【学习目标】

    掌握 机械制造基本生产工艺；铸造行业生产工艺过程、各工段产生的                                职业性有害因素及防护措施；锻压、热处理、机械加工和机器装                               配行业的职业性有害因素、健康损害及防护措施。

机器，泛称为机械，是指由各种金属和非金属部件组装成的消耗能源、执行机械运动的装置。主要用来进行能量变换、代替人的劳动。机器制造行业的水平是一个国家综合国力强弱的重要标志之一。改革开放以来，中国机器制造业有了长足的发展，无论制造业总量还是制造业技术水平都有很大的提高。该行业涉及范围广泛，产业工人队伍庞大，生产过程中的多种职业性有害因素可能对职业人群的健康造成直接或间接甚至是远期的影响。

机器制造行业涉及范周广泛，包括汽车制造、工程机械、军民品加工、泵业制造和配件加工等。从生产工艺角度划分，又主要包括铸造、锻压、热处理、机械加工和机器装配等行业。其中，铸造、锻压和热处理是以材料成形为核心。本节重点阐述铸造行业、锻压行业、热处理行业、机械加工和机器装配行业的职业有害因素、健康危害及其防护措施。

一、铸造行业的职业卫生

铸造（foundry）是指熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝固后获得一定形状、尺寸、成分、组织和性能铸件的成形方法。

用于铸造的金属统称为铸造合金，常用的有铸铁、铸钢和有色金属，其中铸铁，特别是灰口铸铁应用最普遍。用于铸造的造型方法有普通砂型铸造和特种铸造两种类型，其中普通砂型铸造是最基本的方法，又称砂铸。铸造用砂中，石英砂是应用最广、用量最大的。随着人工合成和天然矿石改性技术的应用，铸造用砂的品种越来越多，电容刚玉、铝硅酸盐、铬铁矿砂也是常用的铸砂品种。

砂型铸造除了用砂以外，还需要黏结剂。按照性质分为无机黏结剂和有机黏结剂两类。例如，黏土、水泥、硅酸盐、磷酸盐等无机黏结剂和桐油、树脂等有机黏结剂。

铸造行业的基本生产工序包括造型、烘干、金属熔炼、浇注和清砂等。

（一）工艺过程及职业性有害因素

（1）造型和造芯：制造砂型的工艺过程叫做造型，制造砂芯的工艺过程叫做造芯。造型和造芯是铸造生产中最重要的工艺过程之一。按照机械化程度可将造型（芯）分为手工造型（芯）和机器造型（芯）两大类。

手工造型（芯）是指通过手工完成紧砂、起模、修型、下芯及合箱等主要操作的制造过程。手工造型（芯）劳动强度大，直接接触粉尘等有害物质，职业危害大。

机器造型（芯）是用机器全部完成或至少完成紧砂操作的造型方法。相比手工造型，其生产效率高，质量稳定，劳动强度低，劳动者接触粉尘等有害物质的机会少，职业危害相对较小。

造型和造芯生产工艺过程中存在的主要职业有害因素为粉尘，另外还有震实、压实等机械设备可产生噪声与振动，其中气压造型法产生高强度的脉冲噪声。

（2）砂型与砂芯的烘干：造型完成的砂型和砂芯均需烘干，目的是去除水分，提高强度和透气性，减少发气量，使铸件不易产生气孔、砂眼等缺陷。该工序主要的职业有害因素为烘干设备产生的高温与热辐射；燃料燃烧副产物；如采用高频感应炉或微波炉加热，则存在高频电磁场和微波辐射。

（3）合箱：合箱是把砂型和砂芯按要求组合在一起成为铸型的过程。主要的职业有害因素为合箱过程产生的型砂尘。

（4）熔炼和浇注：熔炼是把被铸金属从固态转化为液态的过程。主要的职业有害因素包括：熔炼炉产生的高温与热辐射；燃烧产生的一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、金属烟雾等。

