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文章来源: http://www.cntansu.com/ypnew_view.asp?id=1463

截至1996年止,中国保有储量的69处大、中型石墨矿产地的分布。各地区保有石墨矿产资源概况如下:

1.华北地区

    保有石墨矿产地22处。其中:晶质石墨矿20处(大型矿1处、中型矿14处、小型矿5处),共计保有晶质石墨矿物储量B+C+D级904万t,主要分布于 内蒙古自治区及山西与河北省的北部;隐晶质石墨矿2处(小型),共计保有隐晶质石墨矿石储量11万t,分布于北京市郊。
    内蒙古自治区是中国晶质石墨矿主要的蕴藏区和当前鳞片石墨主要产区之一。从自治区西面的阿拉善左旗,往东经包头、呼和浩特至集宁、兴和一带长 700~800km地段内,已发现矿产地数十处,估计晶质石墨矿资源量在2000万t以上,已勘查的矿产地有13处(中型矿11处、小型矿2处),共计保 有晶质石墨矿物储量548万t。其中∶集宁县以东的兴和县黄土夭石墨矿由1号矿、18号矿B段、18号矿C段和其他矿体4处中型矿和11号小型矿,加上附 近的荣华背中型矿,实际构成一个大型矿区,各矿均已利用,矿山开发具有六七十年的历史,以产出优质大鳞片石墨而著称,是中国著名的鳞片石墨生产矿山之一; 在兴和县以西,还有丰镇县南井、武川县庙沟、土默特左旗什报气和灯笼素4处中型矿也已利用,形成以兴和为重点的中国鳞片石墨生产基地之一。此外,固阳县五 当召、阿拉善右旗挡巴井2个中型矿和包头市克尔马沟小型矿也可供选择利用。
    内蒙古兴和石墨矿以南,在山西北部分布有晶质石墨矿4处(大型矿1处、中型矿2处、小型矿1处),共计保有晶质石墨矿物储量318万t。其中:大同市弘赐 堡大型矿和六亩地、鸡窝涧中型矿可供选择利用,天镇县白羊口小型矿可供边采边探。内蒙古兴和石墨矿以东,河北省赤城县艾家沟中型晶质石墨矿于1988年开 采利用,其附近新发现的水泉中型晶质石墨矿也可供选择利用,怀安县蔓青沟和阳原县谷端庄2处小型晶质石墨矿也已零星开采。河北省东部青龙县魏仗子和南部邢 台市,还各分布小型晶质石墨矿1处,现已停采。河北省共计保有晶质石墨矿物储量38万t。
    隐晶质石墨矿在华北地区少见,分布于北京市海淀区南安河和房山县车厂的2个小型矿,矿石品位低,现已停采。
    2.东北地区
    保有石墨矿产地28处。其中:晶质石墨矿25处(大型矿8处、中型矿10处、小型矿7处),共计保有晶质石墨矿物储量B+C+D级11272万t,主要分 布于黑龙江省,在辽宁和吉林省也有少量产出;隐晶质石墨矿3处(中型矿1处、小型矿2处),保有隐晶质石墨矿石储量B+C+D级529万t。主要分布于吉 林省,在黑龙江省有少量产出。
    黑龙江省是中国晶质石墨矿最主要的蕴藏区和当前鳞片石墨主要产区之一。分布有晶质石墨矿产地21处(大型矿8处、中型矿7处、小型矿6处),共计保有晶质 石墨矿物储量11106万t。除在其北部呼玛县门都里有一可供利用的中型矿外,其余集中分布于东部的鸡西至萝北一带,包括林口、穆棱、密山、勃利和双鸭山 等地,估计这一带的资源量可达二三亿吨。鸡西市柳毛石墨矿储量规模特大,已开采利用六七十年,是中国生产鳞片石墨著名矿山之一;规模特大全国第一的萝北云 山石墨矿和穆棱县光义与鸡西市石场3处大型矿及鸡西市永台安山中型矿也已利用;还有勃利县佛岭(规模特大)、穆棱县寨山、双鸭山市羊鼻山及密山市马来山5 处大型矿,以及鸡西市土顶山东山、鸡东县长山、勃利县双河、林口县碾子沟和八道沟、曲沟6处小型矿均可供选择利用,丰富的矿产资源形成了以柳毛为重点的中 国鳞片石墨生产基地之一。
    此外,东北地区的晶质石墨矿还在辽宁省的岫岩丰富矿区和桓仁县大恩堡各分布有1处中型矿,共计保有晶质石墨矿物储量C+D级57万t;在吉林省通化县三半 江和集安市双兴,有中型和小型矿各1处,保有晶质石墨矿物储量B+C+D级109万t,均可供选择利用。
    吉林省是中国隐晶质石墨矿较主要的蕴藏区和当前微晶石墨主要产区。磐石县烟筒山中型隐晶质石墨矿已开采利用70余年,是中国生产微晶石墨的著名矿山之一; 敦化市东大崴子小型矿,矿石品位低,近期难以利用,两矿共计保有隐晶质石墨矿石储量499万t。此外,在黑龙江省铁力市神树小白河有一小型隐晶质石墨矿, 可供边采边探。

    3.华东地区
    保有晶质石墨矿产地16处(大型矿6处、中型矿6处、小型矿4处),共计保有B+C+D级晶质石墨矿物储量1600万t。主要分布于山东省,是中国晶质石 墨矿的主要蕴藏区和当前鳞片石墨主要产区之一。石墨矿集中于胶东地区的平度、莱西、莱阳以及文登、牟平一带,已发现石墨产地数十处,估计资源量可有三四千 万吨。已经勘查的石墨矿产地13处(大型矿5处、中型矿5处、小型矿3处),共计保有晶质石墨矿物储量1311万t。莱西县南墅石墨矿包括岳石和刘家庄2 个大型矿,已开采利用50余年,是中国著名的鳞片石墨生产矿山之一,邻近的北墅大型石墨矿也已开采30余年,均以产出优质大鳞片石墨而著称;平度市刘戈庄 大型矿、平度市明村和牟平县徐村2个中型矿及莱阳市大梁口和山前夼2个小型矿均已利用;还有平度市刘家寨大型矿、平度市张舍和文登市臧格庄2个中型矿及牟 平县新添堡等小型矿均可供选择利用,形成以南墅为中心的中国鳞片石墨生产基地之一。
    此外,江西省金溪县峡山大型晶质石墨矿(保有矿物储量218万t);福建省建阳县岭根墙中型晶质石墨矿(保有矿物储量54万t)可供选择利用;安徽省怀宁 县横山小型晶质石墨矿(保有矿物储量17万t)可供进一步工作。
    4.中南地区
    保有石墨矿产地18处。其中:晶质石墨矿12处(大型矿3处、中型矿4处、小型矿5处),共计保有晶质石墨矿物储量B+C+D级977万t,主要分布于河 南省,在湖北、海南、广东省也有产出;隐晶质石墨矿6处(大型矿1处、中型矿3处、小型矿2处),共计保有隐晶质石墨矿石储量B+C+D级3726万t, 主要分布于湖南省,在广东省有少量产出。
    河南省是中国晶质石墨主要蕴藏区之一。石墨矿集中分布于其西部的灵宝、卢氏、西峡、淅川、镇平一带,估计资源量可达一二千万吨。已勘查的3处大型矿共计保 有晶质石墨矿物储量746万t,其中:西峡县横岭矿已利用,淅川县小陡岭及镇平县小岔沟两矿可供选择利用。还有灵宝石墨矿也已开采多年,其规模可达中型。 此外:湖北省保有晶质石墨矿物储量156万t,主要分布在宜昌县,三岔垭中型矿已利用,谭家河、二郎庙2处中型矿及广水市芦花湾小型矿可供选择利用,兴山 县东冲河小型矿近期不宜进一步工作;海南省保有晶质石墨矿物储量58万t,琼海市烟塘小型矿已利用,曾经开采的琼海县伍园中型矿及乐东县俄文岭小型矿可供 选择利用;广东省吴川市梅蓬小型石墨矿保有晶质石墨矿物储量17万t,曾经开采,现已停采。
    湖南省是中国隐晶质石墨矿最主要的蕴藏区和微晶石墨最主要的产区,保有隐晶质石墨矿石储量B+C+D级3375万t。位于湘南的郴州市鲁塘中型石墨矿已开 采利用60余年,是中国生产微晶石墨最著名的矿山。其深部远景资源可观,预测可达二三千万吨,其西北部的桂阳荷叶分布有目前中国唯一的大型隐晶质石墨矿, 以及位于湘中的冷水江三尖隐中型矿,均已开始利用,形成以鲁塘为中心的中国微晶石墨生产基地。此外,广东省保有隐晶质石墨矿石储量351万t。其中:佛冈 县铜溪水窿尾小型矿已利用,附近的水头小型矿已闭坑,连平县梅洞中型矿可供选择利用。
    5.西南地区
    保有晶质石墨矿产地6处(大型矿3处、中型矿2处、小型矿1处),共计保有晶质石墨矿物储量B+C+D级2110万t。主要分布于四川省,在云南省和西藏 自治区也有产出。
    四川省是中国晶质石墨主要的蕴藏区之一,保有晶质石墨矿物储量B+C+D级1622万t。位于川北的南江县坪河中型石墨矿已开采利用七八十年,邻近的向阳 坡小型石墨矿也已利用。川西南攀枝花市中坝石墨的规模特大,可供选择利用,其周围具有良好的成矿条件,蕴藏着可观的资源。此外,云南省南部元阳县棕皮寨中 型矿已利用,昆明市以西牟定县戍街大型矿可供选择利用,共计保有晶质石墨矿物储量244万t。西藏自治区东部靠近四川的左贡县大型石墨矿,保有晶质石墨矿 物储量244万t,矿区远景资源量大,但因开采和交通条件差,近期难以利用。
    6.西北地区

    保有石墨矿产地13处。其中:晶质石墨矿11处(大型矿2处、中型矿4处、小型矿5处),共计保有晶质石墨矿物储量B+C+D级454万t,主要分布于陕 西省,在甘肃省和新疆自治区也有少量产出;隐晶质石墨矿2处(中、小型矿各1处),共计保有隐晶质石墨矿石储量C+D级227万t,分布于陕西省。
    陕西省是西北地区石墨矿分布相对较多的蕴藏区。保有晶质石墨矿物储量368万t,其中:西安市崇阳沟和洋县铁河大安沟2处大型矿,丹凤县庾家河和大西沟碾 子坪2处中型矿,可供选择利用;长安县大峪五里庙和扯袍峪、潼关县善车峪和东桐峪4处小型矿可供进一步工作或边采边探。保有隐晶质石墨矿中,眉县铜峪中型 矿已开采利用60多年,户县涝峪银洞沟小型矿曾经开采,可继续利用。此外,甘肃省保有晶质石墨矿物储量62万t,位于武威市东北的民勤县唐家鄂博山中型矿 可供选择利用,安西县红柳河西-水沟子小型矿近期不宜进一步工作;新疆自治区保有晶质石墨矿物储量24万t,分布于奇台县苏吉泉中型矿中,可供选择利用。

 

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Windham, Rockingham Co., New Hampshire, USA

Show Graphite Photos (142)Create Talk Page

Formula:

C

System:
Hexagonal
Colour:
Iron black to steel-grey

Lustre:
Sub-Metallic
Hardness:
1 - 2

Name:
From Greek "graphein", 'to write'; named by German chemist and mineralogist A. G. Werner in 1789.

Polymorph of:
Chaoite, Diamond, Lonsdaleite

Graphite usually occurs in flakes in metamorphosed rocks rich in carbon, but it can also be found in veins and in pegmatites. Where large deposits are found it is mined and used as an industrial lubricant and for 'lead' in pencils.

Classification of Graphite

IMA status:
Valid - first described prior to 1959 (pre-IMA) - "Grandfathered"

Strunz 8th edition ID:
1/B.02-10

Nickel-Strunz 10th (pending) edition ID:
1.CB.05a
1 : ELEMENTS (Metals and intermetallic alloys; metalloids and nonmetals; carbides, silicides, nitrides, phosphides)
C : Metalloids and Nonmetals
B : Carbon-silicon family

Dana 7th edition ID:
1.3.5.2

Dana 8th edition ID:
1.3.6.2
1 : NATIVE ELEMENTS AND ALLOYS
3 : Semi-metals and non-metals

Hey's CIM Ref.:
1.25
1 : Elements and Alloys (including the arsenides, antimonides and bismuthides of Cu, Ag and Au)

mindat.org URL:
http://www.mindat.org/min-1740.html
Please feel free to link to this page.

Physical Properties of Graphite

Lustre:
Sub-Metallic

Diaphaneity (Transparency):
Opaque

Colour:
Iron black to steel-grey

Streak:
Black to steel gray

Hardness (Mohs):
1 - 2

Hardness (Vickers):
VHN10=7 - 11 kg/mm2

Tenacity:
Flexible

Cleavage:
Perfect
{0001}

Fracture:
Micaceous

Density (measured):
2.09 - 2.23 g/cm3

Density (calculated):
2.26 g/cm3

Crystallography of Graphite

Crystal System:
Hexagonal

Class (H-M):
6mm - Dihexagonal Pyramidal

Space Group:
P63mc

Cell Parameters:
a = 2.461Å, c = 6.708Å

Ratio:
a:c = 1 : 2.726

Unit Cell Volume:
V 35.18 ų (Calculated from Unit Cell)

Morphology:
Hexagonal platy crystals, often bent.

Twinning:
{1121}

About Crystal Atlas

You may need to scroll this box using your mouse to view the full instructions.
The mindat.org Crystal Atlas allows you to view a selection of crystal drawings of real and idealised crystal forms for this mineral and, in certain cases, 3d rotating crystal objects. You need Java to see these. You can download Java for free - click here to download Java
The 3d models and java code are kindly provided by www.smorf.nl. You can control the movement of the models by holding down the left mouse-button over the 3d model and moving your mouse. Keyboard controls are:
: default positions

t/T
: decrease/increase transparency
x/X
: next/previous texture

b/B
: next/previous background
w
: toggle wireframe

s
: toggle sticks
m
: toggle miller indices

k
: toggle crystallographic axes
=/-
: zoom in/out

r
: stop/start rotation
1/2/3

 

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Thermal spraying techniques are coating processes in which melted (or heated) materials are sprayed onto a surface. The "feedstock" (coating precursor) is heated by electrical (plasma or arc) or chemical means (combustion flame).

Thermal spraying can provide thick coatings (approx. thickness range is 20 micrometers to several mm, depending on the process and feedstock), over a large area at high deposition rate as compared to other coating processes such as electroplating, physical and chemical vapor deposition. Coating materials available for thermal spraying include metals, alloys, ceramics, plastics and composites. They are fed in powder or wire form, heated to a molten or semimolten state and accelerated towards substrates in the form of micrometer-size particles. Combustion or electrical arc discharge is usually used as the source of energy for thermal spraying. Resulting coatings are made by the accumulation of numerous sprayed particles. The surface may not heat up significantly, allowing the coating of flammable substances.

