于巴西，位于世界第二。我國鈮的工業(yè)儲(chǔ)量大約為660萬噸，以鈮為主的礦產(chǎn)區(qū)有99處。

江西宜春鉭鈮資源是我國乃至亞洲的最大的鉭鈮礦產(chǎn)。我國的鉭鈮礦產(chǎn)有一半以上都來自宜春礦產(chǎn)。我國一些特大或者大型的鉭鈮礦產(chǎn)大都規(guī)模小，礦脈分散，鉭鈮礦物嵌布粒度細(xì)，原產(chǎn)礦品位低，賦存的狀態(tài)很差，能大規(guī)模露采的礦山較少，因此經(jīng)濟(jì)資源不多。同時(shí)，選礦處理量很大，可選性小，回收率不高，回收投資的周期較長(zhǎng)。我國沒有獨(dú)立的鈮礦山，鈮往往與稀土和鉭混合在一起，難采難分難選，回收率也很低。

鉭鈮的需求現(xiàn)狀

鉭的主要用途是電容器中的鉭粉和鉭絲，鈮是鐵基、鎳基等超級(jí)合金的添加劑，在原子能工業(yè)中可以用作反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)材料和核燃料材料，另外，鈮在航空業(yè)及宇航工業(yè)可用作熱防護(hù)、結(jié)構(gòu)材料和導(dǎo)航裝置等。近年來，由于計(jì)算機(jī)、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)和車載電子系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，鉭的需求逐漸增加，其精礦的價(jià)格也逐步回到正常水平。而隨著工業(yè)的快速發(fā)展，鈮的需求也呈上升的趨勢(shì)。我國現(xiàn)有20多家鉭鈮冶煉廠，他們能夠獨(dú)立生產(chǎn)全系列的鉭鈮加工產(chǎn)品，除了滿足我國工業(yè)發(fā)展需要外，還有大批量的高中低端產(chǎn)品進(jìn)入了國際市場(chǎng)，因此，對(duì)鉭鈮的需求很大。

我國鉭鈮工業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展

我國的鉭鈮業(yè)自1956年起開始研究，經(jīng)過50多年的發(fā)展進(jìn)步，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了“從小到大、從軍到民、從內(nèi)到外”的轉(zhuǎn)變。特別是1995年以來，我國的鉭鈮業(yè)的投資熱不斷升溫，鉭生產(chǎn)和鈮應(yīng)用呈現(xiàn)出快速發(fā)展的勢(shì)頭，除寧夏東方鉭業(yè)股份有限公司、九江有色金屬冶煉廠、株洲硬質(zhì)合金有限公司、廣東從化鉭鈮冶煉廠和廣西栗木有色金屬工業(yè)公司這5家鉭鈮業(yè)骨干企業(yè)的不斷升級(jí)外，廣東佛崗佳特、衡陽金新萊孚以及廣東多羅山蘭寶石等企業(yè)抓住時(shí)機(jī)、趁勢(shì)而起成為鉭鈮加工業(yè)的后起之秀。目前，我國鉭鈮制品的產(chǎn)量（折合成金屬鉭）約800噸，占世界總產(chǎn)量的三分之一，中國鉭鈮業(yè)成為世界鉭冶煉加工第三強(qiáng)國，進(jìn)入了世界鉭鈮生產(chǎn)大國的行列。

近年來，我國的鉭鈮冶金技術(shù)取得了不小的進(jìn)步，主要以905廠在鉭粉、鉭絲和鉭鈮濕法冶金技術(shù)的進(jìn)步為代表，我們?cè)诓蛇x工藝、冶金和加工工藝上均取得了進(jìn)步與創(chuàng)新，同時(shí)我們也致力于鉭鈮新用途、新性能和新材料的研究與開發(fā)。

對(duì)我國鉭鈮工業(yè)發(fā)展中存在的問題的思考

雖然我國已經(jīng)成為世界鉭工業(yè)生產(chǎn)大國，但是我們還不是鉭鈮工業(yè)的生產(chǎn)強(qiáng)國。其主要原因是：第一，鉭鈮是不可再生的稀有金屬，我國很難再建大規(guī)模的鉭鈮礦山。鉭鈮工業(yè)的原料不能自給自足，沒有形成長(zhǎng)期穩(wěn)定的原料供應(yīng)渠道，如果發(fā)生市場(chǎng)波動(dòng)，我們將無法抵抗。第二，我國鉭鈮業(yè)的自主開發(fā)能力不夠強(qiáng)，大多數(shù)新產(chǎn)品是在歐美和日本開發(fā)之后才進(jìn)行開發(fā)的。第三，我國鉭鈮工業(yè)雖然已經(jīng)有很大的發(fā)展，但是除了寧夏東方鉭業(yè)股份有限公司生產(chǎn)的電容器級(jí)鉭粉和鉭絲等產(chǎn)品外，我國鉭鈮制品大多生產(chǎn)的都是低端產(chǎn)品，高檔產(chǎn)品生產(chǎn)力不足；高比容鉭粉產(chǎn)品的一致性、穩(wěn)定性和對(duì)不同電容器的適用性不夠，所以產(chǎn)銷量較少，在市場(chǎng)上的占有率僅僅16%左右。另外，鉭鈮工業(yè)發(fā)展缺少合理的規(guī)劃、正確的指導(dǎo)和適時(shí)的調(diào)控，企業(yè)重復(fù)性建設(shè)嚴(yán)重，生產(chǎn)力過剩的問題十分突出，同行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)十分嚴(yán)重，各企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益普遍較低。如何使我們的鉭鈮工業(yè)得到更好的發(fā)展，我國鉭鈮工業(yè)面臨的共同難題。

針對(duì)鉭鈮業(yè)目前的發(fā)展中存在的這些問題，我們提出以下建議：

篇6

關(guān)鍵詞：金屬焊接雕塑 發(fā)展歷史 關(guān)鍵技術(shù) 發(fā)展趨勢(shì)

引言

2012年9月，在新疆克拉瑪依市白堿灘區(qū)舉行了一場(chǎng)別開生面的展覽：《白沙灘金屬焊接雕塑公園――第一回廢舊金屬焊接雕塑實(shí)驗(yàn)展》{1}。國內(nèi)外10余名雕塑家創(chuàng)作的41件大型雕塑在白沙灘國家3A景區(qū)對(duì)外開放，吸引了大量游客的目光。早在2002年，內(nèi)蒙古黃河三盛公水利風(fēng)景區(qū)就開始開發(fā)利用水利工程建設(shè)過程中廢棄的工程材料和機(jī)電設(shè)備，其后若干年陸續(xù)創(chuàng)作了大型環(huán)保雕塑“同心鎖”、“天下第一箏”和“機(jī)器人”等人文和藝術(shù)氣息濃厚的作品，并成為國內(nèi)第一個(gè)廢舊金屬雕塑公園{2}。這些金屬雕塑主體公園的落成無疑將大眾的目光聚焦到了“金屬雕塑”這一科學(xué)與藝術(shù)交叉融合、激動(dòng)人心的領(lǐng)域。

