装备零部件制造推进清洁生产

装备零部件制造过程中推进清洁生产主要包括干式切削、清洁热处理、清洁涂镀等技术。

在传统加工中大量使用切削液，造成环境污染，是土壤和河流的重要污染源之一；同时，切削液对刀具表面有热冲击效应，造成微裂纹，缩短刀具寿命，因此干式、准干式切削作为新型的清洁生产方式越来越受到人们的关注。干式切削一般都采用强冷风或其他介质冷却切削点，将切削加工所产生的热量带走，工件热变形极小。目前，干式磨削在美国制造业已得到了广泛的应用，欧洲也已有一半的企业采用了干切削加工技术。强冷风磨削加工是日本最先开发成功的一项新技术，通过热交换器把压缩空气用液氮冷却到－110℃，然后经喷嘴喷射到磨削点上，将磨削加工所产生的热量带走，由于压缩空气温度很低，在磨削点上很少有火花出现，工件热变形极小。干冻磨削是借鉴了液氮冷却润滑技术和强冷风冷却润滑技术的特性，采用喷嘴将经过低温、干燥、过滤处理后的干燥惰性气体送至磨削工作区域，不仅兼具了上述两种冷却润滑技术的优点，而且避免了准干式磨削可能造成的环境污染。而准干切削技术就是在保持切削工作的最佳状态的同时，使得切削液的用量最少。如微量润滑切削技术（MQL）是将压缩空气与少量的润滑剂混合雾化后，形成毫米、微米级气雾，喷向切削区进行润滑冷却。在德国，近几年来MQL装置每年有15000套的市场销量，而且还将进一步增加。在未来两三年内，德国制造的加工中心中将有5％用MQL与润滑性涂层刀具相结合来取代浇注式冷却。

在机械装备相关行业中，电镀和涂装生产是典型的重污染、高消耗工艺。尤其是我国，汽车涂装生产单车耗能平均水平远远超过国外，涂装生产耗能占整车厂总耗能50％以上。近几年，发达国家在汽车涂镀方面掀起一股“绿色浪潮”。在汽车轮毂镀膜方面限制电镀，发展真空镀膜，在涂装方面采取“有机溶剂”回收技术。德国莱宝（LEYBOLD）公司和德国VTD公司在真空镀膜方面的研究成果代表着国际先进技术水平。国外提出利用离子镀代替电镀技术研究，如美国道格拉斯公司采用滚筒式离子镀设备来处理连接件，日本用碳素钢螺栓离子镀铝代替不锈钢已投入生产，但也还没有大规模地采用这些先进的镀膜技术进行传统电镀行业的升级改造。在涂装中，有机溶剂挥发量每年至少在75万t以上，对大气造成很大污染，采用新型处理工艺可以100％回收。国家绿色镀膜工程研究中心开发的绿色镀膜技术及设备如图1-6所示。

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图1-6 绿色镀膜技术及设备

另外，热处理也是装备工业的能耗大户，90％以上热处理设备采用电加热，其电耗占制造企业电耗的20％～30％。热处理过程中不断产生的热辐射、废烟气、废水、粉尘和噪声对环境也造成一定程度的污染。高效节能、少变形、无变形、清洁热处理技术是热处理技术发展的重要方向之一。如随着现代汽车制造业的快速发展，对高性能锻件的需求量越来越大，微合金非调质钢以其优异的节能、节材、降低污染并缩短生产周期的性能在汽车制造中备受瞩目。