Coating quality is usually assessed by measuring its porosity, oxide content, macro and micro-hardness, bond strength and surface roughness. Generally, the coating quality increases with increasing particle velocities.

Several variations of thermal spraying are distinguished:

  • Cold spraying
  • Detonation spraying
  • Flame spraying
  • High-velocity oxy-fuel coating spraying (HVOF)
  • Plasma spraying
  • Warm spraying
  • Wire arc spraying

In classical (developed between 1910 and 1920) but still widely used processes such as flame spraying and wire arc spraying, the particle velocities are generally low (< 150 m/s), and raw materials must be molten to be deposited. Plasma spraying, developed in the 1970s, uses a high-temperature plasma jet generated by arc discharge with typical temperatures >15000 K, which makes it possible to spray refractory materials such as oxides, molybdenum, etc.

A typical thermal spray system consists of the following:

  • Spray torch (or spray gun) - the core device performing the melting and acceleration of the particles to be deposited
  • Feeder - for supplying the powder, wire or liquid to the torch
  • Media supply - gases or liquids for the generation of the flame or plasma jet, gases for carrying the powder, etc.
  • Robot - for manipulating the torch or the substrates to be coated
  • Power supply - often standalone for the torch
  • Control console(s) - either integrated or individual for all of the above

 

 

In plasma spraying process, the material to be deposited (feedstock) — typically as a powder, sometimes as a liquid[2], suspension [3] or wire — is introduced into the plasma jet, emanating from a plasma torch. In the jet, where the temperature is on the order of 10,000 K, the material is melted and propelled towards a substrate. There, the molten droplets flatten, rapidly solidify and form a deposit. Commonly, the deposits remain adherent to the substrate as coatings; free-standing parts can also be produced by removing the substrate. There are a large number of technological parameters that influence the interaction of the particles with the plasma jet and the substrate and therefore the deposit properties. These parameters include feedstock type, plasma gas composition and flow rate, energy input, torch offset distance, substrate cooling, etc.

Deposit properties

The deposits consist of a multitude of pancake-like lamellae called 'splats', formed by flattening of the liquid droplets. As the feedstock powders typically have sizes from micrometers to above 100 micrometers, the lamellae have thickness in the micrometer range and lateral dimension from several to hundreds of micrometers. Between these lamellae, there are small voids, such as pores, cracks and regions of incomplete bonding. As a result of this unique structure, the deposits can have properties significantly different from bulk materials. These are generally mechanical properties, such as lower strength and modulus, higher strain tolerance, and lower thermal and electrical conductivity. Also, due to the rapid solidification, metastable phases can be present in the deposits.

Applications

This technique is mostly used to produce coatings on structural materials. Such coatings provide protection against high temperatures (for example thermal barrier coatings for exhaust heat management), corrosion, erosion, wear; they can also change the appearance, electrical or tribological properties of the surface, replace worn material, etc. When sprayed on substrates of various shapes and removed, free-standing parts in the form of plates, tubes, shells, etc. can be produced. It can be also used for powder processing (spheroidization, homogenization, modification of chemistry, etc.). In that case, the substrate for deposition is absent and the particles solidify during flight or in a controlled environment (e.g., water). A polymer dispersion aerosol could be injected into the plasma discharge in order to create a grafting of this polymer at a substrate surface[3]. This application is mainly used to modify the surface chemistry of polymers.

Variations

Plasma spraying systems can be categorized by several criteria.

Plasma jet generation:

  • direct current (DC plasma), where the energy is transferred to the plasma jet by a direct current, high-power electric arc
  • induction plasma or RF plasma, where the energy is transferred by induction from a coil around the plasma jet, through which an alternating, radio-frequency current passes

Plasma-forming medium:

  • gas-stabilized plasma (GSP), where the plasma forms from a gas; typically argon, hydrogen, helium or their mixtures
  • water-stabilized plasma (WSP), where plasma forms from water (through evaporation, dissociation and ionization) or other suitable liquid
  • hybrid plasma - with combined gas and liquid stabilization, typically argon and water

Spraying environment:

  • air plasma spraying (APS), performed in the ambient air
  • controlled atmosphere plasma spraying (CAPS), usually performed in a closed chamber, either filled with inert gas or evacuated
  • variations of CAPS: high-pressure plasma spraying (HPPS), low-pressure plasma spraying (LPPS), extreme case of which is vacuum plasma spraying (VPS, see below)
  • underwater plasma spraying

Another variation consists of having a liquid feedstock instead of a solid powder for melt, this techniques is known as Solution precursor plasma spray

[edit] Vacuum plasma spraying

Vacuum plasma spraying

Vacuum plasma spraying (VPS) is a technology for etching and surface modification to create porous layers with high reproducibility and for cleaning and surface engineering of plastics, rubbers and natural fibers as well as for replacing CFCs for cleaning metal components. This surface engineering can improve properties such as frictional behavior, heat resistance, surface electrical conductivity, lubricity, cohesive strength of films, or dielectric constant, or it can make materials hydrophilic or hydrophobic.

The process typically operates at 39–120 °C to avoid thermal damage. It can induce non-thermally activated surface reactions, causing surface changes which cannot occur with molecular chemistries at atmospheric pressure. Plasma processing is done in a controlled environment inside a sealed chamber at a medium vacuum, around 13–65 Pa. The gas or mixture of gases is energized by an electrical field from DC to microwave frequencies, typically 1–500 W at 50 V. The treated components are usually electrically isolated. The volatile plasma by-products are evacuated from the chamber by the vacuum pump, and if necessary can be neutralized in an exhaust scrubber.

In contrast to molecular chemistry, plasmas employ:

image

Plasma also generates electromagnetic radiation in the form of vacuum UV photons to penetrate bulk polymers to a depth of about 10 µm. This can cause chain scissions and cross-linking.

Plasmas affect materials at an atomic level. Techniques like X-ray photoelectron spectroscopy and scanning electron microscopy are used for surface analysis to identify the processes required and to judge their effects. As a simple indication of surface energy, and hence adhesion or wettability, often a water droplet contact angle test is used. The lower the contact angle, the higher the surface energy and more hydrophilic the material is.

Changing effects with plasma

At higher energies ionization tends to occur more than chemical dissociations. In a typical reactive gas, 1 in 100 molecules form free radicals whereas only 1 in 106 ionizes. The predominant effect here is the forming of free radicals. Ionic effects can predominate with selection of process parameters and if necessary the use of noble gases.

Wire arc spray

Wire arc spray is a form of thermal spraying where two consumable metal wires are fed independently into the spray gun. These wires are then charged and an arc is generated between them. The heat from this arc melts the incoming wire, which is then entrained in air jet from the gun. This entrained molten feedstock is then deposited onto a substrate. This process is commonly used for metallic, heavy coatings.[1]

High velocity oxygen fuel spraying (HVOF)

During the 1980s, a class of thermal spray processes called high velocity oxy-fuel spraying was developed: A mixture of gaseous or liquid fuel and oxygen is fed into a combustion chamber, where they are ignited and combusted continuously. The resultant hot gas at a pressure close to 1 MPa emanates through a converging–diverging nozzle and travels through a straight section. The fuels can be gases (hydrogen, methane, propane, propylene, acetylene, natural gas, etc.) or liquids (kerosene, etc.). The jet velocity at the exit of the barrel (>1000 m/s) exceeds the speed of sound. A powder feed stock is injected into the gas stream, which accelerates the powder up to 800 m/s. The stream of hot gas and powder is directed towards the surface to be coated. The powder partially melts in the stream, and deposits upon the substrate. The resulting coating has low porosity and high bond strength.[1]

HVOF coatings may be as thick as 12 mm (1/2"). It is typically used to deposit wear and corrosion resistant coatings on materials, such as ceramic and metallic layers. Common powders include WC-Co, chromium carbide, MCrAlY, and alumina. The process has been most successful for depositing cermet materials (WC–Co, etc.) and other corrosion-resistant alloys (stainless steels, nickel-based alloys, aluminium, hydroxyapatite for medical implants, etc.).[1]

Cold spraying

image

In the 1990s, cold spraying (often called gas dynamic cold spray) has been introduced. The method was originally developed in Russia with the accidental observation of the rapid formation of coatings, while experimenting with the particle erosion of the target exposed to a high velocity flow loaded with fine powder in a wind tunnel. In cold spraying, particles are accelerated to very high speeds by the carrier gas forced through a converging–diverging de Laval type nozzle. Upon impact, solid particles with sufficient kinetic energy deform plastically and bond mechanically to the substrate to form a coating. The critical velocity needed to form bonding depends on the materials properties, powder size and temperature. Soft metals such as Cu and Al are best suited for cold spraying, but coating of other materials (W, Ta, Ti, MCrAlY, WC–Co, etc.) by cold spraying has been reported.[1]

The deposition efficiency is low, and the window of process parameters and suitable powder sizes is narrow. To accelerate powders to higher velocity, finer powders (<20 micrometers) are used. It is possible to accelerate powder particles to much higher velocity using a processing gas having high speed of sound (helium instead of nitrogen). However, helium is costly and its flow rate, and thus consumption, is higher. To improve acceleration capability, nitrogen gas is heated up to about 900 C. As a result, deposition efficiency and tensile strength of deposits increase.[1]

Warm spraying

Is a novel modification of high-velocity oxy-fuel spraying, in which the temperature of combustion gas is lowered by mixing nitrogen with the combustion gas, thus bringing the process closer to the cold spraying. The resulting gas contains much water vapor, unreacted hydrocarbons and oxygen, and thus is dirtier than the cold spraying. However, the coating efficiency is higher. On the other hand, lower temperatures of warm spraying reduce melting and chemical reactions of the feed powder, as compared to HVOF. These advantages are especially important for such coating materials as Ti, plastics, and metallic glasses, which rapidly oxidize or deteriorate at high temperatures.[1]

Applications

Plasma sprayed ceramic coating applied onto a part of an automotive exhaust system

Safety

Thermal spraying need not be a dangerous process, if the equipment is treated with care, and correct spraying practices are followed. As with any industrial process, there are a number of hazards, of which the operator should be aware, and against which specific precautions should be taken. Ideally, equipment should be operated automatically, in enclosures specially designed to extract fumes, reduce noise levels, and prevent direct viewing of the spraying head. Such techniques will also produce coatings that are more consistent. There are occasions when the type of components being treated, or their low production levels, requires manual equipment operation. Under these conditions, a number of hazards, peculiar to thermal spraying, are experienced, in addition to those commonly encountered in production or processing industries.

Noise

Metal spraying equipment uses compressed gases, which create noise. Sound levels vary with the type of spraying equipment, the material being sprayed, and the operating parameters. Typical sound pressure levels taken 1 meter behind the arc.

UV light

Combustion spraying equipment produces an intense flame, which may have a peak temperature more than 3,100°C, and is very bright. Electric arc spraying produces ultra-violet light, which may damage delicate body tissues. Spray booths, and enclosures, should be fitted with ultra-violet absorbent dark glass. Where this is not possible, operators, and others in the vicinity should wear protective goggles containing BS grade 6 green glass. Opaque screens should be placed around spraying areas. The nozzle of an arc pistol should never be viewed directly, unless it is certain that no power is available to the equipment.

Dust and fumes

The atomization of molten materials produces a certain amount of dust and fumes. Proper extraction facilities are vital, not only for personal safety, but to minimize entrapment of re-frozen particles in the sprayed coatings. The use of breathing masks, fitted with suitable filters, is strongly recommended, where equipment cannot be isolated. Certain materials offer specific known hazards:[5]

  1. Finely divided metal particles are potentially pyrophoric and none should be allowed to accumulate.
  2. Certain materials e.g. aluminum, zinc and other base metals may react with water to evolve hydrogen. This is potentially explosive and special precautions are necessary in fume extraction equipment.
  3. Fumes of certain materials, notably zinc and copper alloys are unpleasant to smell, and, in certain individuals, may cause a fever-type reaction. This may occur some time after spraying and usually subsides rapidly. If it does not, medical advice must be sought.
Heat

Combustion spraying guns use oxygen and fuel gases. The fuel gases are potentially explosive. In particular, acetylene may only be used under approved conditions. Oxygen, while not explosive, will sustain combustion, and many materials will spontaneously ignite, if excessive oxygen levels are present. Care must be taken to avoid leakage, and to isolate oxygen and fuel gas supplies, when not in use.[5]

Shock hazards

Electric arc guns operate at low voltages (below 45 V dc), but at relatively high currents. They may be safely hand-held. The power supply units are connected to 440 V AC sources, and must be treated with caution.

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BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool.com / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan

Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting toolaerospace tool .HSS  DIN Cutting toolCarbide end millsCarbide cutting toolNAS Cutting toolNAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end milldisc milling cutter,Aerospace cutting toolhss drillФрезерыCarbide drillHigh speed steelCompound SharpenerMilling cutterINDUCTORS FOR PCDCVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) Core drillTapered end millsCVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden FingerPCD V-CutterPCD Wood toolsPCD Cutting toolsPCD Circular Saw BladePVDD End Millsdiamond tool. INDUCTORS FOR PCD . POWDER FORMING MACHINE Single Crystal Diamond Metric end millsMiniature end millsСпециальные режущие инструменты Пустотелое сверло Pilot reamerFraisesFresas con mango PCD (Polycrystalline diamond) ‘FresePOWDER FORMING MACHINEElectronics cutterStep drillMetal cutting sawDouble margin drillGun barrelAngle milling cutterCarbide burrsCarbide tipped cutterChamfering toolIC card engraving cutterSide cutterStaple CutterPCD diamond cutter specialized in grooving floorsV-Cut PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert PCD Diamond Tool Saw Blade with Indexable InsertNAS toolDIN or JIS toolSpecial toolMetal slitting sawsShell end millsSide and face milling cuttersSide chip clearance sawsLong end millsend mill grinderdrill grindersharpenerStub roughing end millsDovetail milling cuttersCarbide slot drillsCarbide torus cuttersAngel carbide end millsCarbide torus cuttersCarbide ball-nosed slot drillsMould cutterTool manufacturer.

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BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web  www.tool-tool.com  for more info.