金屬雕塑通常是利用焊接、切割等技術(shù)，通過金屬在焊接、切割等過程中發(fā)生變化而最終形成獨(dú)特的藝術(shù)作品，故常被稱為“金屬焊接雕塑”{3}，也有人歸之為“直接金屬雕塑”{4}或者“動(dòng)態(tài)雕塑”{5}，在本文中統(tǒng)一稱為金屬焊接雕塑。與傳統(tǒng)的鑄銅、石刻、木雕等仰仗雕塑家“手藝”的門類不同，金屬焊接雕塑考驗(yàn)的是雕塑家的眼力和心塑能力，完全無需事先打底稿，而是利用機(jī)器直接加工金屬材料和廢棄的機(jī)器零件等，通過金屬材料的變形和組合完成最終的架構(gòu)和造型。

金屬焊接雕塑的歷史可以追溯到遠(yuǎn)古時(shí)代，現(xiàn)代焊接雕塑在西方也已有百年歷史。在中國，直到上世紀(jì)80年代末才有美術(shù)學(xué)院陸續(xù)開設(shè)金屬焊接雕塑課程。目前國內(nèi)不少藝術(shù)高校雕塑系基本都有這門課程，然而其學(xué)術(shù)價(jià)值和市場(chǎng)價(jià)值仍然有待發(fā)掘。本文試圖在時(shí)間尺度上厘清金屬焊接雕塑的歷史發(fā)展脈絡(luò)，在空間尺度上詳細(xì)剖析其涉及的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題，從而歸納分析其未來發(fā)展趨勢(shì)。冀望未來有識(shí)之士能借助中國工業(yè)化進(jìn)程的大好形勢(shì)，把金屬焊接雕塑更好地應(yīng)用到城市空間和鄉(xiāng)村土地上。

一、發(fā)展歷史

金屬材料自人類文明誕生以來，對(duì)社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展一直都起著舉足輕重的作用，特別是工業(yè)革命以后，已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)中最為基本的組成部分?，F(xiàn)代金屬焊接雕塑可追溯到電弧焊的出現(xiàn)。1881年，法國Cabot實(shí)驗(yàn)室的Auguste De Meritens利用電弧熱焊接了蓄電池用鉛板。隨后其俄國學(xué)生Nikolai N. Benardos先后申請(qǐng)了英國、美國專利，但這些發(fā)明僅限于碳弧焊。1890年，底特律的C.L.Coffin獲得了關(guān)于金屬極電弧焊的美國專利。隨后100余年，焊接技術(shù)不斷發(fā)展，例如，1903發(fā)明了鋁熱劑焊；1930年發(fā)明埋弧自動(dòng)焊；1953年發(fā)明了CO2氣體保護(hù)焊；1951年和1957年先后發(fā)明了激光焊和等離子弧焊{6}。正是焊接技術(shù)日新月異的發(fā)展，為金屬焊接雕塑藝術(shù)的出現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)。

金屬焊接雕塑的發(fā)展大致可以分為三個(gè)階段：孕育期、成長(zhǎng)期和成熟期。金屬焊接雕塑這一領(lǐng)域起始于歐洲，孕育于20世紀(jì)初。1900年，西班牙的岡薩雷茲（Julio Gonzalez）率先利用焊接技術(shù)，使金屬直接焊接成型，制作了以《仙人掌1號(hào)》為代表作的金屬雕塑作品{7}?！短?吉訶德》（1929）和《梳發(fā)女子》（1931―1933）也是其典型代表作；1929年他與立體主義運(yùn)動(dòng)的創(chuàng)始人畢加索（Pablo Picasso）合作，一起創(chuàng)作雕塑和鐵線結(jié)構(gòu)，例如《金屬線結(jié)構(gòu)》和《花園中的婦女》（1929―1930）{8}。1912～1914年間，畢加索與另一位立體主義運(yùn)動(dòng)的創(chuàng)始人勃拉克（Georges Braque）合作創(chuàng)作了第一件貼有金屬片的集合藝術(shù)品《吉它》，現(xiàn)存放于紐約現(xiàn)代美術(shù)館{9}。1930年畢加索利用自行車車把和車座巧妙組合也制作了金屬焊接雕塑作品《公牛頭》（圖1）{10}。岡薩雷茲的作品也受過羅馬尼亞的布朗庫西（Constantin Brancusi）的影響，后者從19世紀(jì)20年代就開始創(chuàng)作自己的金屬雕塑，他將形體的單純、簡(jiǎn)約看成雕塑語言的核心并賦予傳統(tǒng)的材料和工藝手段以新的理性內(nèi)涵{11}。通過以上敘述不難看出，20世紀(jì)初到20世紀(jì)30年代是金屬焊接雕塑的孕育期，而且這一領(lǐng)域由于在萌芽時(shí)期就受到現(xiàn)代繪畫和雕塑藝術(shù)的熏陶，因此一出現(xiàn)就站在了很高的起點(diǎn)上。

金屬焊接雕塑的成長(zhǎng)期是20世紀(jì)40年代到20世紀(jì)60年代，這一時(shí)期典型的代表人物是戴維?史密斯（David Smith）{12}。戴維?史密斯1906年出生于美國印第安納州，從小對(duì)機(jī)械十分感興趣。在美國完成金屬加工制造和繪畫技術(shù)的學(xué)習(xí)后，于20世紀(jì)30年代接觸到岡薩雷茲的焊接金屬作品。鋼鐵厚重、有力、冷酷的材質(zhì)之美與當(dāng)時(shí)結(jié)構(gòu)、力量、強(qiáng)悍的時(shí)代氣息的一致性使他決心終其一生獻(xiàn)身于鋼鐵的雕塑創(chuàng)作。在此期間他游歷了歐洲諸國，并于1938年在紐約成功舉辦了第一次個(gè)人金屬雕塑的展覽。1940年，他創(chuàng)辦“終點(diǎn)站鐵工廠”工作室，潛心藝術(shù)創(chuàng)造。1942―1944年，他通過焊接工人雇員的經(jīng)歷，受機(jī)車巨大尺寸的啟發(fā)，慢慢將直接金屬雕塑向紀(jì)念性方向發(fā)展。1950年代，戴維?史密斯進(jìn)入藝術(shù)創(chuàng)作的多產(chǎn)期。其50年代典型的代表作有《字母》（1950）、《埃及風(fēng)光》（1951）、《哈德遜河風(fēng)景》（1951）等。戴維?史密斯的作品從未脫離立體主義和構(gòu)成主義的基本原則――明晰的結(jié)構(gòu)，但也有自己獨(dú)特的風(fēng)格。例如在立體主義設(shè)法把兩度空間擴(kuò)大到四維時(shí)，他卻把一些雕塑的三度空間消減到兩維，因此其作品風(fēng)格多變，對(duì)后人影響很大。1961年起史密斯開始創(chuàng)作《立方》系列（圖2），這些作品大量運(yùn)用各種尺寸的立方體組建如建筑般的宏偉結(jié)構(gòu)。這種藝術(shù)成為美國抽象雕塑的先導(dǎo)，并直接影響了上世紀(jì)60年代以后興起的極少主義藝術(shù)。同樣是在60年代，他還為意大利政府創(chuàng)作了另一種藝術(shù)風(fēng)格迥異的系列雕塑《沃特里》?！段痔乩铩匪貌牧喜⒎切轮圃斓模抢昧艘患夜S的現(xiàn)成品。這種新的雕塑技術(shù)常被稱之為“集合主義”――一種將立體主義和超現(xiàn)實(shí)主義結(jié)合在一起的手法。總而言之，戴維?史密斯的雕塑作品是美國機(jī)器時(shí)代典型產(chǎn)物，他在吸收歐洲現(xiàn)代雕塑的創(chuàng)作理念并發(fā)展壯大的過程中起到了關(guān)鍵性的作用。

