钢结构件的冷加工、机加工操作、热处理和涂层有哪些要求？

机械零件广泛用于从农业到汽车的多个行业，这些零件是通过机加工操作制造的。为了获得所需的复杂几何形状的组件，制造过程中通常用CNC加工和钻孔等加工方式，此外，为了增强表面硬度满足应用领域的需要，机械零件需要进行表面涂层和硬化方法。钢结构件有不同的方法加工，这些方法是：冷加工、机加工操作、热处理和涂层。

冷加工通常是指钢材的强化机制，在冷加工过程中，位错数量增加并且这些位错相互锁定。这些锁定机制可防止位错移动，这意味着钢材得到了强化，弯曲是冷加工的一个常见例子。使用弯曲机将原钢弯曲成所需的形状，在弯曲过程中，钢材会发生塑性变形和强化。弯曲可分为型材弯曲和板材弯曲，截面弯曲包括在垂直辊中对钢板或型材进行成型。钢坯通过辊子移动，在每个辊子上，板坯被逐步弯曲。型材弯曲和板材弯曲之间的唯一区别是辊子的方向。在板材弯曲中，由于原材料（钢板）的形状，辊子水平放置会影响弯曲的最大弧度。

另一种常见的冷加工方法是挤压，在挤压法中，钢材被放置在模具和冲头之间，模具和冲头处于所需的形状。因此，对冲头施加外力，将钢材压在冲头和凹模之间。最后，钢材通过模具和冲头成型。拉拔是钢材冷加工的另一种方法。在拉拔方法中，通常，管钢从孔口拉出，使管子变薄，冷拔工艺非常适用于旨在制造细钢丝的应用。

钢材的机加工操作可分为车削、钻孔和铣削，在车削中，工件钢被放置在旋转杆上。车床通常用于车削操作。工件钢材旋转，同时刀具以不同的旋转方式在钢材上移动。刀具的所有运动、角度和旋转都可以由计算机数控 (CNC) 安排。不同形状的刀具可用于不同的应用，例如；粗加工、精加工和面加工。

另一种加工应用是钻孔，钻孔在钢体中保持球形孔，通常，钻头会顶住旋转的钢体，并在体内形成一个腔体。钻孔操作最重要的一点是形成过多的毛刺和积屑瘤，这些过多的毛刺和积屑瘤边缘可能会中断成型过程。最后的机加工操作是铣削，铣床由带有多个点的旋转端组成，这些旋转端从钢体上去除材料。

钢铁制造方法中最重要的步骤之一是钢的热处理，热处理有多种用途，但主要目的是获得最佳性能。热处理包括钢材的加热、均热和冷却。热处理机制产生更细的晶粒，确保更好的机械性能。此外，在钢的冷加工过程中，诱发的内应力增加，这些内应力阻止钢坯或钢板的进一步成形。为了减少内应力，进行退火，在退火过程中，钢材软化，成型过程变得更容易。对于多种用途和多种类型的钢，可以执行多种热处理程序。

另一种制造方法是焊接，焊接是连接钢材最常用的方法。原则上，焊接区的冶金学是极其基础的，填充金属的微观结构与铸造金属相似。相邻的区域称为热影响区（HAZ），这些区域的微观结构与热处理区域相似。焊接操作可以使用多种能源，但最常用的是气体火焰、电弧和激光源。

涂层工艺对于钢材处理非常重要，增强的表面摩擦可以通过表面涂层来实现。此外，表面涂层通过去除毛刺或任何额外材料来提高表面质量，喷砂、镀锌和粉末喷涂是最常见的涂层方法。在喷砂中，通过小的刚性颗粒撞击表面并去除不需要的颗粒，确保零件表面的光滑，从表面去除多余的材料也增强了钢材的疲劳和腐蚀性能，光滑的表面也是一个零件所必需的。

镀锌是最常见的腐蚀保护方法，其中钢表面镀有锌层，薄锌层保护钢材免受腐蚀环境的影响。最后一种方法是粉末喷涂方法，其中将非常细的粉末颗粒吹入表面并固化，粉末喷涂法采用静电工艺，细小的颗粒被吸引到钢材表面并覆盖在钢材表面。

结论

钢结构的制造过程涵盖多个工艺步骤，由于不同的标准要求不一样，必须控制整个步骤。结构钢的制造过程由AISC 207-16 控制。管道短管的制造过程通常由 ASME B31.3 标准控制。除此之外，ASME BPVC 标准由压力容器制造商管理。对于不同的加工操作，例如；钻孔、车削和铣削，也存在多个标准，操作员必须根据这些标准调整操作。