 

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 这通常是指利用电子的回旋共振作用来进行测试的一种技术。该方法可直 接测量出半导体中载流子的有效质量,并从而可求得能带极值附近的能带

  结构。

  ①若半导体置于磁感应强度为B的 均匀恒定磁场中, 半导体中电子的初速度vB的夹角为θ,则半导体中电子受到磁场作用的为f =-qv×B, 大小为f = qvBsinθ= q v⊥B,v⊥= v sinθ,力的方向是垂直于vB所组成的平面。从而, 电子的运动规律是:在磁场方向以速度 v’ = v cosθ作匀速运动, 在垂直于B的平面内作匀速圆周运动, 运动轨迹是一条螺旋线。如果圆周的半径是r, 回旋频率是ωc,则 v⊥= r ωc,向心加速度a = v⊥2 / r;又能带电子运动的加速度a = f / mn*;从而对于球面等能面情况有ωc = q B / mn* 。所以, 只要测量出回旋频率ωc, 就可以得到电子的有效质量mn* 。

  ②为了测量电子的回旋频率ωc, 还在半导体上再加一个交变电磁场(频率为微波~红外光),当电磁场的频率ω等于回旋频率ωc时即发生共振吸收;如测量出共振吸收时的电磁场频率ω=ωc和 磁场B, 即可求出mn* 。具体进行测量时, 往往是固定交变电磁场的频率, 然后改变磁场B (大约为零点几特斯拉) 来观察共振吸收现象。同时为了观察到明显的共振吸收峰, 要求半导体样品比较纯净, 而且一般是在低温下进行。

 

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焼なましとは、鋼の結晶粒度を調整し、軟らかくする操作で、その目的に よって種々な方法があります。いずれの場合も、

①A3又はA3-1変態点以上+50℃に加熱し、完全にオーステナイト化させます。

②Ar1 点直下(約700℃)でオーステナイトをパーライトに変態させます。

(1)完全焼なまし

一般的に焼なましと云えば、この 完全焼なましのことを云います。変態点以上+50℃

の温度に加熱した後、約25~40℃/h以下の温度で炉冷します。冷やし方は炉冷です が、室温までゆっくりと冷やす必要はありません。臨界区域(約550℃)位まで炉冷したら、炉から取り出し後が空冷で良いのです。ただし、残留応力を嫌う 場合は、400℃位まで徐冷すると良いでしょう。

(2)等温焼なまし

等温冷却を利用する方法です。TA温度から約 600℃(S曲線の鼻より高い温度)に保った等温炉に入れ、等温変態が終了した後、取り出して空冷します。この処理は短時間で操作が完了でき、また、炉の 循環的な利用も可能です。

(3)球状化焼なまし

パーライト中のセメンタイトを又は網状セメンタイトを球状化させるための 焼なましです。球状化の方法には、

①Ac1点直下又は直上の温度に長時間加熱した後、ゆっくり冷やす方法。

②Ac1点の 直上まで加熱し、Ar1点直下まで冷却を数回繰返し行う方法。

③簡単に球状化したい場合、また、構造用鋼など球状化がし難い鋼は、一度焼 入れを行い、高温(650~700℃)で焼戻しを行うと比較的球状化が容易にできます。

(4)応力除去焼なまし

冷間鍛造 や圧延、溶接、鋳造品などの残留応力を除去し、軟化させたり、ひずみを少なくするための処理で、一種の低温焼なましです。加熱温度は鋼の再結晶温度(約 450℃)以上、A1変態点以下の温度です。通常は550~650℃が多く用いられています。冷却は徐冷(炉冷)が良いが、450℃以下は空冷でも効果的 です。また、焼入変形を少なくするための前処理としての効果もあります。

金属組織について(2)

一般的な熱処理について お話をしましたので、それらの処理によって生じた金属組織について、前に記述しなかった組織を概略解説しましょう。

スッテダイト

り ん化鉄(Fe3P)と含りんオーステナイトの共晶を云います。熱処理では直接関係がありませんので省きましたが、片状黒鉛鋳鉄中の含りん共晶は、このスッ テダイトです。また、Pを多く含む炭素鋼にも現れることがあります。

レデブライト

鉄鋼材料を融液から冷却してくると、 1148℃でオーステナイトとセメンタイトが同時に晶出します。この共晶をレデブライト又はウエストと呼んでいます。レデブライトのC量は4.3%です。

複炭化物

FeとC、Mo、W、V、Crなど2種類以上の元素が化合してできた金属間化合物を複炭化物と云います。ダイス 鋼(SKD)や高速度鋼(SKH)などの高合金鋼に多く存在する炭化物で、M3C、M6C、M23C6などがあります。Mは(FeCr)、(FeMo)な ど添加した金属元素を表します。

繊維状組織

冷間で加工し塑性変形を与えれば、結晶粒は加工方向に繊維状に伸び、加工度が 大きくなると結晶粒は繊維を束ねたような組織にあります。このように加工方向に伸びた組織を繊維状組織と云います。この組織は、伸びた方向と直角方向では 強度がかなり違います。このような組織は再結晶温度以上に加熱すれば元に戻ります。

トルースタイト

焼入れによって得られ たマルテンサイトは、α鉄に多量のCが固溶したもので、硬くてもろい性質があります。これを粘い性質にするために、Cを吐き出させる必要があります。約 400℃に加熱(焼戻し)すると、硬いマルテンサイトからFe3Cの形でCを吐き出します。この組織がトルースタイトです。フェライトとセメンタイトの混 合組織で、マルテンサイトに次ぐ硬さです。ばね性もありますが、さびやすいのが欠点です。フランスのトルーストによって発見されました。硬さは400HV 程度です。

ソルバイト

この組織もフェライトとセメンタイトの混合組織です。マルテンサイトをトルースタイトよりもさらに 高い温度(550~650℃)で焼戻しをすると得られます。Fe3Cがやや粗大化し、トルースタイトよりもさらに凝集した模様を呈します。軟らかくショッ クに強いため、じん性が要求される機械部品に多用されています。また、窒化や高周波焼入れの前処理として施されます。イギリスのソルビーが命名したもの で、硬さは270HV位です。

ベイナイト

オーステナイト化した鋼を焼入れする際、Ar′変態とAr″変態の中間の温度で 等温処理すると、得られる独特な組織です。等温処理温度が高い(450~550℃)場合は、黒色の羽毛状(パーライトに近い)の組織が、また、比較的Ms 点に近い温度で処理すると、針状(マルテンサイトに近い)の組織となります。羽毛状を上部ベイナイト、針状を下部ベイナイトと云います。いずれのベイナイ トも、硬さが同一ならば通常の焼入れ・焼戻し材よりも粘り強い性質を持っています。米国のベインが発見したのでこの名前が付いています。

表 面改質熱処理

前述したごとくバルク材の表面も内部も同時に、目的とする特性に変える処理を一般熱処理と呼びましたが、ここでは表面のみを 改質する熱処理、特に表面硬化熱処理について概略解説しましょう。

表面硬化の種類

表面硬化処理には物理的硬化法と化学的 硬化法の2つがあります。物理的な硬化法は、表面の化学成分を変えることなく、焼入れだけで硬くする方法です。高周波焼入れ、炎焼入れ、レーザ焼入れなど があります。化学的な方法は、表面の化学組成を変えて、硬化させる方法で浸炭、窒化、浸硫窒化、ボロナイジング、拡散浸透処理などがこれに該当します。い ずれの場合も表面を硬くし、耐摩耗性、耐疲労性、耐食性、耐熱性などの向上が目的ですが、これらの処理のどれを選ぶかは、母材との兼ね合いもあって大切な 問題の一つです。

物理的硬化法

高周波焼入れ(JIS記号HQI)

高周波誘導加熱によって鋼を焼入れする 場合、コイルと被加熱物に流れる電流は、周波数が高くなるにしたがい、それぞれの表面に集中してくる性質があります。この現象を表皮効果と呼んでいます。 コイルと被加熱物に流れる電流は、向きが互いに反対方向であり、周波数が高くなるとこの表皮効果によって、反対方向の電流がますます接近して流れるので電 気抵抗が少なくなります。被加熱物の表面のみが発熱するのはそのためです。電流の流れる表面の深さ(d)と周波数(f)との間には、次のような関係式があ ります。

d=5.03×103√ρ/(μ・f)

ただし、d:透過深さ(cm)、ρ:固有抵抗(μΩ・cm)、f:周波 数、(Hz/sec)、

μ:透磁率

つまり、簡単に云えば電流の周波数が高くなるほど、加熱深さが浅くなります。例えば周 波数10KHzの時は焼入れ深さは5mmとなります。表15に高周波発生装置の種類と特徴を示しましたが、現在では周波数の範囲が広い、サ イリスタインバータ式の発振機が多用されています。高周波焼入れの特徴は、

(1)直接加熱ですから熱効率が良く、作業時間が短い。

(2) 局所焼入れが可能で、硬化層深さの選定も比較的容易である。

(3)短時間加熱、急冷処理のため酸化、脱炭、変形が少ない。

(4) 作業の標準化、自動化が容易である。

(5)急熱、急冷のため表面に大きな圧縮残留応力が生じ、耐摩耗性のみならず耐疲  労性も向上する

などが挙げられます。

高周波焼入加熱は、コイルによって行われますので、被加工品の寸法、形状に適したコイルの作成が重 要です。コイルの種類には外面用、内面用、平面用などがありますが、コイルの選定は経験的な要素が多々あります。

高周波焼入れは、一般的 に機械構造用炭素鋼及び低合金鋼が多く用いられていますが、急速加熱のため、炭化物が十分固溶しない内に温度が上昇し、Ac3変態点は鉄-炭素系状態図の 場合よりも若干高くなります。したがって、高周波焼入れ硬さは、焼入れ前の素地組織によって大きく影響されます。ソルバイト組織のものは炭化物が十分に固 溶しますので、焼入れ硬さは高くなります。硬さの表示は有効硬化層深さと全硬化層深さの2つがあります。有効硬化層深さは50%マルテンサイト(これを ハーフマルテンと呼んでいます)までの深さに該当し、鋼のC%によってその限界硬さが決められています。また、全硬化層深さは母材の硬さまでの深さを採用 しています。

冷却剤は水溶性冷却液が一般的に多く用いられ、冷却方法は大きな冷却速度が得られる噴射式が多用され、クランクシャフト、歯 車、カム、ロール、シリンダライナなどに施されています。

炎焼入れ(JIS記号HQF)

アセチレンガス、都市ガス、プロ パンガスなどと酸素との火炎によって、鋼の表面のみを加熱し、焼入れする操作です。高周波の場合は誘導電流によって自己発熱する内熱式に対し、炎の場合は 外熱式です。いずれにしても耐摩耗性や耐疲労性の向上を目的とした処理です。特徴としては、

(1)被処理品の形状や寸法に制限を受けな い。

(2)局所焼入れが可能で、硬化層深さの選定も比較的容易である。

(3)急速加熱、冷却のため酸化、脱炭、変形が比 較的少ない。

(4)肉薄部品の局所焼入れは不向きである。

などが挙げられます。

焼入れ用の炎は、中性炎 を用い最高温度の部分を利用します。また、高周波焼入れのコイルと同様に、炎焼入れにおいては火口の設計が重要なポイントです。火口は燃料ガスの種類や被 加熱物の形状、大きさ、焼入れ硬化深さなど目的によって設計が変わり、ガスと酸素の混合形式から、元混合形、先混合形に、また、炎の形成上から孔及びス リットがあります。なお、用いる鋼は高周波焼入れの場合と同じであり、有効硬化層深さも同じと考えて良く前表を採用しています。また、表面硬さは大体次式 によって推定ができます。

HRC=15+C Cは(%×100を表します)

高周波の場合も同様ですが、焼入れした後は必 ず焼戻しを行います。

レーザ焼入れ

レーザ焼入れは、高エネルギー密度のレーザビームを鋼部品の表面に照射して加熱し、自 己冷却作用によって焼入硬化させる方法です。レーザ発振装置には炭酸ガスレーザ、YGレーザ、プラズマレーザ、エキシマレーザなど色々ありますが、焼入れ に用いているのは、炭酸ガスレーザが多いようです。レーザビームによる加熱は超急速であり、また、焼入れも冷却剤は用いず自己冷却です。したがって、短時 間に小さい面積で局所焼入れができ、ひずみの発生も少ない利点があります。一般的に焼入れ後は焼戻しを行いません。

電子ビーム焼入れ

電 子ビーム焼入れは、真空中で電子ビームを被処理物の表面上を走らせながら加熱し、自己冷却によって焼入れる方法です。真空を用いる不便さはありますが、酸 化や脱炭などが無く良好な結果が得られます。また、比較的熱効率も良く、今後機械部品の小局所表面焼入硬化に多用されることと思います。

化 学的硬化法

浸炭(JIS記号HC)

低炭素鋼(通常肌焼鋼と云っています)の表面にCを浸透拡散させ、高炭素としたのち、 これを焼入れして表面を硬くする方法を浸炭と呼んでいます。浸炭焼入れには固体浸炭、液体浸炭、ガス浸炭の3種類がありますが、色々な理由から現状ではガ ス浸炭焼入れが主流です。表17は各種の方法について特徴を示したものです。いずれの場合も、表面が硬く内部が軟らかいため、耐摩耗性、耐 疲労性に優れています。使用鋼は一般的に低炭素鋼が用いられ、次のような条件を満たしていることが必要です。

(1)浸炭温度に加熱した 際、結晶粒の粗大化を起こさないこと。

(2)硬化層の硬さが高く、耐摩耗、耐疲労、高じん性を有すること。

(3)内部の 被硬化部においても、結晶粒が粗大化せず、高じん性を有すること。

(4)浸炭を阻害する元素が少なく、遊離の炭化物を作る元素が含まれて いないこと。

(5)加工性が良く、価額も安いことなどが挙げられます。

固体浸炭(HCS)

固体浸炭は、 浸炭箱に処理品と木炭を主成分とした浸炭剤を積め、ふたで密閉をして行う処理です。この方法は各種の浸炭法の中で最も歴史が古く、炉の設備や作業法も簡単 ですが、常に品質を一定に保つことが難しく、また、作業環境も悪いことから現在ではあまり行われていません。浸炭機構は基本的には、ガス浸炭の場合と同じ です。箱内に詰められた浸炭剤は箱内に存在する酸素と反応し、炭酸ガス(CO2)となり、さらにCO2は炭素と反応して、一酸化炭素(CO)となります。

C+O2→CO2

C+CO2⇔2CO

このCが鋼の表面で分解して(C)となります。この(C)は通常の Cと異なり、活性化炭素と云っています。実際には

          Fe+2CO→[Fe-C]+CO2

によって浸炭 が行われます。

液体浸炭(HCL)

青酸カリ、青酸ソーダなど青化物を主成分とする塩浴を用い、約900℃に加熱した浴中 に処理品を浸漬して浸炭します。浸炭層のコントロールは処理時間と温度によって行い、低温で短時間の場合は薄い浸炭層が、また、高温で長時間になると厚い 浸炭層が得られます。しかしながら、シアン公害の問題から最近では斜陽傾向にあり、シアンを含まない液体浸炭も開発されています。

ガス浸 炭(HCG)