  史密斯的作品對(duì)英國的安東尼?卡羅（Anthony Carro）和飛利浦?金（Philip King）產(chǎn)生了很大影響?？_在1959接觸史密斯后，開始通過焊接或螺栓組裝金屬構(gòu)件來創(chuàng)作抽象雕塑，形成拼裝鋼板和網(wǎng)格形式后再涂上大膽的平面色彩{13}。在史密斯作品的基礎(chǔ)上，卡羅又前進(jìn)了一步，他把雕塑從底座上拿下來，直接放置到地面上，使雕塑不再是高高在上僅僅供人欣賞的物品，而是與周圍環(huán)境相呼應(yīng)，拉近了雕塑和觀眾的距離。他早期的作品《正午》（1960）和《夏天之后》（1968）是這方面典型的代表作{14}。另一位受史密斯的金屬雕塑大師是菲利浦?金，金也是卡羅在英國圣馬丁藝術(shù)學(xué)校（St.Martin School of Art）的同事。金在雕塑上的創(chuàng)新，是由對(duì)不同材料的探索驅(qū)動(dòng)的，在上世紀(jì)60年代后期，鋼開始取代玻璃纖維和塑料成為他的主要材料。他特意在倫敦之外成立大型工作室以加工大尺寸的鋼板。1969年的作品《卷盤3》是軟鋼用鋅噴射加熱而成。他早期雕塑作品的表面總是涂滿顏色，厚重的顏色是金當(dāng)時(shí)作品的一個(gè)核心元素{15}。

金屬焊接雕塑的成熟期是20世紀(jì)70年代到20世紀(jì)80年代。標(biāo)志就是在此期間卡羅和金等人一道，在英國的圣馬丁藝術(shù)學(xué)校建立了現(xiàn)代雕塑教學(xué)體系，培養(yǎng)了一大批在英國乃至世界的著名雕塑家，如白瑞?弗蘭那根（Barry Flanagan）、托尼?柯瑞格（Tony Cragg）、理查德?迪肯（Rrchard Deacon）和比爾?伍卓（Bill Woodrow）等。目前全世界所采用的金屬雕塑教程和教學(xué)方法基本上是延續(xù)了從岡薩雷斯到史密斯再到卡羅的雕塑傳統(tǒng)，把雕塑家看作工匠和手工藝者，將材料和工藝過程看作藝術(shù)創(chuàng)造的重要組成部分，把雕塑語言的探索融入對(duì)鋼鐵的切割、鍛造、焊接的工藝過程之中。

通過金屬焊接雕塑的發(fā)展歷程可知，作為20世紀(jì)發(fā)展起來的新的藝術(shù)形式，科技的發(fā)展使金屬材料廣泛應(yīng)用到社會(huì)生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域，時(shí)代思想的推動(dòng)使金屬焊接雕塑成為可能。如今，金屬現(xiàn)成品作為現(xiàn)代工業(yè)文明重要觀念載體，已經(jīng)成為雕塑藝術(shù)中重要的藝術(shù)表現(xiàn)形式。

盡管金屬焊接雕塑在國外的發(fā)展如火如荼，但在國內(nèi)卻發(fā)展緩慢。計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制時(shí)期，為適應(yīng)廣泛的社會(huì)需要，中央美術(shù)學(xué)院成立了雕塑工作隊(duì)，之后組建了中國雕塑工廠，并更名為中央美術(shù)學(xué)院雕塑藝術(shù)創(chuàng)作研究所，成為中國雕塑發(fā)展的中堅(jiān)力量。早在1958年，中國美院的李秀勤就開始做金屬焊接雕塑{16}，但直接金屬雕塑作為國內(nèi)藝術(shù)院校的課程卻是始于20世紀(jì)90年代了{(lán)17}。1997年，我國香港著名金屬雕塑家文樓先生向中央美術(shù)學(xué)院雕塑系捐建了“文樓金屬工作室”的基本設(shè)備，大大促進(jìn)了金屬雕塑的教學(xué)。此后，伴隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和社會(huì)需要的增大，各類美術(shù)院校紛紛建立雕塑專業(yè)，招生數(shù)量年年創(chuàng)新高，雕塑設(shè)計(jì)如雨后春筍般發(fā)展壯大。金屬雕塑教學(xué)作為美術(shù)院校一個(gè)重要的雕塑學(xué)科基礎(chǔ)，中國美院、魯迅美術(shù)學(xué)院、清華美院和廣州美院等院校都建立了各具特色的金屬教學(xué)體系。中國雕塑學(xué)會(huì)也于2008年9月在北京798創(chuàng)意廣場(chǎng)舉辦了“金屬之聲”雕塑展，力圖推動(dòng)創(chuàng)作和學(xué)術(shù)研究。但不得不指出，就中國當(dāng)代雕塑的整體狀況來看，有關(guān)金屬雕塑與抽象雕塑的創(chuàng)作與研究，還不夠深入與全面。如何從學(xué)術(shù)基礎(chǔ)的層面提升中國金屬雕塑的藝術(shù)水準(zhǔn)，除了需要藝術(shù)家組織更多的學(xué)術(shù)展覽外，也需要精通金屬加工技術(shù)的專業(yè)人士介入來共同推動(dòng)中國金屬雕塑的現(xiàn)代轉(zhuǎn)型。

中國的金屬焊接雕塑在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下產(chǎn)生，并在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下發(fā)展壯大。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的背景下，隨著國民素質(zhì)的不斷提高、藝術(shù)創(chuàng)作的前衛(wèi)性及焊接雕塑與經(jīng)濟(jì)發(fā)展相適應(yīng)的理性思考日趨增強(qiáng)，必將推進(jìn)中國的焊接雕塑的市場(chǎng)化進(jìn)程。

二、關(guān)鍵技術(shù)

金屬焊接雕塑需要那些金屬加工方面的關(guān)鍵技術(shù)呢？顯然焊接技術(shù)是最為關(guān)鍵的；其次，切割技術(shù)在不少金屬雕塑作品中往往也是必不可少的；最后，為了使最終作品更加美觀，往往輔助一些熱處理、酸處理、著色、拋光和涂刷等工藝措施。本文這一部分將重點(diǎn)介紹焊接和切割方面的專業(yè)知識(shí)。

根據(jù)國際焊接協(xié)會(huì)的定義，焊接是指通過加熱或者加壓或兩者并用，使被焊材料達(dá)到原子間的結(jié)合，從而形成永久性連接的工藝{18}。焊接需要外加能量，如火焰、電弧、電阻、超聲波、摩擦、等離子弧、電子束、激光和微波等都可以為其所用{19}。常規(guī)的焊接方法主要是焊條電弧焊、氣體保護(hù)焊和埋弧焊。目前來看在金屬焊接雕塑創(chuàng)作中得到應(yīng)用的主要是手工電弧焊、氬弧焊和CO2氣體保護(hù)焊。但隨著該領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展，不排除一些先進(jìn)的高能束焊接方法如電子束焊、等離子弧焊和激光焊等得到開發(fā)和應(yīng)用。切割往往是金屬焊接中必不可少的步驟。金屬切割的方法也很多，比如火焰切割、等離子切割、激光切割等，主要根據(jù)所要求的切割質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性方面來選擇?？紤]到一些大型的金屬焊接雕塑往往是露天擺放，因此不可避免會(huì)面臨風(fēng)化、生銹等問題，所在選材時(shí)要考慮金屬材質(zhì)的物理和化學(xué)穩(wěn)定性問題，必要時(shí)在作品完成后進(jìn)行一些輔助的工藝措施處理。此外，金屬材質(zhì)不同，其焊接性往往差別很大，對(duì)從事雕塑創(chuàng)作的人員也有必要了解一下這方面的知識(shí)。