经熔炼的金属用机械或人工的方法将其注人铸型箱内的过程称为浇注。浇注过程中熔融的金属与空气接触，产生大量的金属氧化物粉尘；型砂中的有机黏合剂部分发生氧化分解。主要的职业有害因素包括：高温与热辐射；金属氧化物粉尘；在用脲醛树脂做型芯黏合剂时，能产生甲醛和氨；塑料气化模熔化、燃烧产生的烟尘以及一氧化碳、氮氧化物及二氧化硫等有害气体。

（5）铸件的落砂和清理：浇注完毕，待铸件凝固冷却到一定温度后，把铸件从砂箱中取出，去掉铸件表面及内腔中的型砂和砂芯的过程称为落砂。清理包括去除铸件内外表面黏砂、毛刺、浇冒口痕迹等。通常落砂有人工落砂和机械落砂两种。主要的职业有害因素包括：落砂与清理过程中产生大量的型砂尘、噪声与振动。

（二）健康损害

（1）生产性粉尘的危害：铸造生产中长期接触粉尘所引起的尘肺统称为铸工尘肺。其铸钢清砂工患病率最高．型砂配制次之，砂型制造工最低。铸工尘肺发病工龄通常为20~30年，可并发肺气肿，肺功能可不同程度损伤。尘肺的发生和发展与作业人员所接磐冀尘的时间、生产场所粉尘浓度、分散度、防护措施以及劳动者个体条件等因素有关此外，还取决于采用的铸砂种类和性质，尤其是游离二氧化硅的含量。例如，型砂中含游离二氧化硅高的工种所致尘肺为矽肺，而型砂中含游离二氧化硅低的工种所致尘肺属混合性尘肺。

（2）噪声与振动的危害：铸造生产过程中的造型、造芯、落砂和表面清理工序都有噪声和振动产生。长期接触噪声不仅影响听觉系统，引起听觉敏感度下降、阀值升高、语言接受和信号辨别能力差，甚至可导致噪声性耳聋，而且还会对非听觉系统造成影响，包括心血管系统、神经系统、消化系统、女性生殖系统等。长期接触过量手传振动会引起以手部感觉障碍和神经功能异常为主要特点的振动性神经病，同时，引起外周循环功能的改变，表现为皮肤温度降低，冷水负荷试验皮温回复时间延长，外周血管痉挛，出现振动性白指。引外也可能造成骨、关节损害和手部肌肉萎缩。

冷水负荷试验皮温回复时间延长，外周血管痉挛，m现磊；磊

（3）高温和热辐射的危害：高温和热辐射主要存在于砂型与砂芯的烘干、金属的熔和浇注工序中。高温和强热辐射作业时，人体可出现一系列生理功能改变．主要为体温调节、水盐代谢同、循环系统等方面的适应性变化，但超过生理调节范围，则对循环系统、消化系统、泌尿系统和神经系统产生不良影响，引起中暑，甚至死亡。在高温和热辐射作用下，动作的准确度、协调性、反应速度及注意力也会降低。

（4）有害气体的危害：有害气体主要来自于熔炼和浇注过程，甲醛、氨、一氧化碳、氮氧化物及二氧化硫等有害气体均能引起作业1二人的急性中毒及慢性危害。

（三）防护措施

（1）厂房车间的设计布局符合《工业企业设计卫生标准》（GBZ 2010-1），防止各工序、工种之间职业有害因素的交叉污染。积极采用清洁化生产。加强职业卫生监督管理，使车间空气质量符合相关标准的要求。对某些易产生高浓度有毒有害气体的工作场所，应制定急性职业中毒应急救援预案，设置警示标识，有关作业人员作业时要佩戴防毒面具或防毒口罩等。

（2）应选用低游离二氧化硅含量的型砂，并减少手工造型和清砂作业，清砂应采用水爆清砂和水力清砂。安装大功率的通风除尘系统，实行喷雾湿式作业，以降低作业场所空气中的粉尘浓度，工人要佩戴符合国家标准的防尘口罩。