天然ガス、都市ガス、プロパン、ブタンガスなど変成した浸炭性ガスあるいは液体を滴下し発生した浸炭性ガス中で処理品を加熱 し、浸炭を行う方法です。ガス浸炭には一般的なガス浸炭の他真空炉を用いた真空浸炭、プラズマを利用したプラズマ浸炭(イオン浸炭とも云っています)、ま た、メタノールなどの液体を浸炭炉内に滴下し、その分解ガスによって浸炭を行う滴注式浸炭法などがあります。現在では特別な場合を除き、品質管理、生産 性、公害などの観点から、このガス浸炭法が汎用されています。浸炭機構は固体浸炭の場合と同様です。ガス浸炭処理で最も留意すべき点は粒界酸化の問題で す。できるだけ粒界酸化を防ぎ、また、残留オーステナイトの生成を抑えることが大切です。従来の浸炭は表面の炭素濃度を共析組成(0.78%)とし、焼入 れによって得られたマルテンサイトにより耐摩耗性の改善を図っていましたが、この状態では、摩擦熱による温度上昇や高い温度雰囲気中で使用する場合など は、軟化現象が生じ寿命が低下することがあります。このような現象を防止する目的から、表面近傍の炭素濃度を3%前後まで上昇させ、球状化して分散させた 炭化物分散浸炭なども行われています。

浸炭窒化

浸炭と同時に窒化処理も行う方法です。古くは青酸ナトリウム(NaCN) や青酸カリ(KCN)を主成分とする塩浴を用い、750~850℃で処理していたものが、これに相当し液体浸炭窒化と呼ばれていました。シアンを用いるこ の方法も、前述のシアン公害の問題から斜陽傾向にあります。しかしながら、ガスによる浸炭窒化の場合は、比較的焼入性の低い材料に適用でき、若干残留オー ステナイトが生成し易いが、通常浸炭よりも低温で処理が可能なため、利用頻度が多くなってきています。この処理法は通常のガス浸炭性ガス雰囲気中に 0.5~1.0%のアンモニア(NH3)を添加し850℃前後の温度で行います。

窒化処理

窒化処理は鋼の表面に活性化窒 素(N)を浸透させて、表面を硬くする方法です。鋼の表面にNが入ると表18のような窒化物を作ります。この窒化物は非常に硬いため、処理 状態で用います。したがって、浸炭のような焼入れ操作は必要としません。処理温度はA1変態点以下のα-Fe区域(510~570℃)です。処理温度が低 いため焼割れや焼ひずみの心配もありません。鋼中に入るNはアンモニアなどが熱分解してできた発生期のNが必要で、この窒素と親和力の強いAl、Cr、 Moなどが鋼中に存在していることが重要です。特にCr、Moは不可欠成分です。JISで規定されているSACM645はAl、Cr、Moが含まれている 窒化専用鋼です。もちろんSCMやSKDなども窒化処理を行って用いています。

表面に生成される窒素化合物は前述したFe2N、 Fe2-3N、Fe4Nであり、白層と呼ばれている最表面の相はFe2-3Nです。いずれにしても、調質をしてから窒化処理をするのが基本です。なお、窒 化防止にはSnめっき又はNiめっきなど行います、これをマスキングと云っています。

窒化硬化層深さには全硬化層深さと実用硬化層深さの 二つがあります。全硬化層深さは測定が困難なため、母材の硬さよりも50HV高い、実用硬化層深さのほうが良く採用されています。

ガス窒 化(HNTG)

1923年、A.Fryによってアンモニアの分解ガスを用いたのが最初です。500~550℃に加熱したアンモニア分解ガ ス中で、50~150時間処理します。この時のアンモニアの分解率は30%前後にします。この処理によって深さ0.2~0.3mm、 1000~1200HVの硬さが得られます。耐摩耗性、耐食性に優れた特性が得られますが、処理時間の長いのが欠点です。

プラズマ窒化 (イオン窒化)

窒化時間の長いのを補う目的で開発されたのがプラズマ窒化です。イオン窒化とも呼んでいます。この処理は低減圧の真空中に より、放電によって行うガス窒化の一種です。図36に示すごとく、処理物を陰極、容器を陽極とし0.5~10Torrの真空中で約500V の電圧をかけ放電を行います。この時アンモニアを導入すると窒化が行われるのです。窒化時間は数時間で良く、ガスも節約でき公害もありません。また、処理 温度は450~570℃です。処理雰囲気には窒素と水素の混合ガスが多く用いられています。

塩浴軟窒化(HNTT)

塩浴 軟窒化の代表的な処理はタフトライドです。この処理は青酸カリや炭酸カリなどをチタンるつぼに入れて溶融し、この中に空気を吹き込みながら処理を行う方法 です。処理温度は570℃前後、時間は30~240分程度、加熱後は油冷か水冷を行います。用いられる鋼はオールマイティと云っても過言ではない位全ての 材料に適しています。ただ、シアンの問題があり、最近ではシアン公害をゼロにした処理も開発されています。ガス窒化やプラズマ窒化と大きく異なる点は、後 述するガス軟窒化と同様に、窒素と炭素が同時に侵入し、炭窒化物が形成されることです。写真14は塩浴軟窒化処理鋼の一例です。

浸 硫窒化

窒素と硫黄を同時に侵入拡散させる処理です。塩浴軟窒化性浴の中に硫黄化合物を添加し、窒素化合物と硫黄化合物を同時に鋼表面に生 成させる方法です。この処理には高濃度のものと低濃度の処理があり、また、比較的低温で行う電解浸硫窒化処理も行われています。いずれの場合も耐摩耗性と 耐焼付き性が改善されます。

ガス軟窒化

軟窒化をガスによって行う方法で、公害は全くありません。この処理にはアンモニア ガスと浸炭性ガスを混合して使う場合と、尿素を分解して用いる方法とがあります。

アンモニアガスと浸炭性ガスを1:1の割合で混合して用 いる軟窒化は、ガス軟窒化の主流です。この他窒素ガスベースのものもあります。また、尿素の熱分解で生じたCOとNで軟窒化を行う方法もあります。処理温 度や時間は他の軟窒化法と同じです。写真15は金属組織であり、表面の白層がε窒化物(Fe2-3N)です。

ボロナイジン グ(ほう化処理)

鋼の表面にFeB(約2000HV)、Fe2B(約1600HV)のボロン化合物を生成させ、これらの持つ高い硬さ値と 非金属的物性によって耐摩耗性、耐焼付き性の改善を図る処理をボロナイジング又はほう化処理と呼んでいます。処理方法には固体、液体、気体の3通りがあり ます。いずれも日本では余り行われていませんが、ヨーロッパでは耐摩耗部品や金型類に汎用されています。最表面には処理方法と条件によって異なりますが、 反応生成物としてFeB、Fe2Bが生成されます。耐摩耗性の観点からはFe2B単相の方が好ましいです。処理温度は1000℃ 前後の高温で行われるため、ひずみの発生があります。これらを考慮して処理することが大切です。

炭化物被覆処理

炭化物被 覆処理法にはPVD(物理的蒸着法)やCVD(化学的蒸着法)のようなドライコーティング、TRD(VC炭化物コーティング)のようなウエットコーティン グの2通りがあります。いずれの場合も鋼表面に硬い炭化物あるいは窒化物を生成させる方法です。PVDやCVDには色々な方法があり、硬質皮膜もTiN、 TiC、TiCN、TiAlNなど、また、硬質皮膜のみならず光学的、物理的皮膜が種々検討され、すでに実用化されている皮膜も少なくありません。また、 TRDは表面に硬いVC炭化物を生成させるもので、すでに実用化され金型など広範囲で使用されています。この処理は、素地と炭化物層の相互拡散によって密 着強さが高く、はく離を起こし難い特徴がありますが、高温処理のため大きなひずみが発生しやすく、この問題解決にはある程度の経験が必要です。なお、最近 ではα区域の低温で炭窒化物被覆する方法も開発されています。

水蒸気処理(ホモ処理)

鉄には一酸化鉄(FeO)、三酸化 鉄(Fe2O3)、四酸化鉄(Fe3O4)の3種類の酸化鉄があります。FeOは白さび、Fe2O3は赤さび、Fe3O4は黒さびと云われています。 Fe3O4は多孔質で硬く、耐食性に富んでいるので表面改質に利用されます。この膜を作るのには水蒸気を用います。赤さびが生じないように、加圧水蒸気を 350~400℃に予熱した後、500℃前後に加熱した過熱水蒸気を処理品に通じるとFe3O4膜ができます。温度が高すぎたり、時間が長すぎたりすると Fe3O4はFe2O3に変化してしまいますので注意をして下さい。ます。

 

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BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

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鋼を標準状態、つまり、ノーマルな状態にする処理です。前加工の影響を除 き、結晶粒を微細にし機械的性質の改善を目的としています。処理方法は、

①A3又はAcm変態点以上+50℃に加熱し、完全にオーステナ イト化させます。

②冷却は空中放冷です。

(1)普通焼ならし

所定の温度から常温まで、大気中で放冷する 操作を普通焼ならしと云います。冷却は大気放冷で十分であるが、大気の状態、気温、風向き、部品の大きさなどによって、所定の硬さが得られない場合があり ます。特にNiを含んだ構造用合金鋼は自硬性が強いため、軟化しないことがあります。このような場合には、焼戻しによって目的とする硬さにしなければなり ません。この操作をノル・テンと云います。

(2)等温焼ならし

S曲線の鼻の温度に相当する等温炉に挿入し、

等 温変態が終了した後取り出して空冷を行い

ます。鼻までの冷却時間は速い方が良く、熱

風冷却が用いられます。この処理は鋼 の被切

削性を向上させるのに有効です。別名をサイ

クル・アニリーングとも呼んでいます。

 

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(3)小Lot生産~大量発注対応供給

(4)オートメーション整備調達

(5)スポット対応~流れ生産対応

弊社の 全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web  www.tool-tool.com  for more info.

 

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この処理は鋼を硬く、強くするために行う熱処理です。硬く焼きを入れるに はオーステナイト化温度から急冷を行うことが必要です。急冷をクエンチング、硬くすることをハードニングと云いますが、急冷が必ずしも焼入れではありませ ん。急冷しても硬くならない時は水靱処理(SC、MnH材)とか固溶化熱処理(SUS304材)とか呼んでいます。したがって、焼入れの場合はクエンチン グ・ハードニングと呼ぶのが正解でしょう。なお、焼入れのルールは、

①A3又はA3-1変態点以上+50℃に加熱し、十分にオーステナイ ト化させます。

②臨界区域を急冷し、危険区域は徐冷します。オーステナイト化温度は、焼入れルールの内で最も大切なのは急冷方法です。臨 界区域のみを急冷し、危険区域は徐冷する。そのためには、種々知恵を出さなければなりません。臨界区域を速く冷やすには水や油を使いますが、水は危険区域 までも速く冷やし、焼割れや変形が生じやすくなります。油では火災などの危険性もあります。そこで最近ではポリマー焼入冷却剤が活用されていますが、オー ルマイティではありません。焼入冷却のコツとして、割れず、硬く焼入れるには〔速く、ゆっくり〕冷やすことです。どうしたら良いでしょう。ここが熱処理屋 のノウハウなのです。

(1)引上げ焼入れ

速く、ゆっくり冷却を行う方法は、引上げ焼入れです。時間焼入れとも云っていま すが、これはオーステナイト化温度から焼入液の中に投入後、ある時間経過したところで引上げてゆっくり冷やす方法です。焼入液の中に漬けておく時間は、液 の種類と処理品の大きさによって違いますが、大体の目安は、

     水焼入れ:品物の直径3mmにつき1秒間水浸漬

油 焼入れ:品物の直径3mmにつき3秒間油浸漬

(板厚の場合は浸漬時間は50%増)

です。浸漬後は引上げて空冷で良いので すが、水の場合は空冷よりも油冷が効果的です。

(2)マルテンパー

この方法は〔割れず、硬く、曲がらず〕焼きを入れるの に、最も適した処理方法の1つです。油又は塩浴をMs点の温度付近に保ち、この熱浴に焼入れし、表面と内部が同じ温度になった頃見計らって引上げます。

(3) オーステンパー

マルテンパーよりもさらに高い温度(300~500℃)の熱浴を用い、この中に焼入れを行い変態が完了したら引上げて空冷 を行います。この処理はS曲線を上手に使うことと、部品を変態終了まで保持しなければならないため、あまり大物は処理できません。得られる組織をベイナイ トと云い、焼戻し無しでも相当硬く、また、じん性があります。S曲線の鼻直下のオーステンパーで得られる組織を上部ベイナイト、Ms点に近いところでベイ ナイト変態を起こさせた組織を下部ベイナイトと呼び、硬さは処理温度が低い方が大きな値を示します。

焼入れの注意事項

(1) 焼入冷却液

焼入冷却液の種類と性能には、水、油、熱浴種々ありますが、水は冷たく人肌以下に、油は熱く80℃程度が常識です。水が人肌以 上になると冷却速度が小さくなり硬くなりません。また、油は温度が低いと粘性が高くなり、冷却速度が遅くなります。油の場合はホットクエンチと云って、 120~150℃程度に温度を上げて用いていることもあります。これは焼入ひずみが少なくなるので、精密部品の焼入れなどに利用されています。焼入冷却液 の冷却能力は、撹拌の程度によっても異なります。均一に急速冷却するためには、工夫をし十分に撹拌する必要があります。まず、真っ赤に加熱された鋼を冷却 剤中へ投入します。鋼に触れた液体の表面は、沸点まで温度が上昇しますが、この一瞬の間鋼の表面は熱を奪われますから、温度がわずか下がります。続いて鋼 の表面は薄い蒸気膜で全面が覆われます。この蒸気膜は断熱の働きをするため、冷却は緩やかとなります。この段階を蒸気膜段階と云います。さらに鋼に触れて いる部分は、猛烈に沸騰を始め蒸気の泡が出ます。この蒸気が鋼から離れるとき熱を奪い冷えてくるのです。この段階を沸騰段階と呼んでいます。また、冷え始 める時の温度を特性温度と云っています。この段階は非常に重要で、焼きが入るか否か、つまり前述した臨界区域に相当するところです。なぜ均一に十分撹拌し なければならないか、理解をして頂けたと思います。さらに鋼の温度が下がり、約400℃位になると沸騰もおさまり、対流をし始め冷却が緩やかになります。 この段階を対流段階と云います。この後の冷却でマルテンサイト変態が開始するのです。この段階が速いと焼割れや焼ひずみが生じやすくなります。また、同じ 液でも部品の形状や大きさによって、冷え方が異なります。焼入れに当たっては、この冷え方を十分に頭に入れて、各部が一様に冷えるよう考えましょう。

(2) 焼入硬さ

焼入れを行うと硬くなります。工具鋼材の場合はW、Cr、Vなどの合金元素によって変わりますが、構造用鋼の場合は、含まれてい るC%の量のみによって変化し、合金元素には影響されません。つまり、構造用鋼の場合は、

最高焼入硬さ(HRC)=30+0.5C%(フ ル・マルテン)

最低焼入硬さ(HRC)=20+0.5C%(ハーフ・マルテン)