1.手工電弧焊。手工電弧焊是一種最常見的焊接方法。雖然焊接技術(shù)日新月異，各種新的焊接方法層出不窮。但手工電弧焊一直在工業(yè)生產(chǎn)中占有非常重要的地位。由于其操作簡(jiǎn)單、入門容易、設(shè)備便于攜帶、對(duì)外部條件也沒有特殊的要求，所以手工電弧焊在金屬雕塑創(chuàng)作中也可以大顯身手。手工電弧焊焊接的質(zhì)量固然與操作者的技術(shù)有關(guān)，但焊接參數(shù)的有效把握才是關(guān)鍵。主要的焊接技術(shù)參數(shù)有焊條的種類和直徑、焊接電流和電壓、焊接速度和焊接層數(shù)等。選擇焊條時(shí)一般考慮“等強(qiáng)原則”，即要求焊縫金屬與母材等強(qiáng)度。對(duì)形狀復(fù)雜或厚大的構(gòu)件應(yīng)選用抗拉性好的低氫焊條；對(duì)坡口不便于清理的構(gòu)件應(yīng)選用對(duì)水銹不敏感的酸性焊條。焊條的直徑是根據(jù)焊件厚度、焊接位置、接頭形式和焊接層數(shù)等進(jìn)行選擇的。根據(jù)工件厚度選擇時(shí)可參照表1{20}。焊接電流是手工電弧焊的主要焊接參數(shù)，也是在操作過程中需要調(diào)節(jié)的參數(shù)，而焊接速度和電弧電壓都是由焊工控制的。焊接電流的選擇要充分考慮焊條直徑、焊接位置和焊道層次等因素，表2是常用的各種直徑焊條適合的焊接電流參考值{20}。

  2.氬弧焊。氬弧焊是用氬氣作為氣體保護(hù)的一種電弧焊，即用氬氣把空氣與焊接區(qū)域分隔，防止焊區(qū)的氧化{21}。氬弧焊可分為鎢極氬弧焊（TIG）和熔化極氬弧焊兩種。TIG焊的優(yōu)點(diǎn)是由于熔池受氬氣保護(hù)，可以得到高質(zhì)量的焊接接頭，幾乎所有金屬和合金都可使用這種焊接方法；電弧穩(wěn)定，可以焊接從半個(gè)毫米到100毫米不同厚度的板材；焊接位置不受限制；焊接去幾乎無煙塵和飛濺，便于觀察焊接施工情況。正是由于這些優(yōu)點(diǎn)，在金屬焊接雕塑創(chuàng)作中TIG焊是除手工電弧焊外另一種被廣泛采用的焊接方法。圖3是筆者帶領(lǐng)的大學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)利用手工氬弧焊將4mm×50mm厚1mm的不銹鋼長(zhǎng)竿與15mm厚0.8mm的不銹鋼球焊接起來的實(shí)例。需要指出的是TIG焊要求操作者經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的培訓(xùn)并具有靈巧的操作技藝。另外，根據(jù)使用的電源種類，TIG焊分為交流、直流及脈沖TIG焊三種。直流TIG焊又可分為直流正接和直流反接兩種，前者指工件接電源正極，鎢極接電源負(fù)極，后者則相反。大多數(shù)金屬（除鋁、鎂），一般選擇直流正接為好；鋁、鎂及其合金則以選用交流鋁、鎂為好，若是薄件，也可選用直流反接法。熔化極氬弧焊是熔化極惰性氣體保護(hù)焊（MIG）的一種，可適應(yīng)大型構(gòu)件和所有金屬，也可進(jìn)行全位置焊接。與TIG焊不同，MIG焊采用焊絲作為電極，電流可以很大。但缺點(diǎn)是MIG焊所用氬氣比TIG焊多，氬氣的價(jià)格也相對(duì)較貴。在金屬焊接雕塑創(chuàng)作時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的焊接方法。在對(duì)焊縫成形控制不是很嚴(yán)格的情況下，用CO2氣體取代氬氣的CO2氣體保護(hù)弧焊不失為一種選擇。后者也是MIG焊的一種，具有焊接速度快、焊接變形小、抗銹能力強(qiáng)、焊接成本低的特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于低碳鋼、低合金鋼等黑色金屬的焊接。

3.高能束焊接方法。高能束流（Hign Energy Density Beam）加工技術(shù)包含了以激光束、電子束和等離子弧為熱源對(duì)材料或構(gòu)件進(jìn)行特種加工的各類工藝方法{19}。高能束焊接的功率密度可達(dá)105W/cm2以上，具有可精密控制的微焦點(diǎn)和高速掃描技術(shù)的特性，可實(shí)現(xiàn)位材料的深穿透、高速加熱和高速冷卻的全方位加工。其中電子束焊（Electron Beam Welding）是利用加速和聚焦的電子束轟擊置于真空或者非真空中的焊接所產(chǎn)生的熱能進(jìn)行焊接的方法，既可以焊接結(jié)構(gòu)龐大的構(gòu)件，也可以焊接微小精密的構(gòu)件。變截面電子束焊技術(shù)的出現(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜構(gòu)件的一次焊接成形。激光焊（Laser Beam Welding）是以聚焦的激光束作為能源轟擊焊接所產(chǎn)生的熱量進(jìn)行焊接的方法。激光焊可以與MIG焊復(fù)合，焊縫成形美觀。等離子弧焊（Plasma Arc Welding）是借助水冷噴嘴對(duì)電弧的拘束作用，獲得較高能量密度的等離子體弧進(jìn)行焊接的方法。需要說明的是，目前先進(jìn)的高能束焊接方法在金屬焊接雕塑創(chuàng)作中應(yīng)用的例子還很鮮見，但由于高能束焊獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和一些新工藝的不斷涌現(xiàn)和普及，進(jìn)入金屬雕塑領(lǐng)域是遲早的事。