（3）高噪声源可采取集中布置的防噪声措施，并设置隔声屏蔽。作业人员进入噪声强度超过85dB（A）的工作场所，应佩戴防噪声耳塞或耳罩。对型砂捣固机、落砂、清砂等振动设备，应对设备采取减振措施或对作业人员实行轮换操作。

（4）预防高温作业人员中暑。采取合理布置与控制热源、供应防暑降温饮料、轮换作业，以及采取在集中控制室和操作室设置空调等一系列综合性预防措施，做好预防工作。

二、锻压行业的职业卫生

锻压（forging and pressing）是指利用机械对坯料施加外力，使其产生塑性变形，改变尺寸、形状及性能，用以制造毛坯、机械零件的成形加工方法，是锻造与冲压的总称。锻压主要用于加工金属制件，其坯料主要是各种成分的碳素钢和合金钢，其次是铝、镁、铜、钛等及其合金。冲压的坯料主要是钢板和钢带。

锻压的主要生产工艺为：坯料→加热→锻锤→成型→冷却→产品；板料→冲压→产品。

锻压常用的设备：①加热设备：主要有反射炉、燃烧炉和电炉三类；②锻压没备：主要有空气锤、压力机、冲床、剪床等。

（一）职业性有害因素

（1）噪声与振动：噪声是锻压工序中危害最大的有害因素。锻锤（空气锤和压力锤）可产生高强度噪声和振动，一般为脉冲式噪声，其强度多在100dB（A）以上。冲床、翦床也可产生高强度噪声，但其强度一般比锻锤小。

（2）高温呵热辐射：加热炉温度高达1200℃，锻件温度也在500～800℃。在生产过程中可使工作场所产生高温与强热辐射。当投入或取出锻件而打开炉门时，炉子附近的气温可达35～45℃，热辐射也很强。

（3）生产性粉尘：锻造炉、锻锤工序中加料、出炉、锻造可产生金属粉尘、煤尘和炉渣尘等，尤以燃煤工业窑炉污染较为严重。

（4）有害气体：燃烧锻炉可产生一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等有害气体。

（二）健康损害

（1）噪声与振动的危害：锻压工序中可产生强烈的噪声和振动。长期接触噪声和振动不仅可引起噪声性耳聋和振动性白指，而且会对人体心血管系统、神经系统、消化系统，骨芰节和肌肉等产生不良影响。

（2）高温及热辐射的危害：在高温及热辐射作用下，动作的准确性、协调性、反应速度及注意力降低。长时问高温和强热辅射作业可对人体体温调节、水盐代谢、循环系统、消化系统、泌尿系统和神经系统等产生不良影响，引起中暑，甚至死亡。

（3）生产性粉尘的危害：锻造和冲压过程存在金属粉尘、煤尘和炉渣尘等。金属粉尘的危害取决于金属的性质，例如金属铅或铬的烟尘可引起中毒，铝尘可引起铝尘肺，煤尘可引起碳尘肺，但加热炉的煤尘往往混合其他含游离二氧化硅粉尘，引起混合型尘肺。

（4）有害气体的危害：燃烧锻炉可产生一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等有害气体，均可能引起作业工人的急性中毒和慢性危害。

（三）防护措施

锻压生产过程中职业有害因素的防护措施与铸造行业防护措施基本相同。重视锻造用气锤、空压机等高强度噪声设备和铆接、锻压机等振动设备的治理。

三、热处理行业的职业卫生

热处理（heat treatment）是对固态金属或合金采用适当方式加热、保温和冷却，以获得所需要的组织结构与性能的加工方法。其实质是金属在不改变外形的条件下，改变金属的性质，例如硬度、韧度、导电性等，以达到相应性能要求，提高产品质量。热处理的工艺很多，一般分为普通热处理、表面热处理和特殊热处理等。