例えばS45Cの場合には、

最 高焼入硬さ(HRC)=30+0.5×45=53

最低焼入硬さ(HRC)=20+0.5×45=43

になります。この関 係式はSCM435などの場合においても同じです。

(3)焼入深さ

焼きがどの程度の深さまで入ったかは、含まれている化 学成分によって大きく影響されます。この焼入深さを左右する性質を焼入性と云います。焼入性に最も影響を及ぼすのがC%です。次はB、Mn、Mo、Crに 順で影響をしますが、SiやNiはそれほど影響をしません。また、焼入性にはオーステナイト化温度における結晶粒度の大きさも影響します。結晶粒が粗いほ ど焼入性が大きく、深く硬化します。一般的に焼入性が大きい鋼(特殊鋼)は油焼きで十分硬くなりますが、小さい鋼(炭素鋼)は水焼入れでなければ硬くなり ません。

④質量効果:同じ成分の鋼でも太さや厚みが異なると、硬さが入り難くなります。つまり、硬さと深さは鋼材の質量によって変化する のです。これを焼入れの質量効果と呼んでいます。質量効果が大きいと云うことは、鋼材の大きさによって硬化の差が大きいことを意味し、大物になるほど焼き が入りにくと云うことになります。また、逆に質量効果が小さいと云うことは、質量による影響が小さく、大物まで良く焼きが入ると云うことになります。一般 的に炭素鋼は質量効果が大きく、特殊鋼は小さいと云えましょう。

 

歡迎 來到Bewise Inc.的世界,首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力,我們是提供專業刀具製造 商,應對客戶高品質的刀具需求,我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求,我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質,這是現有相關技術無法比擬的,我們成功 的滿足了各行各業的要求,包括:精密HSS DIN切削刀具協 助客戶設計刀具流程DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計超高硬度的切削刀具醫療配件刀具設計複合式再研磨機PCD地板專用企口鑽石組合刀 具粉末造粒成型機主機版專用頂級電桿PCD V-Cut捨棄式圓鋸片組粉末成型機主機版專用頂級電汽車業刀具設計電子產業鑽石刀具木工產業鑽石刀具銑刀與切斷複合再研磨機銑刀與鑽頭複合再研磨機銑刀與螺絲攻複合再研磨機等等。我們的產品涵蓋了從民生 刀具到工業級的刀具設計;從微細刀具到大型刀具;從小型生產到大型量產;全自動整合;我們的技術可提供您連續生產的效能,我們整體的服務及卓越的技術,恭 迎您親自體驗!!

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Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting toolaerospace tool .HSS  DIN Cutting toolCarbide end millsCarbide cutting toolNAS Cutting toolNAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end milldisc milling cutter,Aerospace cutting toolhss drillФрезерыCarbide drillHigh speed steelCompound SharpenerMilling cutterINDUCTORS FOR PCDCVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) Core drillTapered end millsCVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden FingerPCD V-CutterPCD Wood toolsPCD Cutting toolsPCD Circular Saw BladePVDD End Millsdiamond tool. INDUCTORS FOR PCD . POWDER FORMING MACHINE Single Crystal Diamond Metric end millsMiniature end millsСпециальные режущие инструменты Пустотелое сверло Pilot reamerFraisesFresas con mango PCD (Polycrystalline diamond) ‘FresePOWDER FORMING MACHINEElectronics cutterStep drillMetal cutting sawDouble margin drillGun barrelAngle milling cutterCarbide burrsCarbide tipped cutterChamfering toolIC card engraving cutterSide cutterStaple CutterPCD diamond cutter specialized in grooving floorsV-Cut PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert PCD Diamond Tool Saw Blade with Indexable InsertNAS toolDIN or JIS toolSpecial toolMetal slitting sawsShell end millsSide and face milling cuttersSide chip clearance sawsLong end millsend mill grinderdrill grindersharpenerStub roughing end millsDovetail milling cuttersCarbide slot drillsCarbide torus cuttersAngel carbide end millsCarbide torus cuttersCarbide ball-nosed slot drillsMould cutterTool manufacturer.

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(3)鎢鋼エンドミル設計

(4)航空エンドミル設計

(5)超高硬度エンドミル

(6)ダイヤモンドエンドミ ル

(7)医療用品エン ドミル設計

(8)自動車部品&材料加工向けエンドミル設計

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焼戻しとは焼入れ又は焼ならしを行った鋼について、硬さを減少させ粘さを 増加させる目的で行う熱処理です。一般的に焼戻温度は粘さを目的とする構造用鋼などの場合は、400℃以上の温度で、また、硬さを必要とする場合には 200℃前後の温度です。高温の場合を高温焼戻し又は調質、低温の場合は低温焼戻しと呼んでいます。なお、焼ならしの後に行う場合はノル・テンと云ってい ます。いずれの場合も、

①A1変態点以下の温度で加熱します。

②SKD、SKH材を除き、高温焼戻しの場合は急冷、低温 焼戻しは空冷です。

焼戻しは原則として、焼入れ直後に行います。焼入れ後長時間放置しておくと、置割れが発生する場合があるからです。焼 戻保持時間は1時間程度を標準にしていますが、長時間1回行うことよりも、短時間で2~3回繰返し行う方が効果的です。また、焼戻し温度においては、ぜい 性を起こす温度があるから、注意をする必要があります。

    低温焼戻ぜい性=300~400℃

(鋼材特有な性質です からこの温度では絶対に行ってはいけません)

高温焼戻ぜい性=550~650℃

(空冷を行うと生じます。加熱温度から必 ず急冷をしましょう)

(1)低温焼戻し

高い硬さと耐摩耗性が要求される工具類やゲージ類には、この低温焼戻しが行われな ます。焼戻温度は150~200℃であり、保持時間は1時間が原則です。低温焼戻しによって、硬くてもろい焼入マルテンサイトが、粘い焼戻マルテンサイト に変化します。また、焼入れによるストレスが除去でき、経年変化の防止、研磨割れの防止、耐摩耗性の向上などに役立ちます。

(2)高温焼 戻し

高温焼戻しは強じん性が要求されるシャフト類、各種の歯車類、また、SKHやSKDなどの工具類に適用されます。強じん性を必要とす る場合には、550~650℃に1時間程度加熱し、高温焼戻ぜい性阻止のため急冷をします。得られる組織は約400℃焼戻しでトルースタイト、約600℃ でソルバイト組織となります。いずれの場合も基本的にはフェライトとセメンタイトの混合相です。また、焼戻硬化用の戻し温度は500~600℃で、冷却は 空冷です。この処理によって、焼入れによって残っていたオーステナイト(残留オーステナイト)がマルテンサイトに変態します。したがって、急冷では焼割れ と同じような割れを生ずる恐れがあるからです。1回目の焼戻しで残留オーステナイトをマルテン化させ、2回目で本来の意味の焼戻しと云うことになります。 つまり、硬化用では必ず2回以上は行う必要があります。

なお、焼戻温度と長さの関係には、3つの段階が考えられます。

第 1段階:80~160℃の範囲で収縮が起こります。これは正方晶のマルテンサイトの分解とFe2.3Cの析出が起こるためです

第2段 階:230~280℃の範囲で起こる膨張です。これは残留オーステナイトが下部ベイナイトに分解する過程です。残留オーステナイトが存在しない鋼やサブゼ ロ処理した鋼には現れません。

第3段階:300℃位に現れる大きな収縮で、立方晶のフェライトとセメンタイトが出現するため、大きな収縮 が起こります。また、一般的に硬さはセメンタイトが析出し、さらに凝集してくると低下する現象を示しますが、高速度鋼や合金鋼のような合金鋼は 500~600℃焼戻しにおいて上昇します。このようにある温度で硬さが上昇する現象を二次硬化現象と云っています。これは残留オーステナイトのマルテン 化と複炭化物の析出によるものです。なお、高温焼戻しで硬さが低下する度合いを、焼戻し軟化抵抗が大きい、小さいと表現をしています。したがって、Ⅳ形の 硬さ曲線を示す高合金熱間金型用鋼などは、高温での軟化抵抗が大きいといえましょう。

サブゼロ(深冷処理)

サブゼロ処理 は深冷処理とも呼ばれているもので、0℃以下の温度に冷やす処理です。焼入れした鋼中には多少(10~30%)に関わらず写真8に示す残留 オーステナイトが存在しています。このオーステナイトは置狂いや置割れの原因となるばかりでなく、硬さの低下もきたしています。したがって、0℃以下の温 度に冷やし、人為的にマルテンサイト化させる必要があります。サブゼロ処理はその1つの方法です。寒剤にはドライアイス、炭酸ガス、液体窒素などがありま す。ドライアイスとアルコール(メチル、エチルどちらも可)で約-80℃、炭酸ガスで-130℃、液体窒素では-196℃まで冷やすことができます。 -80℃程度までのサブゼロを普通サブゼロ、-130℃以下の温度を超サブゼロと云い、温度が低い方が耐摩耗性向上には効果的です。処理時間はその温度に なってから30分程度で良く、保持後は空冷でも良いが、水中か湯中に投入することがベターな方法です。これをアップ・ヒルクエンチングと云っています。処 理後は所定の焼戻しが必要です。

 

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【摘要】通常我們形容一個人意志之堅強,常用──如鋼鐵般。那麼鋼鐵倒底 有多強呢?它為什麼強呢?

在史料記載中,遠在古代中國及西方的大馬士革便已能製成犀利而強韌之鋼製刀劍。近代冶金學家們研究那些古物的結 果。發現其強度有時竟達10,600公斤/平方厘米(約150,000磅/平方吋。換言之截面積為一平方厘米之材料可以承受約一萬公斤的重量)。但是一直 到近數十年來,人們才逐漸地瞭解其中的原因,進而曉得控制鋼之強度的方法。而由一種所謂的藝匠狀態發展成為一種科學。

錯位的觀念

在進入正題之前,我們必須接受一個在金屬中極為重要的觀念。那就是“錯位”觀念(Dislocation亦稱差排,這名詞已在科月出現許 多次了)。我們知道金屬是其原子以規則狀堆排而成之晶體。於是根據晶體原子間之結合力,當可估計出該金屬之理論強度。不過就拿純鐵來說吧,計算出之理論強 度約在7×104至1.5×105公斤/平方厘米之間。但是實際上純鐵之強度僅有106公斤/平方厘米── 低了約一千倍左右。為了解釋這一現象,在1943年,一群物理學家們導入了所謂“錯位”的觀念。

錯位是一種晶體之線性瑕疵,也就是眾原子 之排列發生了錯亂。這種錯亂,使得晶體局部產生扭曲,因而能夠改變那透過金屬薄片之電子束(Electron Beam)之進行方向。所以我們可藉透視電子顯微鏡(Transmission Electron Microscope)來觀察呈黑絲狀的錯位。最常見的一種錯位是晶體內半個平面之原子“失蹤”。這種錯位易於敘述和解釋,如圖一所示。而這些錯位之易於 移動,使得實際上之晶體變得很“軟弱”──即在很小的應力之作用下,便承不住而變形。這種情形可舉一日常所見之慣例來解說之。在圖二中有一片大地毯,如果 地毯舖得相當的平,則我們要費很大的力量才拉得動整個地毯。就如需要極大的應力才能使沒有瑕疵的晶體變形一樣。假使地毯上有道隆起之脊背,當我們拉動此地 毯時,該脊背能順沿著地毯而移動。實際上,我們是在間接地將該脊背移動。自然我們所用之力較拉全平之地毯小得多。同樣的道理,很小的應力便能將晶體內之錯 位移動而使之變形。

(錯位之移動方式,就如接力賽般,由一個平面傳至次一平面)。圖二中之另一例子為蠶之移動,它的行進為身體弓成小丘 (局部)再「傳」至前頭,這種移動方式,對於它大概是最為省力吧!這個理論圓滿地解釋為何金屬之實際強度遠較理論值來得小。同時也說明了為何那幾乎無瑕疵 的晶體其強度幾能達理論值(例如細小的金屬單晶纖維)。由上所述,我們可得到一個結論,金屬強化的方法,便是要防止錯位之存在或是阻撓已存在著的錯位之移 動。值得注意的是,金屬之延性(Ductility)也是由於錯位之移動來決定。其與強度所不同的是趨勢相反──錯位愈容易移動,則延性愈高。所以我們常 須在強度與延性間作個妥協,以求得最適用之材料。

鋼之相變態

為說明鋼之強度,最好先解釋一下鋼之內部結構 及組成。鋼基本上為鐵與碳之合金,含碳量由0.01%至1.9%。通常可分為兩大類。普通鋼除碳外,尚含少量之矽,錳及硫等。合金鋼則含有少量之元素,如 鉻,鎳,錳,鉬,鈦,鎢或釩等。

鐵晶體在高溫時為較“開放”之面心立方晶(Face center cubic)。“開放”是指各原子間之空隙較大,因而能夠容納較多量之碳原子,而成為一種固溶體,稱之為沃斯田鐵(Austenite,亦名奧氏體)。當 它由高溫度冷卻至某一溫度而停留在該溫度時(通常此溫度仍相當高),則碳原子有足夠的移動性而形成碳化鐵,此碳化鐵與呈體心立方之肥粒鐵(Ferrite 亦名鐵素體)以交替片狀存在著,這種交替片狀之結構就被起個新名,叫做波來鐵('arlite亦名珍珠體)。通常緩慢冷卻時,亦能產生波來鐵。當沃斯田鐵 冷卻至較低溫度而停留於該溫度時,其碳原子之擴散與移動受到限制,因而形成粒狀之碳化鐵。呈粒狀之碳化鐵散佈於片狀之肥粒鐵內或其間。稱之為變韌鐵 (Banite亦名貝氏體)。如果我們將沃斯田鐵很快地冷卻至更低的溫度時,則碳原子來不及擴散出,而仍被捕留在形成之肥粒鐵內。體心立方晶之肥粒鐵,其 原子之間隙很小,故不能容納大多數之碳原子,因之形成一種過飽和之固溶體稱之為麻田散鐵(Martensite亦名馬氏體)。這種過程謂之馬氏變態 (Martensitic Transformation)。以上所述的各種名稱:沃斯田鐵,肥粒鐵,波來鐵,變韌鐵及麻田散鐵,不過是鋼因其處理方式不同而得之各種顯微組織。其形 成因素為含碳量,溫度與冷速度等。在圖三中,我們以一典型之“C”型曲線來表示其相互間之關係。沿著冷卻路 線1.所得之結果為波來鐵。沿著路線2.為變韌鐵。沿著路線3.為麻田散鐵。此地須注意者,合金元素之存在,能改變這種相互間之關係。

鋼 之強化法

前面已說過,要強化鋼就要設法阻撓錯位之移動或者根本消彌錯位之存在。可是後者既不太可能又不實際。因為照熱力學原理, 錯位或其他種瑕疵之存在,乃為不可避免者。除非晶體之顆粒極小。因此我們只得訴之於前者。一般說來,鋼之強化法有下列數種:

(1)增加碳 量──在極純之鐵中,當碳含量由.001%增至.005%時,則其強度可增加四倍之多。

碳原子在鐵晶體中之位置為嵌隙狀態 (Interstitial),即位在鐵原子堆排之夾縫間,而非為取代式(Substitutional)。這種狀態使得鐵晶體內之原子格間呈局部扭曲, 而有礙於錯位之移動。(金屬元素如鉻,錳,鎳等為取代式溶入鐵晶體;故其強化作用遠不及碳來得有效)。

(2)減小晶粒之大小──金屬是由 許多小晶體顆粒互相嵌組而成。當錯位在金屬內移動時,它不能跨越過晶粒界面,所以晶粒界面愈多,也就是晶粒愈細時,鋼之強度則愈高。如果將晶粒之大小減小 十倍,則強度之增加約為三倍。

(3)將金屬加工──例如錘擊,輥軋(Rolli-ng),鍛製(Forging)及擠壓 (Extrusion)等。其結果為增加錯位密度,而造成極複雜之錯位“密林”。這種“密林”之形成,將有效地阻礙其他錯位之移動。

(4) 在金屬內密佈極細而堅硬之粒狀物,如析出物等(Precipitates)──例如碳化鐵顆粒分佈在質軟的肥粒鐵內。這些顆粒之距離愈小,則錯位愈不易通 繞過,而金屬之強度則愈高。通常建築上所用之鋼大多為波來鐵或變鐵之結構,其強度約在2120至 10,600公斤/平方厘米之間,其強化原理即以此類為主。

(5) 急冷(Quench或謂淬火)成麻田散鐵──這是一種最重要之強化法。如前所述麻田散鐵為碳在肥粒鐵中之過飽和固溶體。實際上,由於碳原子之存在,原來為 體心立方晶之肥粒鐵被扭曲成正長方體。這種晶格之扭曲,使得錯位之移動受到妨礙。實驗上證明,麻田散鐵之強度與溶入其內碳含量之平方根成正比。同時,碳原 子亦能在淬火過程中,迅速集結於錯位上,而使後者不易移動。另方面,由於馬氏變態,晶體內必須產生多量的錯位或孿晶(Twinning)等瑕疵以適應這一 劇烈之組織結構變化。這些錯位之產生,如(3)所言,亦為強化麻田散鐵之一因素。鋼之含碳量在0.4~0.6%之間時,麻田散鐵之強度可達21200公斤 /平方厘米。圖四為典型麻田散鐵之顯微組織。左邊(甲)為光學顯微照相,圖中梭狀物即麻田散鐵。梭間之空白處為尚未變態之殘餘沃斯田鐵。右邊(乙)為透視 電子顯微照相我們可見梭狀之麻田散鐵分佈於充滿錯位之殘餘沃斯田鐵內。(黑絲狀物為錯位,麻田散鐵內之針狀密集為為孿晶)。

一般高強度鋼 (常指強度在14000 公斤/平方厘米以上者)之強化原理常為上述五種方法之組合。尤其脫不了第五種。接下去我們將介紹近十年內發展成的幾種重要的高強度鋼,同時也可進一步指出 上述強化法之相互關係及變通性。

高強度鋼

近年來有三大類新型鋼陸續出現。它們是沃斯變形鋼,麻時效鋼以及 變態致塑鋼。下面將分別予以簡述之。 

(1)沃斯變形鋼(Ausformed Steel):這是一類合金鋼,除了鐵及約0.4%左右之碳外,還加入鉻,鉬,鎳,釩等元素。這些合金元素作用之一是增加鋼由高溫淬火至低溫時形成大量麻 田散鐵的機會。也就是說將圖三中溫度與時間之曲線向右移動;第二個作用為將該曲線分為二條──高溫度時為波來鐵,較低溫度時為變韌鐵。沃斯變形法之過程為 將高溫之沃斯田鐵冷卻至一定溫度(通常在二條曲線之間),然後趁其在未變態成波來鐵或變韌鐵前,加工變形之,再冷卻成麻田散鐵。其過程如圖五所述。這類鋼 之強度可達14,000~28,000公斤/平方厘米。且延性亦很高,其強化原理為一些極複雜的因素相互作用。當將介隱之沃斯田鐵變形時(介於穩定與不穩 定狀態之間者,謂之“介穩”Meta-stable,此處指應起變態,但尚未變也),一方面產生高密度之錯位,另方面析出極細之碳化物(這是合金元素之第 三個作用,碳化物之種類則依元素之不同而異,例如碳化鉬,碳化鉻等)。當冷卻變態成麻田散鐵時,由於這些“微組織”的存在(在普通光學顯微鏡下看不到的金 屬內部結構細節,如析出物及錯位等,咸稱之為微組織),使得麻田散鐵之晶粒細小,同時其分佈亦為均勻,錯位密度亦為之增加。錯位密度之增加為最重要之強化 因素。換言之,沃斯變形法之作用在於加強馬氏變態之強化作用。圖六(甲)為經沃斯變形而得之麻田散鐵之電子顯微照相,顯示出極高密度之錯位。圖六(乙)為 同一區域之暗區照相圖。(暗區照相係利用折射之電子束照明所得之照相,這種方法之優點為能清晰地辨別微組織)。在右下角處,我們可以很清楚地見到極小的析 出物(直徑約為8×10-7厘米)。目前沃斯變形鋼之主要用途為製造汽車之彈簧板,飛機降落滑行輪架及火箭外殼等。

(2) 麻時效鋼(Maraging Steel):嚴格地說來,它不該稱作鋼,因為其成份幾乎不含碳。這是所有之高強度鋼中唯一不利用碳來加強麻田散鐵的一類。其典型成份,除鐵以外,為約 18-22%鎳,5%之鉬,0.5%之鈦,7%之鈷等。這種合金因為不含碳,所以淬火後之麻田散鐵,其質甚軟,故易於加工成所需之形狀。但是將它再以時效 處理時(Aging Treatment),例如在約480℃加熱數小時,則

冷卻後之強度可達21,200公斤/平方厘米以上。且其延性 較前述之沃斯變形鋼為高。經研究的結果,發現在時效處理時,依其成份之不同,能析出一種鐵與鉬,鎳與鉬或是鎳與鈦等的金屬間化合物 (Intermetallic compound,由兩種以上之金屬以簡單之原子比例所組成之化合物。如Fe2Mo,Ni3Mo 或Ni3Ti)。這些金屬間化合物生於麻田散鐵晶體內之錯位上而使其強化。圖七(甲)為淬火之麻田散顯微組織。圖七(乙)為經過 時效處理之顯微組織。我們可以見到後者密佈著“針狀”之析出物。麻時效鋼之用途見於製造承受高壓力之轉動機件部份,飛機降落滑行輪架以及火箭內盛液態氫之 容器等。其唯一缺點是因含高量之合金元素,故其價格相當昂貴。

(3)變態致塑鋼(TRIP Steel):TRIP為Transformation Induced Plasticity之縮寫,意義即為由於變態而導致塑性。一般的鋼,當其強度超過14,000公斤/平方厘米時,其伸長率(一種延性之表示)約在 10-15%之間。但是同強度之這一類鋼竟可高達20~40%間。一種TRIP鋼之代表成分為9%鉻,8%鎳,4%鉬,0.3%碳,餘量為鐵。這種鋼當它 仍為介穩狀之沃斯田鐵時,便予以加工變形。但不同於沃斯變形法者為它不繼續變態成麻田散鐵。加工變形之目的在於強化介穩之沃斯田鐵。這種沃斯田鐵之強度可 達21,200公斤/平方厘米。由於合金元素的關係,沃斯田鐵能停留於室溫中而不變態。這種鋼即為變態致塑鋼。它在受到應變時,沃斯田鐵能變態成為麻田散 鐵。例如此鋼在張力試驗中,因應變而生成麻田散鐵。(值得注意的是,通常麻田散鐵之生成係由於溫度之降低,但在變態致塑鋼中,麻田散鐵係因受應變而生。因 應變而生成麻田散鐵之現象,在別種介穩態之沃斯田鐵中也能發生。例如某些不銹鋼。這些不銹鋼同樣地也具高延性。但是,變態致塑鋼,由於加進了沃斯變形法所 產生之優點,故其強度遠大於普通之不銹鋼)。此麻田散鐵生成的量與應變值略呈拋物線形之關係。這種在應變時同時產生麻田散鐵之現象,使得材料之延性達極高 值。變態致塑鋼之發明,乃是因為對於延性之本質觀念作深入探討而得之結果。

通常之高強度鋼,其本身稍具易脆性(低延性值)。其原因為在張 力試驗時,材料之工作硬化率不夠補足其由於截面積減小而造成之應力增加,故引起塑性不穩性(Plastic instability)而產生頸縮現象。所以我們如能在張力試驗時以他種方式增加材料之工作硬化率,則自然地可以增加延性值了。(所謂工作硬化率 Work hardening rate乃指材料受力時,其內部之組織產生連續之扭曲而增加材料對變形之抵抗力)。當變態致塑鋼受應變時其所形成之質硬麻田散鐵能有效地阻礙錯位之移動,進而增加工作硬化率,增加延性而延遲頸縮之產生。如今變態致塑鋼雖然未正式做實際 之應用,但是

我們可以斷言,它在某些特別的運用中,尤其是同時需要高強度與高延性值時,它是一種值得優先考慮之材料。圖八(甲)為變態致 塑鋼之光學顯微照相,黑色條狀物為麻田散鐵。圖八(乙)為電子顯微照相,尖板狀物為麻田散鐵(應變約為16%)。

未來之展望

變態致塑鋼之發展,說明了現在材料之發展,已經漸離了過去摸索的階段──此種鋼乃是集錯位理論,連體力學以及合金原理等之大成而得之結 果。但這並不是到了極限,從圖九中我們可以見到變態致塑鋼僅觸及了一重要部份而已。從尚待探討之區域裏,我們將會發展出更強韌之鋼來。

 

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硬度简介:

硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它 是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高,耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

1.布氏硬度(HB)

以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面,保持一段时间,去载后,负荷与其压痕面积之比值,即 为布氏硬度值(HB),单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。

2.洛氏硬度(HR)

当HB>450或者试样过小时,不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、 3.18mm的钢球,在一定载荷下压入被测材料表面,由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同,分三种不同的标度来表示:

· HRA:是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。

· HRB:是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球,求得的硬度,用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。

· HRC:是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。

3 维氏硬度(HV)

以 120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面,用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值,即为维氏硬度HV值(kgf/mm2)。 注:

洛氏硬度中HRA、HRB、HRC等中的A、B、C为三种不同的标准,称为标尺A、标尺B、标尺C。
洛氏硬度试验是现今所使 用的几种普通压痕硬度试验之一,三种标尺的初始压力均为98.07N(合10kgf),最后根据压痕深度计算硬度值。标尺A使用的是球锥菱形压头,然后加 压至588.4N(合60kgf);标尺B使用的是直径为1.588mm(1/16英寸)的钢球作为压头,然后加压至980.7N(合100kgf);而 标尺C使用与标尺A相同的球锥菱形作为压头,但加压后的力是1471N(合150kgf)。因此标尺B适用相对较软的材料,而标尺C适用较硬的材料。
实 践证明,金属材料的各种硬度值之间,硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的,材料的强度越高, 塑性变形抗力越高,硬度值也就越高。但各种材料的换算关系并不一致。本站《硬 度对照表》一文对钢的不同硬度值的换算给出了表格,请查阅。

 

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根据德国标准DIN50150,以下是常用范围的钢材抗拉强度与维氏硬 度、布氏硬度、洛氏硬度的对照表。

抗拉强度
Rm
N/mm2

维氏硬度
HV

布氏硬度
HB

洛氏硬度
HRC

250

80

76.0

-

270

85

80.7

-

285

90

85.2

-

305

95

90.2

-

320

100

95.0

-

335

105

99.8

-

350

110

105

-

370

115

109

-

380

120

114

-

400

125

119

-

415

130

124

-

430

135

128

-

450

140

133

-

465

145

138

-

480

150

143

-

490

155

147

-

510

160

152

-

530

165

156

-

545

170

162

-

560

175

166

-

575

180

171

-

595

185

176

-

610

190

181

-

625

195

185

-

640

200

190

-

660

205

195

-

675

210

199

-

690

215

204

-

705

220

209

-

720

225

214

-

740

230

219

-

755

235

223

-

770

240

228

20.3

785

245

233

21.3

800

250

238

22.2

820

255

242

23.1

835

260

247

24.0

850

265

252

24.8

865

270

257

25.6

880

275

261

26.4

900

280

266

27.1

915

285

271

27.8

930

290

276

28.5

950

295

280

29.2

965

300

285

29.8

995

310

295

31.0

1030

320

304

32.2

1060

330

314

33.3

1095

340

323

34.4

1125

350

333

35.5

1115

360

342

36.6

1190

370

352

37.7

1220

380

361

38.8

1255

390

371

39.8

1290

400

380

40.8

1320

410

390

41.8

1350

420

399

42.7

1385

430

409

43.6

1420

440

418

44.5

1455

450

428

45.3

1485

460

437

46.1

1520

470

447

46.9

1555

480

(456)

47.7

1595

490

(466)

48.4

1630

500

(475)

49.1

1665

510

(485)

49.8

1700

520

(494)

50.5

1740

530

(504)

51.1

1775

540

(513)

51.7

1810

550

(523)

52.3

1845

560

(532)

53.0

1880

570

(542)

53.6

1920

580

(551)

54.1

1955

590

(561)

54.7

1995

600

(570)

55.2

2030

610

(580)

55.7

2070

620

(589)

56.3

2105

630

(599)

56.8

2145

640

(608)

57.3

2180

650

(618)

57.8

 

660

 

58.3

 

670

 

58.8

 

680

 

59.2

 

690

 

59.7

 

700

 

60.1

 

720

 

61.0

 

740

 

61.8

 

760

 

62.5

 

780

 

63.3

 

800

 

64.0

 

820

 

64.7

 

840

 

65.3

 

860

 

65.9

 

880

 

66.4

 

900

 

67.0

 

920

 

67.5

 

940

 

68.0

硬度试验是机械性能试验中最简单易行的一种试验方法。为了能用硬度试验代替某些机械性能试验,生产上需要一个比较准确的硬度和强度的换算关系。

实 践证明,金属材料的各种硬度值之间,硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的,材料的强度越高, 塑性变形抗力越高,硬度值也就越高。

下面是本站根据由实验得到的经验公式制作的快速计算器,有一定的实用价值,但在要求数据比较精确时, 仍需要通过试验测得。

 

歡迎來到Bewise Inc.的 世界,首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力,我們是提供專業刀具製造商,應對客戶高品質的刀具需求,我們可以協助客戶滿足您對產 業的不同要求,我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質,這是現有相關技術無法比擬的,我們成功的滿足了各行各業的要求,包括:精密HSS DIN切削刀具協助客戶設計刀具流程DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計超高硬度的切削刀具醫療配件刀具設計複合式再研磨機PCD地板專用企口鑽石組合刀 具粉末造粒成型機主機版專用頂級電桿PCD V-Cut捨棄式圓鋸片組粉末成型機主機版專用頂級電汽車業刀具設計電子產業鑽石刀具木工產業鑽石刀具銑刀與切斷複合再研磨機銑刀與鑽頭複合再研磨機銑刀與螺絲攻複合再研磨機等等。我們的產品涵蓋了從民生 刀具到工業級的刀具設計;從微細刀具到大型刀具;從小型生產到大型量產;全自動整合;我們的技術可提供您連續生產的效能,我們整體的服務及卓越的技術,恭 迎您親自體驗!!

BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool.com / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan

Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting toolaerospace tool .HSS  DIN Cutting toolCarbide end millsCarbide cutting toolNAS Cutting toolNAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end milldisc milling cutter,Aerospace cutting toolhss drillФрезерыCarbide drillHigh speed steelCompound SharpenerMilling cutterINDUCTORS FOR PCDCVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) Core drillTapered end millsCVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden FingerPCD V-CutterPCD Wood toolsPCD Cutting toolsPCD Circular Saw BladePVDD End Millsdiamond tool. INDUCTORS FOR PCD . POWDER FORMING MACHINE Single Crystal Diamond Metric end millsMiniature end millsСпециальные режущие инструменты Пустотелое сверло Pilot reamerFraisesFresas con mango PCD (Polycrystalline diamond) ‘FresePOWDER FORMING MACHINEElectronics cutterStep drillMetal cutting sawDouble margin drillGun barrelAngle milling cutterCarbide burrsCarbide tipped cutterChamfering toolIC card engraving cutterSide cutterStaple CutterPCD diamond cutter specialized in grooving floorsV-Cut PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert PCD Diamond Tool Saw Blade with Indexable InsertNAS toolDIN or JIS toolSpecial toolMetal slitting sawsShell end millsSide and face milling cuttersSide chip clearance sawsLong end millsend mill grinderdrill grindersharpenerStub roughing end millsDovetail milling cuttersCarbide slot drillsCarbide torus cuttersAngel carbide end millsCarbide torus cuttersCarbide ball-nosed slot drillsMould cutterTool manufacturer.

Bewise Inc. www.tool-tool.com

よ うこそBewise Inc.の 世界へお越し下さいませ、先ず御目出度たいのは新たな

情報を受け取って頂き、もっと各産業に競争力プラス展開。

弊 社は専門なエンドミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ

豊富な パリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

弊社は各領域に供給できる内容は:

(1)精密HSSエンドミルのR&D

(2)Carbide Cutting tools設計

(3)鎢鋼エンドミル設計

(4)航空エンドミル設計

(5)超高硬度エンドミル

(6)ダイヤモンドエンドミ ル

(7)医療用品エン ドミル設計

(8)自動車部品&材料加工向けエンドミル設計

弊社の製品の供給調達機能は:

(1)生活産業~ハイテク工業までのエンドミル設計

(2)ミクロエ ンドミル~大型エンドミル供給

(3)小Lot生産~大量発注対応供給

(4)オートメーション整備調達

(5)スポット対応~流れ生産対応

弊社の 全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web  www.tool-tool.com  for more info.

 

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1.肖氏硬度(HS)=勃式硬度(BHN)/10+12
2.肖 式硬度(HS)=洛式硬度(HRC)+15
3.勃式硬度(BHN)= 洛克式硬度(HV)
4.洛式硬度(HRC)= 勃式硬度(BHN)/10-3
硬度測定範圍:
HS<100
HB<500
HRC<70
HV<1300

洛氏硬度 布氏硬度HB10/3000 维氏硬度   HV
HRCHRA
59.580.7676
59.080.5666
58.580.2655
58.080.0645
57.579.7635
57.079.5625
56.579.2615
56.078.9605
55.578.6596
55.078.4538587
54.578.1532578
54.077.9526569
53.576.6520560
53.076.3515551
52.576.1509543
52.076.9503535
51.576.6497527
51.076.3492520
50.576.1486512
50.075.8480504

硬度換算表

HV

HRC

HBS


HV

HRC

HBS


HV

HRC

HBS

940

68


560

53


300

29.8

284

920

67.5


550

52.3

505

295

29.2

280

900

67


540

51.7

496

290

28.5

275

880

66.4


530

51.1

488

285

27.8

270

860

65.9


520

50.5

480

280

27.1

265

840

65.3


510

49.8

473

275

26.4

261

820

64.7


500

49.1

465

270

25.6

256

800

64


490

48.4

456

265

24.8

252

780

63.3


480

47.7

448

260

24

247

760

62.5


470

46.9

441

255

23.1

243

740

61.8


460

46.1

433

250

22.2

238

720

61


450

45.3

425

245

21.3

233

700

60.1


440

44.5

415

240

20.3

228

690

59.7


430

43.6

405

230

18


680

59.2


420

42.7

397

220

15.7


670

58.8


410

41.8

388

210

13.4


660

58.3


400

40.8

379

200

11


650

57.8


390

39.8

369

190

8.5


640

57.3


380

38.8

360

180

6


630

56.8


370

37.7

350

170

3


620

56.3


360

36.6

341

160

0


610

55.7


350

35.5

331




600

55.2


340

34.4

322




590

54.7


330

33.3

313




580

54.1


320

32.2

303




570

53.6


310

31

294
















 

 

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(2)Carbide Cutting tools設計

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(7)医療用品エン ドミル設計

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(2)ミクロエ ンドミル~大型エンドミル供給

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BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

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表1 钢的维氏硬度(HV)与其他硬度和强度的近似换算值a(续)

布 氏硬度

10-mm钢球

3000-kg负荷b

洛氏硬度b

表面洛氏硬度

表面金刚石圆锥压 头

抗拉强度

(近似值)

Mpa

(1000psi)

标准

钢球

钨-硬质

合金钢 球

A. 标尺

60-kg负荷

金刚圆锥压头

· 标尺

100-kg负荷

金刚圆锥压头

· 标尺

100-kg负荷

金刚圆锥压头

· 标尺

100-kg负荷

金刚圆锥压头

15-N

标尺

15-kg

负荷

30-N

标尺

30-kg

负荷

45-N

标尺

45-kg

负荷

HV

HBS

HBW

HRA

HRB

HRC

HRD

HR15N

HR30N

HR45N

HS

σb

HV

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

370

360

350

340

330

320

310

300

295

290

285

280

275

270

265

260

255

250

245

240

230

220

210

200

190

180

170

160

150

140

130

120

110

100

95

90

85

350

341

331

322

313

303

294

284

280

275

270

265

261

256

252

247

243

238

233

228

219

209

200

190

181

171

162

152

143

133

124

114

105

95

90

86

81

350

341

331

322

313

303

294

284

280

275

270

265

261

256

252

247

243

238

233

228

219

209

200

190

181

171

162

152

143

133

124

114

105

95

90

86

81

69.2

68.7

68.1

67.6

67.0

66.4

65.8

65.2

65.8

64.5

64.2

63.8

63.5

63.1

62.7

62.4

62.0

61.6

61.2

60.7

(109.0)

(108.0)

(107.0)

(105.5)

(104.5)

(103.5)

(102.0)

(101.0)

99.5

98.1

96.7

95.0

93.4

91.5

89.5

87.1

85.0

81.7

78.7

75.0

71.2

66.7

62.3

56.2

52.0

48.0

41.0

37.7

36.6

35.5

34.4

33.3

32.3

31.0

29.8

29.2

28.5

27.8

27.1

26.4

25.6

24.8

24.0

23.1

22.2

21.3

20.3

(18.0)

(15.7)

(13.4)

(11.0)

(8.5)

(6.0)

(3.0)

(0.0)

53.6

52.8

51.9

51.1

50.2

49.4

48.4

47.5

47.1

46.5

46.0

45.3

44.9

44.3

43.7

43.1

42.2

41.7

41.1

40.3

79.2

78.6

78.0

77.4

76.8

76.2

75.6

74.9

74.6

74.2

73.8

73.4

73.0

72.6

72.1

71.6

71.1

70.6

70.1

69.6

57.4

56.4

55.4

54.4

53.6

52.3

51.3

50.2

49.7

49.0

48.4

47.8

47.2

46.4

45.7

45.0

44.2

43.4

42.5

41.7

40.4

39.1

37.8

36.5

35.2

33.9

32.5

31.1

30.4

29.5

28.7

27.9

27.1

26.2

25.2

24.3

23.2

22.2

21.1

19.9

50

47

45

42

41

40

38

37

-36

34

33

32

30

29

28

26

25

24

22

21

20

1170(170)

1130(164)

1095(159)

1070(155)

1035(150)

1005(146)

980(142)

950(138)

935(136)

915(133)

905(131)

890(129)

875(127)

855(124)

840(122)

825(120)

805(117)

795(115)

780(113)

765(111)

730(106)

695(101)

670(97)

635(92)

605(88)

580(84)

545(79)

515(75)

490(71)

455(66)

425(62)

390(57)

370

360

350

340

330

320

310

300

295

290

285

280

275

270

265

260

255

250

245

240

230

220

210

200

190

180

170

160

150

140

130

120

110

100

95

90

85

a)在本表中用黑体字表示的值与按ASTM-E140表1的硬度转换值一致,由相应的SAE-ASM-ASTM

联合会列出的。

b) 括号里的数值是超出范围的,只是提供参考。

 

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BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool.com / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan

Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting toolaerospace tool .HSS  DIN Cutting toolCarbide end millsCarbide cutting toolNAS Cutting toolNAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end milldisc milling cutter,Aerospace cutting toolhss drillФрезерыCarbide drillHigh speed steelCompound SharpenerMilling cutterINDUCTORS FOR PCDCVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) Core drillTapered end millsCVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden FingerPCD V-CutterPCD Wood toolsPCD Cutting toolsPCD Circular Saw BladePVDD End Millsdiamond tool. INDUCTORS FOR PCD . POWDER FORMING MACHINE Single Crystal Diamond Metric end millsMiniature end millsСпециальные режущие инструменты Пустотелое сверло Pilot reamerFraisesFresas con mango PCD (Polycrystalline diamond) ‘FresePOWDER FORMING MACHINEElectronics cutterStep drillMetal cutting sawDouble margin drillGun barrelAngle milling cutterCarbide burrsCarbide tipped cutterChamfering toolIC card engraving cutterSide cutterStaple CutterPCD diamond cutter specialized in grooving floorsV-Cut PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert PCD Diamond Tool Saw Blade with Indexable InsertNAS toolDIN or JIS toolSpecial toolMetal slitting sawsShell end millsSide and face milling cuttersSide chip clearance sawsLong end millsend mill grinderdrill grindersharpenerStub roughing end millsDovetail milling cuttersCarbide slot drillsCarbide torus cuttersAngel carbide end millsCarbide torus cuttersCarbide ball-nosed slot drillsMould cutterTool manufacturer.

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弊 社は専門なエンドミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ

豊富な パリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

弊社は各領域に供給できる内容は:

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(4)航空エンドミル設計

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弊社の製品の供給調達機能は:

(1)生活産業~ハイテク工業までのエンドミル設計

(2)ミクロエ ンドミル~大型エンドミル供給

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弊社の 全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web  www.tool-tool.com  for more info.

 

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 在生产现场,由于受检测仪器的限制,经常使用布氏硬度计测量大型淬火件 的硬度。如果想知道该工件的洛氏硬度值,通常的方法是,先测量出布氏硬度值,然后根据换算表,查出相对应的洛氏硬度值,这种方式显然有些繁琐。那么,能否 根据布氏硬度计的压痕直径,直接计算出工件的洛氏硬度值呢?答案当然是肯定的。根据布氏硬度和洛氏硬度换算表,可归纳出一个计算简单且容易记住的经验公 式:HRC =(479-100D)/4,其中D为Φ10mm钢球压头在30KN压力下压在工件上的压痕直径测量值。该公式计算出的值与换算值的误差在0.5 ~ -1范围内,该公式在现场用起来十分方便,您不妨试一试。

 

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金属工艺学是一门研究有关制造金属机件的工艺方法的综合性技术学科.

主 要内容:1 常用金属材料性能

             2 各种工艺方法本身的规律性及应用.

             3 金属机件的加工工艺过程、结构工艺性。

热加工:金属材料、铸造、压力加工、焊接

目的、任务:使学生了解常用金属材 料的性质及其加工工艺的基础知识,为学习其它相关课程及以后从事机械设计和制造方面的工作奠定必要的金属工艺学的基础。

[以综合为基础, 通过综合形成能力]

第一篇 金属材料

第一章 金属材料的主要性能

两大类:1 使用性能:机械零件在正常工作情况下应具备的性能。

包括:机械性能、物理、化学性能

            2 工艺性能:铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能、切削性能等。

第一节 金属材料的机械性能

指力学性能---受外力 作用反映出来的性能。

一 弹性和塑性:

      1弹性:金属材料受外力作用时产生变形,当外力去掉后能恢复其原来形状的性能。

力和变形同时存在、同时消失。 如弹簧:弹簧靠弹性工作。

      2 塑性:金属材料受外力作用时产生永久变形而不至于引起破坏的性能。(金属之间的连续性没破坏)

塑性大小 以断裂后的塑性变形大小来表示。

塑性变形:在外力消失后留下的这部分不可恢复的变形。

      3 拉伸图

金 属材料在拉伸过程中弹性变形、塑性变形直到断裂的全部力学性能可用拉伸图形象地表示出来。

以低碳钢为例

σb

σk

σs

σe

ε(Δl)

将金属材料制成标准式样。

在材料试验机上对试件轴向施加静压力P,为消除试件尺寸对材料性能的影响,分别以应力σ(即单位面积上 的拉力4P/πd2)和应变(单位长度上的伸长量Δl/l0 )来代替P和Δl,得到应力——应变图

1) 弹性阶段oe

  σe——弹性极限

2)屈服阶段:过e点至水平段右端

   σs—— 塑性极限,s——屈服点

过s点水平段——说明载荷不增加,式样仍继续伸长。

(P一定,σ=P/F一定,但真实应力P/F1↑ 因为变形,F1↓)

发生永久变形

3)强化阶段:水平线右断至b点   P↑  变形↑

σb—— 强度极限,材料能承受的最大载荷时的应力。

4)局部变形阶段bk

过b点,试样某一局部范围内横向 尺寸突然急剧缩小。

“缩颈”  (试样横截面变小,拉力↓)

         4 延伸率和断面收缩率:——表示塑性大小的指针

1)延伸率:  δ= l0——式样原长,l1—— 拉深后长

2)断面收缩率: F0——原截面,F1—拉断后截面

* 1) δ、ψ越大,材料塑性越好

2)ε与δ区别:拉伸图中 ε=ε δ=εmas 塑

3)一般δ〉5%为塑性材料,δ〈5%为脆性材料。

        5 条件屈服极限σ0。2

有些材料在拉伸图中没有明显的水平阶段。通常规定产生0.2塑性变形的应力作为屈服极限,称为条件屈服极限.