4.切割技術(shù)。金屬焊接雕塑固然可以充分利用現(xiàn)有的金屬材質(zhì)，但有時(shí)為了更能體現(xiàn)雕塑家的思想可能需要對(duì)金屬材質(zhì)進(jìn)行機(jī)械加工。其中進(jìn)行切割就是一種最重要的手段。金屬切割的方法有火焰切割、等離子切割和激光切割三種，主要是根據(jù)金屬的類型、厚度和數(shù)量來選擇。火焰切割是應(yīng)用最早的，20世紀(jì)初已經(jīng)出現(xiàn){22}。其原理是通過燃料氣體（如乙炔）和氧氣和鋼鐵產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)來加熱金屬。優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備成本低廉、缺點(diǎn)是僅適合切割碳鋼等，對(duì)不銹鋼和鋁則不適用。另外，割炬需要預(yù)熱并且隊(duì)操作者的使用技巧要求很高。等離子切割是20世紀(jì)50年明的一種通過精確控制電弧來切割金屬的方法{23}。其優(yōu)點(diǎn)是可以適用于很多不同種類的金屬，例如：低碳鋼、不銹鋼、鋁和銅等有色金屬。缺點(diǎn)是設(shè)備復(fù)雜，成本較高。激光束切割和激光焊接一樣，出現(xiàn)于20世紀(jì)50年代{24}。主要有氣體和固態(tài)兩類。其優(yōu)缺點(diǎn)和等離子切割比較類似，但與后者相比，激光可用于精密切割，可以切割非常薄的鋼材。圖4（a）和（b）是北京工業(yè)大學(xué)激光工程研究院利用激光二維和三維精細(xì)切割的自行車藝術(shù)品和航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉形孔，其中不銹鋼板材的厚度都是1mm。

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關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；控制原理，應(yīng)用

前言：現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展，對(duì)不同學(xué)科的交叉與滲透起到了極大的推動(dòng)作用，引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造和革命。機(jī)電一體化作為機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)相互融合發(fā)展的結(jié)晶，打破了傳統(tǒng)的機(jī)械工程、建筑工程、控制工程等舊單元模塊的劃分，形成了集機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等技術(shù)為一體的新興交叉學(xué)科。

1.機(jī)電一體化技術(shù)的控制原理

PC機(jī)控制一個(gè)機(jī)器運(yùn)動(dòng)是機(jī)電一體化技術(shù)典型的代表。就現(xiàn)代工業(yè)來說，基本上由PC機(jī)發(fā)出的電子信號(hào)，然后被機(jī)械識(shí)別，最后由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。對(duì)于控制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止、調(diào)速和制動(dòng)，一般需采用接觸器或電子元件，通過控制電動(dòng)機(jī)電路的通斷實(shí)現(xiàn)【1】。

接觸器要控制電動(dòng)機(jī)電路的通斷，主要是控制線圈的電源，即：接觸器的線圈通電，使其觸頭改變狀態(tài)，由原來的斷開的變成閉合，或者原來的閉合的變成斷開。由于計(jì)算機(jī)輸出的信號(hào)功率太小，而控制接觸器一般需要較大的功率才能工作。因此，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)的控制，需要通過斷電器或其它元件對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行功率放大，再用放大后的信號(hào)控制接觸器的通電與斷電。

有觸點(diǎn)的控制系統(tǒng)是采用繼電器、接觸器控制的電路系統(tǒng)，是較早采用的控制方案，目前仍具有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用；現(xiàn)在的控制系統(tǒng)很多采用晶閘管、晶體管等作為控制元件，稱為無觸點(diǎn)控制系統(tǒng)【2】。計(jì)算機(jī)輸出的信號(hào)同樣需要進(jìn)行功率放大，然后控制允許通過的較大電流、能承受高電壓的晶閘管或大功率晶體管。通過控制信號(hào)控制晶閘管或大功率晶體管，實(shí)現(xiàn)晶閘管或大功率晶體管接通或斷開電動(dòng)機(jī)的主電路，從而控制電動(dòng)機(jī)工作。

2.機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

縱觀我國機(jī)電一體化的發(fā)展歷程，可發(fā)現(xiàn)機(jī)電一體化在我國的起步發(fā)展是較晚的，為此，大量的基礎(chǔ)理論與技術(shù)未能得到較好的研究，國內(nèi)也未能涌現(xiàn)出強(qiáng)大的自助研發(fā)能力，前期只能研究國外的機(jī)電一體化產(chǎn)品，從中獲得經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)成果。但是，20世紀(jì)80年代起，機(jī)電一體化技術(shù)得到了國務(wù)院的重視，成立了專門的機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組，并納入了“國家863計(jì)劃”。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，以及由此可能帶來的影響【3】。在國內(nèi)，許多研究機(jī)構(gòu)、高校設(shè)立專門項(xiàng)目、專業(yè)課程來研發(fā)、學(xué)習(xí)該技術(shù)，部分大型企業(yè)也對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量工作，取得了一定的成果，具體有以下幾個(gè)方面的突出表現(xiàn)。

2.1 在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的機(jī)械制造業(yè)是建立在規(guī)模經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)之上，靠企業(yè)規(guī)模、批量生產(chǎn)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和重復(fù)性來獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，主要強(qiáng)調(diào)的是資源的有效利用，以低成本獲得高效率、高質(zhì)量，其盈利來自于機(jī)器取代人，復(fù)雜的專業(yè)加工取代人工技能。而先進(jìn)的機(jī)械制造業(yè)則不同，是以信息為主導(dǎo)，采用先進(jìn)的生產(chǎn)模式、制造系統(tǒng)、制造技術(shù)、組織管理的全新機(jī)械制造業(yè)，具有網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化、全球化以及環(huán)保綠色化的特征?，F(xiàn)代制造業(yè)集成了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，充分利用電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，使制造技術(shù)提高到新的高度【4】，近年來，制造工程領(lǐng)域也相繼誕生了很多的新技術(shù)，如：計(jì)算機(jī)數(shù)字控制、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)、柔性制造技術(shù)等。

2.2 在煤礦行業(yè)中的應(yīng)用

隨著工業(yè)的快速發(fā)展，向機(jī)電要產(chǎn)量、要效益是煤炭行業(yè)提出的新要求和目標(biāo)。機(jī)電一體化在煤炭行業(yè)中有著小型化、智能化、數(shù)字化、綠色化的發(fā)展方向。

機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦含有中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在一下幾個(gè)方面：（1）在線監(jiān)控、故障自診、自動(dòng)報(bào)警，即對(duì)煤礦機(jī)械的電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置、制動(dòng)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，出現(xiàn)故障能動(dòng)報(bào)警并準(zhǔn)確地指出故障的部位；（2）節(jié)能降耗，提高生產(chǎn)效率，例如：井下使用的膠帶輸送機(jī)、通風(fēng)機(jī)、提升機(jī)等，使用變頻起動(dòng)、PLC控制系統(tǒng)，節(jié)電量就為30％左右，同時(shí)生產(chǎn)效率也大大提高【7】；（3）自動(dòng)化或半自動(dòng)化程度的提高。煤礦機(jī)械實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化或半自動(dòng)化控制，可以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，并減少因操作者的經(jīng)驗(yàn)不足對(duì)作業(yè)精度的影響。

2.3 在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)中的使用，經(jīng)過40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度等方面都得到了迅速提高【9】，主要體現(xiàn)在一下幾個(gè)方面：（1）總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，以單板、單片機(jī)作為控制機(jī)，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置；（2）能同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺(tái)和多種機(jī)床的能力，將刀具破損檢測(cè)、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去，實(shí)現(xiàn)了多過程、多通道控制；（3）WOP技術(shù)和智能化的運(yùn)用，系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)二、三維加工過程的動(dòng)態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制；（4）系統(tǒng)的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力；（5）硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能最大限度地提高用戶的使用效益，實(shí)現(xiàn)了開放性設(shè)計(jì)；（6）數(shù)控功能、CNC系統(tǒng)控制功能，得到豐富和加強(qiáng)的大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì)。

結(jié)束語：

機(jī)電一體化將會(huì)促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，也會(huì)使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)概念發(fā)生革命性的變化。本文對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的控制原理及主要應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了討論闡述，大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且也是推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。

參考文獻(xiàn)：

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[3]郝明煥，湯宏偉.機(jī)電一體化的應(yīng)用[J].科技論壇，2011，（19）：72-72.