普通热处理包括淬火、退火、回火等基本过程。淬火是将零件放到1300℃的加热炉或高频电炉中加热，然后取出再放到水槽或油槽内迅速冷却，以达到使金属零件硬度增加的方法。回火是将淬火后的零件放到盛有硝酸钾、熔融钡盐、植物油、矿物油的槽内慢慢加热到250～350℃，然后使其慢慢冷却的方法。回火的目的是增加金属的弹性。如锻造加工的金属零件内部结构发生改变，如结晶分布不均，则需要退火，即将零件放到炉内加热2～3小时，温度800～900℃，然后慢慢冷却。

表面热处理只对工件的表面或部分表面进行热处理，改变的是零件表层的性能。表面热处热理包括表面淬火和化学热处理。表面淬火的加热方法又有火焰加热、电接触加热和电解液加热等，该法热处理周期短、成本低，易于实现机械化和自动化。化学热处理是将工件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入它的表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺。化学渗剂是含有被渗元素的物质。化学热处理的方法繁多，多以渗入元索或形成的化合物来命名，例如渗碳、渗氮、渗硼、渗硫、渗铝、渗铬、碳氮共渗等。该法生产周期长，工艺复杂，不便于实现机械化和自动化

（一）职业性有害因素

热处理行业生产过程和生产环境中存在主要的职业有害因索为：

1．热处理辅助材料散发出有害气体、蒸气、粉尘  零部件的淬火、退火、渗碳等热处工艺都要用到品种繁多的辅助材料，辅助材料大多具有高腐蚀性和毒性。氯化钡做加热介质，会有大量氯化钡蒸气排放；氮化工艺有大量氨气排放；固体渗碳、渗铬产生粉尘；渗碳、氰化等工艺使用氰化盐（亚铁氰化钾等），会产生氰化物；等温、分级淬火和回火等低温盐浴产生氮氧化物，淬火、回火用油的油烟中有碳氧化台物等有害气体。此外，热处理还经常使用甲醇、甲苯、乙烷、丙烷、丙酮、汽油等有机溶剂。

2．高温与热辐射 零部件的淬火、回火、退火、渗碳等工序都是在高温下进行的，车间内各种加热炉、盐浴槽和工件等都产生高温和热辐射。

3．噪声与振动  各种电机、风机、工业泵和机械运转设备均可产生，但多数情况下噪声强度不大，超标情况较少见。

4．高频电磁场  利用高频电磁炉进行热处理时，可产生高频电磁场。

（二）健康损害

1．有害气体、蒸气和粉尘的危害  在高温条件下，热处理过程中有害气体、蒸气、气溶胶逸散到空气中，对职业人员造成急慢性损害。如氯化钡做加热介质，温度达1300℃，氯化钡大量蒸发污染车间空气，经灼烧的皮肤吸收后，可引起中毒，严重者会瘫痪；氨气对皮肤、眼睛、呼吸道黏膜具有强烈刺激作用，可造成皮肤灼伤、角膜溃疡、喉头水肿、肺水肿，甚至继发急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distresssyndrome，ARDS)。吸入氰化物可引起缺氧症状，工作人员出现头晕、头痛、呼吸速率加快、发绀和昏迷，甚至引起死亡；如经皮肤接触，会有溃烂、皮肤刺激及红斑；眼睛接触后会有刺激、烧伤、视力模糊。甲醇、甲苯、乙烷、丙烷、丙酮、汽油等有机溶剂的使用可造成急慢性毒作用。固体渗碳、渗铬产生的粉尘可引起尘肺或中毒。

2．高温及热辐射的危害  在高温及热辐射作用下，作业人员的动作准确性、协调性、反应速度及注意力降低。长时问高温和强热辐射作业可对人体体温调节、水盐代谢、循环系统、消化系统、泌尿系统和神经系统等产生不良影响，引起中暑，甚至死亡。

3．噪声与振动的危害  该工序噪声与振动的危害较小。

4．高频电磁场的危害  高频电磁场有热效应和非致热效应。热效应可能引起组织的传热能力产生混乱，导致组织破坏和死亡。非致热效应可能引起中枢神经系统、内分泌系统和生殖功能的改变。