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關(guān)鍵詞：模具制造；表面工程技術(shù)；稀土表面工程；納米表面工程

引言

國際模具協(xié)會(huì)專家認(rèn)為：模具是金屬加工業(yè)的帝王。而模具材料又是模具工業(yè)的基礎(chǔ)。但即使是新型模具材料仍難以滿足模具的較高綜合性能的要求。表面工程是當(dāng)前材料科學(xué)與工程領(lǐng)域中表現(xiàn)較為活躍、發(fā)展較為迅速的分支。表面工

程具有學(xué)科的綜合性，手段的多樣性，廣泛的功能性，潛在的創(chuàng)新性，環(huán)境的保護(hù)性，很強(qiáng)的實(shí)用性和巨大的增效性，因而受到各行各業(yè)的重視。表面工程技術(shù)在模具制造領(lǐng)域中的應(yīng)用，在很大程度上彌補(bǔ)了模具材料的不足。

可用于模具制造的表面工程技術(shù)十分廣泛，既包括傳統(tǒng)的表面淬火技術(shù)、熱擴(kuò)滲技術(shù)、堆焊技術(shù)和電鍍硬鉻技術(shù)，又包括近20年來迅速發(fā)展起來的激光表面強(qiáng)化技術(shù)、物理氣相沉積技術(shù)（PVD）、化學(xué)氣相沉積技術(shù)（CVC）、離子注入技術(shù)、熱噴涂技術(shù)、熱噴焊技術(shù)、復(fù)合電鍍技術(shù)、復(fù)合電刷鍍技術(shù)和化學(xué)鍍技術(shù)等。而稀土表面工程技術(shù)的進(jìn)展和納米表面工程技術(shù)的興起必將進(jìn)一步推動(dòng)模具制造的表面工程技術(shù)的發(fā)展。表面工程技術(shù)應(yīng)用于模具型腔表面處理，可達(dá)到如下目的：

（1）提高模具型腔表面硬度、耐磨性、耐蝕性和抗高溫氧化性能，大幅度提高模具的使用壽命。提高模具型腔表面抗擦傷能力和脫模能力，從而提高生產(chǎn)率。

（2）經(jīng)表面涂層或合金化處理過的碳素工具鋼或低合金鋼，其綜合性能可達(dá)到甚至超過高合金化模具材料及硬質(zhì)合金的性能指標(biāo)，從而可大幅度降低材料成本。

（3）可以簡(jiǎn)化模具制造加工工藝和熱處理工藝，降低生產(chǎn)成本。

（4）可用于模具型腔表面的紋飾，以提高制品的檔次和附加值。

（5）可用于模具的修復(fù)等再制造工程。

1 熱擴(kuò)滲技術(shù)

熱擴(kuò)滲技術(shù)是用加熱擴(kuò)散的方式使欲滲金屬或非金屬元素滲入金屬材料或工件的表面，從而形成表面合金層的工藝。其突出特點(diǎn)是擴(kuò)滲層與基材之間是靠形成合金來結(jié)合的，具有很高的結(jié)合強(qiáng)度，這是其它涂層方法如電鍍、噴鍍、化學(xué)鍍、甚至物理氣相沉積技術(shù)所無法比擬的。常用于熱擴(kuò)滲的合金元素包括碳、氮、硅、硼、鋁、釩、鈦、鎢、鈮、硫等。上述元素都已在不同程度上應(yīng)用于各類模具型腔表面的強(qiáng)化。隨著熱擴(kuò)滲技術(shù)的不斷發(fā)展，二元乃至多元共滲工藝在模具表面強(qiáng)化中發(fā)揮越來越大的作用。對(duì)不同滲入元素或不同模具種類而言，最佳滲入工藝也不盡相同，這里介紹在模具表面強(qiáng)化中應(yīng)用最多的幾種熱擴(kuò)滲工藝。

1.1 滲碳

滲碳具有滲速快、滲層深、滲層硬度梯度與成分梯度可方便控制、成本低等特點(diǎn)，能有效地提高材料的室溫表面硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度等。滲碳工藝應(yīng)用于模具表面強(qiáng)化的第一個(gè)方面是低、中碳鋼的滲碳。滲碳應(yīng)用于冷作、熱作和塑料模具上，都能提高模具壽命。對(duì)于注塑模，特別是在成形對(duì)型腔起磨粒磨損的塑料制品時(shí)，可采用20#鋼粗加工成模，進(jìn)行型腔表面滲碳，再經(jīng)過精加工拋光后投入使用，除了可以降低表面粗糙度外，模具的耐磨性也會(huì)相應(yīng)提高。又如3Gr2W8V鋼制壓鑄模具，先滲碳再經(jīng)1140℃-1150℃淬火，550℃回火兩次，表面硬度可達(dá)58-61HRC，使壓鑄有色金屬及其合金的模具壽命提高1.8 - 3.0倍。

滲碳工藝應(yīng)用于模具表面強(qiáng)化的第二個(gè)方面是“碳化物彌散析出滲碳”，簡(jiǎn)稱CD滲碳法。它是采用含有大量強(qiáng)碳化物形成元素（如Cr、Ti、Mo、V）的模具鋼在滲碳?xì)夥罩屑訜幔谔荚幼员砻嫦騼?nèi)部擴(kuò)散的同時(shí)，滲層中會(huì)沉淀出大量彌

散合金碳化物，如（Cr·Fe）7C3、、（Fe·Cr）3C、V4C3、TiC，從而實(shí)現(xiàn)了CD滲碳。CD法滲碳層中，滲層表面含碳量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）高達(dá)2% - 3%，彌散碳化物含量達(dá)50%以上，且碳化物呈細(xì)小均勻分布。CD 滲碳件直接淬火或重新淬火回火后可獲得很高的硬度和優(yōu)異的耐磨性。經(jīng)CD滲碳的模具心部沒有出現(xiàn)象Cr12型模具鋼和高速鋼中的粗大共晶碳化物和嚴(yán)重碳化物偏析，因而其心部韌性比Cr12MoV鋼提高3-5倍。實(shí)踐表明，CD滲碳模具的使用壽命大大超過消耗量占冷作模具鋼首位的Cr12型冷作模具鋼和高速鋼。

在對(duì)各類模具進(jìn)行滲碳處理時(shí)，主要的滲碳工藝方法有固體粉末滲碳、氣體滲碳以及近20年來迅速發(fā)展起來的真空滲碳及離子滲碳。其中，固體滲碳和氣體滲碳應(yīng)用廣泛，但真空滲碳和離子滲碳技術(shù)由于具有滲速快、滲層均勻、碳濃度梯度平緩以及工件變形等特點(diǎn)，將會(huì)在模具表面尤其是精密模具表面處理中發(fā)揮越來越重要的作用。

1.2 氣體法低溫?zé)釘U(kuò)滲

氣體法低溫表面熱擴(kuò)滲工藝在模具的表面強(qiáng)化處理中占有十分重要的地位。其處理工藝簡(jiǎn)便，擴(kuò)滲溫度較低，能適應(yīng)冷作模具、熱作模具以及塑料模具等對(duì)型腔表面的各種要求。常用的擴(kuò)滲工藝有滲氮、軟氮化（鐵素體氮碳共滲）、氧氮共滲、硫氮共滲乃至硫碳氮、氧氮硫三元共滲等方法。

1.2.1 氣體滲氮與離子氮化工藝

將氮滲入鋼件的過程稱為鋼的氮化或滲氮。氮化層的硬度高950-1200HV），耐磨性、疲勞強(qiáng)度、紅硬性及抗咬合性均優(yōu)于滲碳層。由于氮化溫度低（一般為480℃-600℃），工件變形很小，尤其適應(yīng)一些精密模具的表面強(qiáng)化。例如，3Cr2W8V鋼壓鑄模、擠壓模等經(jīng)調(diào)質(zhì)并在520℃-540℃氮化后，使用壽命較不氮化的模具提高2-3倍。又如，從德國引進(jìn)的熱沖模經(jīng)解剖分析，發(fā)現(xiàn)其表面約有140μm的滲氮層。美國用H13鋼制作的壓鑄模具，不少都要進(jìn)行氮化處理，且以滲氮代替一次回火，表面硬度高達(dá)65-70HRC，而模具心部硬度較低，韌性好，從而獲得優(yōu)良的綜合力學(xué)性能。

氣體氮化法是采用最為廣泛的滲氮工藝。離子氮化法是為解決氣體氮化工藝工效低、時(shí)間長(zhǎng)而發(fā)展起來的工藝，其特點(diǎn)是滲氮速度快、滲層成分及其梯度易控制、節(jié)能、省氣、滲層質(zhì)量好、工作環(huán)境好等。

1.2.2 氣體軟氮化（鐵素體氮碳共滲）

軟氮化是將鋼件在570℃左右加熱，以尿素或氨氣或醇類裂化氣為滲劑，向鋼內(nèi)同時(shí)擴(kuò)滲碳、氮原子的熱擴(kuò)滲工藝。氣體軟氮化比氣體氮化滲速快、所需費(fèi)用低，將其應(yīng)用于冷、熱作模具鋼，可提高模具的耐磨性、抗高溫氧化性和抗粘著性。

2 熱噴涂與噴焊技術(shù)

2.1 熱噴涂技術(shù)

熱噴涂技術(shù)是將噴涂材料加熱到熔融或半熔融狀態(tài)，用高速氣流將其霧化、加速，使其以高速噴射到工件表面，形成耐磨、耐蝕以及抗高溫氧化等特殊性能涂層的表面涂層方法。按加熱噴涂材料的熱源種類來劃分，主要有燃?xì)夥?、電氣法和高能束加熱法三類。熱噴涂層由于不致密，與基材結(jié)合強(qiáng)度不高，在模具表面強(qiáng)化中難以發(fā)揮作用，于是涂層重熔使之與基材形成冶金結(jié)合、降低氣孔率工藝的熱噴焊就應(yīng)運(yùn)而生。

2.2 熱噴焊技術(shù)

熱噴焊工藝特別是氧乙炔火焰噴焊工藝簡(jiǎn)便，設(shè)備投資少，便于推廣，廣泛應(yīng)用于模具表面的強(qiáng)化，提高耐蝕性、耐磨性和延長(zhǎng)使用壽命，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。

3 氣相沉積技術(shù)

氣相沉積技術(shù)按照成膜機(jī)理，可分為化學(xué)氣相沉積（CVD）和物理氣相沉積（PVD）兩大類。

3.1 物理氣相沉積

在真空條件下，以各種物理方法產(chǎn)生的原子或分子沉積在基材上，形成薄膜或涂層的過程稱為物理氣相沉積。按照沉積時(shí)物理機(jī)制的差別分為真空蒸鍍（VE）、真空濺射(VS）和離子鍍（IP）三種類型。其中采用多弧離子鍍膜方法鍍覆TiN、TiC 耐磨涂層已在工模具表面強(qiáng)化方面取得了廣泛的生產(chǎn)應(yīng)用。

3.2 化學(xué)氣相沉積

化學(xué)氣相沉積是采用含有膜層中各元素的揮發(fā)性化合物或單質(zhì)蒸氣，在熱基體表面產(chǎn)生氣相化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物形成沉積涂層的一種表面技術(shù)。該技術(shù)在機(jī)械工業(yè)中發(fā)揮了巨大的作用，特別是一些如氮化物、碳化物、金剛石和類金剛石等

超硬膜的沉積，大大提高了如模具等工件的耐磨、耐蝕性。

轉(zhuǎn)貼于 4 復(fù)合電鍍技術(shù)

電鍍層的應(yīng)用，主要是在防蝕與裝飾方面。復(fù)合電鍍層的出現(xiàn)，為解決高溫腐蝕、高溫強(qiáng)度和磨損，提供了一種很有前途的方法。采用復(fù)合電鍍，可以制備各類耐磨鍍層。如采用基質(zhì)金屬———金剛石顆粒的復(fù)合鍍層、Ni-P-SiC復(fù)合鍍層，用于工模具表面具有良好的耐磨性。近年來，為了提高復(fù)合鍍層的耐磨性，采取了如下措施：

（1）采用合金鍍層，包括Ni-Co、Ni-Mn、Ni-Fe、Ni-P鍍層等，代替單金屬鍍層，以較大幅度地提高模具表面的硬度。

（2）采用硬Cr層作為基質(zhì)金屬，可比純Cr層耐磨性提高1- 3倍。

（3）采用聚四氟乙烯（PJFE）作為共沉積微粒制備的Ni-PJFE復(fù)合鍍層常用于橡膠模和注塑模的脫模鍍層。在摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上的試驗(yàn)結(jié)果表明Ni-PJFE復(fù)合鍍層的磨損量是硬Cr層的1/10，光亮Ni層的1/50左右。

5 復(fù)合電刷鍍技術(shù)

采用鎳、鈷、二氧化鋯復(fù)合電刷鍍液，使處理的模具型腔表面耐磨性大為提高，并有較高的硬度，鍍層表面比較理想，與本體結(jié)合力強(qiáng)，經(jīng)拋光后達(dá)到鏡面，成本低，應(yīng)用廣泛。針對(duì)熱鍛模具、沖壓模具、注射模具用量大、制造周期長(zhǎng)、成本高的特點(diǎn)，利用復(fù)合電刷鍍不僅可強(qiáng)化模具型腔表面，還可修復(fù)型腔面（屬再制造工程），從而延長(zhǎng)模具壽命。如在模具型腔表面刷鍍0.01-0.02mm的非晶態(tài)鍍層，可使壽命延長(zhǎng)20%-100%。

6 化學(xué)鍍技術(shù)

化學(xué)鍍的均鍍能力強(qiáng)，由于沒有外電源，沒有電流密度的影響，鍍層可在形狀復(fù)雜的模具型腔基材表面均勻沉積。特別是化學(xué)鍍Ni-P層，其硬度可達(dá)1000HV，已接近一些硬質(zhì)合金的硬度，而且具有相當(dāng)高的耐磨能力。Ni-P鍍層無疑會(huì)在模具型腔表面強(qiáng)化中發(fā)揮作用。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，化學(xué)鍍Ni-P層目前已用于鋅壓鑄模、注塑模等模具，起到了良好的強(qiáng)化作用，提高了模具的壽命。