（三）防护措施

热处理行业职业病危害防护措施与铸造行业防护措施基本相同。重视对热处理过程中有害气体的防护，要采取密闭措施或安装局部通风排毒装置，制定急性职业中毒应急救援预案，设置警示标识，有关作业人员作业时要氟戴防毒面具或防毒口罩等。

四、机械加工和机器装配行业的职业卫生

机械加工（machining）是指用加工机械对工件的外形尺寸或性能进行改变的过程。包括一般机械加工和特种机械加工。一般机械加工指利用各种机床对金属零件进行的车、刨、钻、磨、铣等加工过程。常用的机床有车床、铣床、刨床、磨床、钻床等。它们都需要钨钴类或钨钛钴类刀具。切削等过程中还要使用乳化液和切削油辅助。乳化液以冷却作用为主，由矿物油、萘酸或油酸及碱（苛性钠）等所组成，用以降低切削温度，提高刀具耐用度；切削油以润滑作用为主，有矿物油、植物油和复合油等。特种机械加工是指利用电能、光能、化学能、电化学能、声能等进行加工的方法。典型的特种加工方法有电火花加工、电解加工、超声波加工和激光加工。

机器装配（assembly）是根据产品设计技术要求，将零部件配合连接，使之成为半成品或机器成品的过程。机器装配是机器制造过程中的最后一个环节，包括装配、调整、检验和试验等工序。不同机器产品的装配生产工艺相差甚远。常用的装配工艺有：清洗、平衡、刮削、螺纹联接、过盈配合联接、腔接、校正等。简单的装配以组装、调整和检验为主；复杂的产品装配工序烦琐，可能用到各类焊接、黏腔剂和涂装等。

（一）职业性有害因素

在一般机械加工生产过程中存在的主要职业有害因素为乳化液和粉尘。在粗磨和精磨等过程中，还会有金属颗粒和砂轮磨料粉尘产生。人造磨石（如钢玉、金刚砂）中二氧化硅含量极少，而天然磨石含有大量游离二氧化硅。特种机械加工产生的有害因素主要与加工工具有关。如电火花加工存在金属烟尘、紫外辐射；激光加工存在激光照射、金属烟、高温和紫外辐射等。此外，生产环境中还存在设备运转产生的噪声与振动。

简单的机器装配职业性危害因素少，主要是刮削过程产生的金属粉尘。复杂的产品装配主要与特殊装配工艺有关。如需要焊接作业、电镀及喷漆涂装作业时．可产生高浓度的电焊粉尘、氰化物、各种酸雾、苯、甲苯、二甲苯等有害物质。此外，还存在设备运转产生的噪声与振动。

（二）健康掼害

1．生产性粉尘的危害  金属粉尘的危害取决于金属的性质，可能引起中毒或金属尘肺。电焊粉尘可引起电焊工尘肺。此外，刮削过程产生的较大金属粉尘还可能引起眼及呼吸道的机械损伤。

2．有害气体及液体的危害  氰化物、各种酸雾、苯、甲苯、二甲苯等有害物质均能引起作业工人的急慢性中毒。各种切削液、冷却液、润滑液和溶剂对作业者的皮肤有刺激作用，经常接触可能引起毛囊炎、粉刺、皮疹或感染。

3．噪声与振动的危害  机械加工和装配有噪声和振动产生，长期接触噪声及振动不仅可能引起噪声性耳聋和振动性白指，而且会对人体心血管系统，神经系统，消化系统、骨关节和肌肉等产乍不良影响。

4．非电离辐射的危害  电焊工人接触的电弧光紫外辐射可引起电光性眼炎。激光照射可能对人体的眼睛和皮肤造成损害，也可能对神经系统、女性生殖系统和心血管系统产生不良影响。

此外，生产过程引起的意外伤害也不容忽视。受到物体的撞击或绊跌在物体上引起的青肿和挫伤、肢体轧压人机器等都是较为普遍的伤害。

（三）防护措施

职业病危害防护措施与铸造行业防护措施基本相同。注意积极防止意外伤害，佩戴防护眼镜、面罩等，积极宣传，加强工人防护意识。