7 高能束技術(shù)

激光束、離子束、電子束是三大高能束。由于它們的能量密度極高，對(duì)材料表面進(jìn)行加熱時(shí)，加熱速度極快，整個(gè)基體的溫度在加熱過程中基本不受影響。這樣對(duì)處理件的形狀、性能等也不產(chǎn)生影響。因此采用這三大高能束對(duì)模具型腔進(jìn)行表面改性，正引起了人們的關(guān)注。如利用激光材料表面強(qiáng)化技術(shù)（包括激光相變硬化（LTH）、激光表面合金化（LC）、激光表面熔覆（LSC）等），在聚乙烯造粒模具上熔覆CO-包WC或Ni基合金涂層等，可得無氣孔的致密熔覆層，降低模具型腔表面粗糙度，大大減小磨損。

8 稀土表面工程技術(shù)

稀土表面工程技術(shù)中極少有直接使用純稀土金屬的，絕大多數(shù)使用稀土化合物，最常見的幾種化合物有CeO2、La2o3、LaF3、CeF3、CeS2、Y2O3及稀土硅鐵等。表面工程中加入稀土元素通常采用化學(xué)熱處理、噴涂、電沉積、氣相沉積和激光涂覆等方法。

稀土元素對(duì)化學(xué)熱處理的影響主要表現(xiàn)為有顯著的催滲作用，大大優(yōu)化工藝過程；加入少量稀土化合物，滲層深度可以明顯增加；改善滲層組織和性能。從而提高模具型腔表面的耐磨性、抗高溫氧化性和抗沖擊磨損性。

利用熱噴涂和噴焊技術(shù)，將稀土元素加入涂層，可取得良好的組織與性能，使模具型腔表面具有更高的硬度和耐磨性。

物理氣相沉積膜層性能的優(yōu)劣和膜與基體結(jié)合強(qiáng)度大小密切相關(guān)，稀土元素的加入有利于改善膜與基體的結(jié)合強(qiáng)度，膜層表面致密度明顯增大。同時(shí)，加入稀土元素可以使膜層耐磨性能也得到明顯改善，例如應(yīng)用于模具型腔表面的超硬TiN膜（加入稀土元素），使模具型表面呈現(xiàn)出高硬度、低摩擦系數(shù)和良好的化學(xué)穩(wěn)定性，提高了模具的使用壽命。

轉(zhuǎn)貼于 含稀土化合物的涂覆層，可大幅度提高模具金屬材料表面對(duì)激光輻照能量的吸收率，對(duì)降低能耗和生產(chǎn)成本，以及推廣激光表面工程技術(shù)都有重要意義。稀土涂覆層經(jīng)激光處理后，組織和性能發(fā)生明顯改善，涂覆層的硬度和耐磨性顯著

提高，耐磨性是45#鋼調(diào)質(zhì)的5-6倍。對(duì)加入CeO2的熱噴涂層進(jìn)行激光重熔，研究發(fā)現(xiàn)合金化層的顯微組織明顯改變，晶粒得到細(xì)化。激光重熔加入稀土后的噴焊合金，稀土化合物質(zhì)點(diǎn)在其中彌散強(qiáng)化，降低晶界能量，提高晶界的抗腐蝕性能，模具型腔表面的耐磨性也大大增強(qiáng)，有的文獻(xiàn)報(bào)道稀土元素提高了耐磨性達(dá)1-4倍。另外，有研究發(fā)現(xiàn)，加入混合稀土化合物的效果優(yōu)于單一稀土化合物。

把稀土元素加入鍍層可采用電刷鍍、電鍍等電沉積方法。稀土甘氮酸配合物的加入使鍍層防氧鈍化壽命明顯提高；稀土元素有催化還原SO2的作用，可以抑制Ni-Cu-P/MoS2電刷鍍鍍層中MoS2的氧化，明顯改善了鍍層的減摩性能，提高了抗腐蝕的能力，使模具型腔表面的耐磨壽命延長(zhǎng)近5倍。

9 納米表面工程技術(shù)展望

納米表面工程是以納米材料和其它低維非平衡材料為基礎(chǔ)，通過特定的加工技術(shù)、加工手段，對(duì)固體表面進(jìn)行強(qiáng)化、改性、超精細(xì)加工，或賦予表面新功能的系統(tǒng)工程。因其以具有許多特質(zhì)的低維非平衡材料為基礎(chǔ)，它的研究和發(fā)展將產(chǎn)生具有力、熱、聲、光、電、磁等性能的許多低維度、小尺寸、功能化表面。與傳統(tǒng)表面工程相比，納米表面工程取決于基體性能和功能的因素被弱化，表面處理、改性和加工的自由度擴(kuò)大，表面加工技術(shù)的作用將更加突出。傳統(tǒng)材料表面的低維化材料生長(zhǎng)、組裝，以及利用低維化材料對(duì)傳統(tǒng)材料進(jìn)行表面超精加工是納米表面工程的主體技術(shù)。納米表面工程技術(shù)是極具應(yīng)用前景和市場(chǎng)潛力的。據(jù)德國科技部統(tǒng)計(jì)，在2000年材料表面的納米薄膜器件組裝和超精度加工的市場(chǎng)容量接近6000億美元。

9.1 制作納米復(fù)合鍍層

在傳統(tǒng)的電鍍液中加入零維或一維納米質(zhì)點(diǎn)粉體材料可形成納米復(fù)合鍍層。用于模具的Cr-DNP納米復(fù)合鍍層，可使模具壽命延長(zhǎng)、精度持久不變，長(zhǎng)時(shí)間使用鍍層光滑無裂紋。納米材料還可用于耐高溫的耐磨復(fù)合鍍層。如將n-ZrO2納米粉體材料加入Ni-W-B非晶態(tài)復(fù)合鍍層，可提高鍍層在550-850℃的高溫抗氧化性能，使鍍層的耐蝕性提高2-3倍，耐磨性和硬度也都明顯提高。采用Co-DNP納米復(fù)合鍍層，在500℃以上，與Ni基、Cr基、Co基復(fù)合鍍層相比，工件表面的高溫耐磨性能大為提高。在傳統(tǒng)的電刷鍍?nèi)芤褐?，加入納米粉體材料，也可制備出性能優(yōu)異的納米復(fù)合鍍層。

9.2 制作納米結(jié)構(gòu)涂層

熱噴涂技術(shù)是制作納米結(jié)構(gòu)涂層的一種極有競(jìng)爭(zhēng)力的方法。與其它技術(shù)相比，它有許多優(yōu)越性：工藝簡(jiǎn)單，涂層和基體選擇范圍廣，涂層厚度變化范圍大，沉積速率快，以及容易形成復(fù)合涂層等等。與傳統(tǒng)熱噴涂涂層相比，納米結(jié)構(gòu)涂層在強(qiáng)度、韌性、抗蝕、耐磨、熱障、抗熱疲勞等方面都有顯著改善，且一種涂層可同時(shí)具有上述多種性能。

筆者認(rèn)為納米表面工程技術(shù)必將在精密模具型腔表面處理中發(fā)揮作用。