二 刚度

金属材料在受力时抵抗弹性变形的能力—

    1 材料本质

弹性模量—在弹性范围内,应力与应变的比 值.其大小主要决定材料本身. 相当于单位元元变形所需要的应力.

                σ=Εε, Ε=σ/ε=tgα

     2几何尺寸\形状\受力

相同材料的E相同,但尺寸不同,则其刚度也不同.所以考虑材料刚度时要把E\形状\尺 寸同时考虑.还要考虑受力情况.

三 强度

强度指金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力.

按 作用力性质的不同,可分为:

抗拉强度 σ+ 抗压强度σ-    抗弯强度σw

抗剪强度τb        抗扭强度σn

常用来表示金属材料强度的指 标:

屈服强度: (Pa N/m2)  Ps-产生屈服时最大外 力, F0-原截面

抗拉强度 (Pa N/m2) Pb-断裂前最 大应力.

   σsb在设计机械和选择评定材料时有重要意义.因金属材料不能在超 过σs的条件下工作,否则会塑变.超过σb工作,机件会断裂.

     σs--σb之 间塑性变形,压力加工

四 硬度

金属抵抗更硬的物体压入其内的能力—

是材料性能的综合物理量,表示金属 材料在一个小的体积范围内的抵抗弹性变形\塑性变形或断裂的能力.

        1布式硬度 HB

用直径D的淬火 钢球或硬质合金球,在一定压力P下,将钢球垂直地压入金属表面,并保持压力到规定的时间后卸荷,测压痕直径d(用刻度放大镜测)则

HB=P/F (N/mm2) 单位一般不写. F-压痕面积.

HBS—压头用淬火钢球,   HBW—压头用硬质合金球

l            因钢球存在变形问题,不能测太硬的材料,适于HBS<450, 如铸铁,有色金属,软钢等.  而HBW<650.

l            特点:压痕大,代表性全面

l            应用:不适宜薄件和成品件

2 洛式硬度HR

用金刚石圆锥在压头或钢球,在规定的预载荷和总载荷下,压入材料,卸载后, 测其深度h,由公式求出,可在硬度计上直接读出,无单位.

不同压头应用范围不同如下表:

HRB

d=1.588淬火钢球

980.7

退火钢 灰铁 有色金属

HRC

1200金刚石圆锥

1471

淬火 回火件

  HRA

588.4

硬质合金 碳化物

优点:易操作,压痕小,适于薄件,成品件

缺点:压痕小,代表性不全面需多测几点.

*硬度与强度有一定换算关 系,故应用广泛.根据硬度可近似确定强度,如灰铁: σb=1HBS

       3显微硬度(Hm)

用 于测定金属组织中个别组成体,夹杂物等硬度.

显微放大测量 显微硬度(查表)与HR有对应关系.如:磨削烧伤表面,看烧伤层硬度变化.

五 冲击韧性ak

材料抵抗冲击载荷的能力

常用一次摆锤冲击试验来测定金属材料 的冲击韧性,标准试样一次击断,用试样缺口处单位截面积上的冲击功来表示ak

ak=Ak/F(J/m2)   Ak=G(H-h)    G-重量  F-缺口截面

脆性材料一般不开口,因其冲击值低,难以比较差别.

     1         ak↑,冲击韧性愈好.

     2         Ak不直 接用于设计计算:在生产中,工件很少因受一次大能量冲击载荷而破坏,多是小冲击载荷,多次冲击引起破坏,而此时,主要取决于强度,故设计时, ak只 做校核.

    3         ak对组织缺陷很敏感,能够灵敏地反映出材料品质,宏观缺陷,纤维组织方 面变化.

所以,冲击试验是生产上用来检验冶炼、热加工、热处理工艺质量的有效方法。

(微裂纹——应力集中——冲击—— 裂纹扩展)

六 疲劳强度:

问题提出:许多零件如曲轴、齿轮、连杆、弹簧等在交变载荷作用下,发生断裂时的应力远低于该材 料的屈服强度,这种现象——疲劳破坏。据统计,80%机件失效是由于疲劳破坏。

疲劳强度——当金属材料在无数次交变载荷作用下而不致于引 起断裂的最大应力。

    1 疲劳曲线——交变应力与断裂前的循环次数N之间的关系。

例如:纯弯曲,

有 色金属N》108

钢材N>107 不疲劳破坏

    2 疲劳破坏原因

材料有杂质,表面划痕,能引起应力集中,导致微裂纹,裂纹扩展致使零件不能承受所加载荷突然破坏.

   3预防措施

改善结构形状,避免应力集中,表面强化-喷丸处理,表面淬火等.

第二节 金属材料的物理,化学及工艺性能

一 物理性能

比重: 计算毛坯重量,选材,如航天件 :轻

熔点:铸造 锻造温度(再结晶温度)

热膨胀 性:铁轨 模锻的模具 量具

导热性: 铸造:金属型 锻造:加热速度

导电性: 电器元件 铜 铝

磁性: 变压器和电机中的硅钢片 磨床: 工作台

二 化学性能

金属的化学性能,决定了不同金属与金属,金属与非金属之间形成化合 物的性能,使有些合金机械性能高,有些合金抗腐蚀性好,有的金属在高温下组织性能稳定.  如耐酸,耐碱等

如化工机械,高温工作零件等

三 工艺性能

金属材料能适应加工工艺要求的能力.

铸造性,可锻性,可焊性,切削加工形等

思考题;

              1 什么是应力,应变(线应变)?

              2 颈缩现象发生在拉伸图上哪一点? 如果没发生颈缩,是否表明该试样没有塑性变形?

              3 σ0.2 的意义?能在拉伸图上画出吗?

              4 将钟表发条拉成一直线,这是弹性变形还是塑性变形?如何判定变形性质?

              5为什么冲击值不直接用于设计计算?

 

歡 迎來到Bewise Inc.的世界,首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力,我們是提供專業刀具製 造商,應對客戶高品質的刀具需求,我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求,我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質,這是現有相關技術無法比擬的,我們成 功的滿足了各行各業的要求,包括:精密HSS DIN切削刀具協 助客戶設計刀具流程DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計超高硬度的切削刀具醫療配件刀具設計複合式再研磨機PCD地板專用企口鑽石組合刀 具粉末造粒成型機主機版專用頂級電桿PCD V-Cut捨棄式圓鋸片組粉末成型機主機版專用頂級電汽車業刀具設計電子產業鑽石刀具木工產業鑽石刀具銑刀與切斷複合再研磨機銑刀與鑽頭複合再研磨機銑刀與螺絲攻複合再研磨機等等。我們的產品涵蓋了從民生 刀具到工業級的刀具設計;從微細刀具到大型刀具;從小型生產到大型量產;全自動整合;我們的技術可提供您連續生產的效能,我們整體的服務及卓越的技術,恭 迎您親自體驗!!

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Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting toolaerospace tool .HSS  DIN Cutting toolCarbide end millsCarbide cutting toolNAS Cutting toolNAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end milldisc milling cutter,Aerospace cutting toolhss drillФрезерыCarbide drillHigh speed steelCompound SharpenerMilling cutterINDUCTORS FOR PCDCVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) Core drillTapered end millsCVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden FingerPCD V-CutterPCD Wood toolsPCD Cutting toolsPCD Circular Saw BladePVDD End Millsdiamond tool. INDUCTORS FOR PCD . POWDER FORMING MACHINE Single Crystal Diamond Metric end millsMiniature end millsСпециальные режущие инструменты Пустотелое сверло Pilot reamerFraisesFresas con mango PCD (Polycrystalline diamond) ‘FresePOWDER FORMING MACHINEElectronics cutterStep drillMetal cutting sawDouble margin drillGun barrelAngle milling cutterCarbide burrsCarbide tipped cutterChamfering toolIC card engraving cutterSide cutterStaple CutterPCD diamond cutter specialized in grooving floorsV-Cut PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert PCD Diamond Tool Saw Blade with Indexable InsertNAS toolDIN or JIS toolSpecial toolMetal slitting sawsShell end millsSide and face milling cuttersSide chip clearance sawsLong end millsend mill grinderdrill grindersharpenerStub roughing end millsDovetail milling cuttersCarbide slot drillsCarbide torus cuttersAngel carbide end millsCarbide torus cuttersCarbide ball-nosed slot drillsMould cutterTool manufacturer.

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弊 社は専門なエンドミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ

豊富な パリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

弊社は各領域に供給できる内容は:

(1)精密HSSエンドミルのR&D

(2)Carbide Cutting tools設計

(3)鎢鋼エンドミル設計

(4)航空エンドミル設計

(5)超高硬度エンドミル

(6)ダイヤモンドエンドミ ル

(7)医療用品エン ドミル設計

(8)自動車部品&材料加工向けエンドミル設計

弊社の製品の供給調達機能は:

(1)生活産業~ハイテク工業までのエンドミル設計

(2)ミクロエ ンドミル~大型エンドミル供給

(3)小Lot生産~大量発注対応供給

(4)オートメーション整備調達

(5)スポット対応~流れ生産対応

弊社の 全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web  www.tool-tool.com  for more info.

 

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一基本概念:

固体物质按原子排列的特征分为:

晶 体: 原子排列有序,规则,固定熔点,各项异性.

非晶体:原子排列无序,不规则,无固定熔点,各项同性

如: 金属 ,合金,金刚石—晶体 玻璃,松香 沥青—非晶体

晶格: 原子看成一个点,把这些点用线连成空间格子.

结点: 晶格中每个点.

晶胞: 晶格中最小单元,能代表整个晶格特征.

晶面: 各个方位的原子平面

晶格常 数: 晶胞中各棱边的长度(及夹角), 以A(1A=10-8cm)度量

金属晶体结构的主要区别在于晶格类型,晶 格常数.

二 常见晶格类型

       1 体心立方晶格: Cr ,W, α-Fe, Mo , V等,特点:强度大,塑性较好,原子数:1/8 X8 +1=2   20多种

       2 面心立方晶格: Cu  Ag  Au  Ni  Al Pb  γ- Fe塑性好

原子数:4       20多种

       4         密排六方晶格:  Mg Zn Be  β-Cr α-Ti Cd(镉)

纯铁在室温高压(130x108N/M2) 成ε-Fe

原子数=1/6 x12+1/2 x2+3=6 , 30多种

三 多晶结构

单晶体- 晶体内部的晶格方位完全一致.

多晶体—许多晶粒组成的晶体结构.各项同性.

晶粒—外形不规则而内部晶各方位一致的小 晶体.

晶界—晶粒之间的界面.

第二节 金属的结晶

一 金属的结晶过程(初次结晶)

     1 结晶: 金属从液体转变成晶体状态的过程.

晶核形成: 自发晶核:液体金属中一些原子自发聚集,规则排列.

外 来晶核:液态金属中一些外来高熔点固态微质点.

晶核长大:已晶核为中心,按一定几何形状不断排列.

*晶粒大小控制: 晶核数目: 多—细(晶核长得慢也细)

冷却速度: 快—细(因冷却速度受限,故多加外来质点)

晶粒粗细对机械性能 有很大影响,若晶粒需细化,则从上述两方面入手.

结晶过程用冷却曲线描述!

               2 冷却曲线

温度随时间变化的曲线—热分析法得到

       1)    

理论结晶温度

实际结 晶温度

时间(s)

           T(℃)

过冷: 液态金属冷却到理论结晶温度以下才开始结晶的现象.

    2)     过冷度:理论结晶温度与实际结 晶温度之差.

(实际冷却快,结晶在理论温度下)

二 金属的同素异购转变(二次结晶\重结晶)

同素异构性—一种金属能以几种晶格类型存在的性质.

同素异购转变—金属在固 体时改变其晶格类型的过程.

如:铁 锡 锰 钛 钴

以铁为例: δ-Fe(1394℃)γ-Fe(912℃)α-Fe

体心 面心 体心

因为铁能同素异构转变,才有对钢铁的各种热处理.

(晶格转变时,体积会变化,以原 子排列不同)

 

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一 合金概念

合金: 由两种或两种以上的金属元素或金属与非金属组成的具有金属特性的物质.

组元:组成合金的基本物质.如化学元素(黄铜:二元)金属化合物

相:在金属或合金中,具有相同成分且结构相同的均匀组成部分.相与相之间有明显的界面.

如:纯金属—一个相,温度升高 到熔点,液固两相. 合金液态组元互不溶,几个组元,几个相.

固体合金中的基本相结构为固溶体和金属化合物,还可能出现由固溶体和金属 化合物组成的混合物。

二 合金结构

       1 固溶体

溶质原子溶入溶剂晶格而仍保持溶剂晶格类型 的金属晶体。

根据溶质在溶剂晶格中所占的位置不同,分为:

       1) 置换固溶体

溶质原子替代 溶剂原子而占据溶剂晶格中的某些结点位置,所形成的固溶体。

*溶质原子,溶剂原子直径相差不大时,才能置换

如:Cu—— Zn  Zn溶解度有限。 Cu——Ni溶解度无限

晶格畸变——固溶强化:畸变时塑性变形阻力增加,强,硬增加。这是提高合金机械性能的 一个途径。

   2) 间隙固溶体

溶质原子嵌入各结点之间的空隙,形成固溶体。溶质原子小,与溶剂原子比为〈 0.59 。溶解度有限。也固溶强化。

         2 金属化合物

合金各组成元素之间相互作用而生成的一种新的具有金属性 质,可用分子式表示的物质。如Fe3C  WC

特点:(1)较高熔点、较大脆性、较高硬度。

(2) 在合金中作强化相,提高强度、硬度、耐磨性,而塑性、韧性下降,如WC、TiC。可通过调整合金中的金属化合物的数量、形态、分布来改变合金的性能

            3 机械混合物

固溶体+金属化合物、固+固——综合性能

                 §4 二元合金状态图的构成

合金系:由给定的组元可以配制成一系列成分含量不同的合金,这些合金组成一个合金系统——

为研究 合金系的合金成分、温度、结晶组织之间的变化规律、建立合金状态图来描述。

合金状态图——合金系结晶过程的简明图解。

实 质:温度——成分作标图,是在平衡状态下(加热冷却都极慢的条件下)得到的。

二、二元合金状态图的建立

以 Pb(铅)-Sb(锑)合金为例:

1 配置几种Pb-Sb成分不同的合金。

2 做出每个合金的冷却曲线

3 将每个合金的临界点标在温度—成分坐标上,并将相通意义的点连接起来,即得到Pb-Sb合金的状态图。

      A                         B

       D        C               E

液 相线:ACB  固相线:DCE  单相区:只有一个相。

两相区:两个相。ACD、BCE。 c—共晶点

*作业:

 

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液态:Fe、C 无限互溶 。 固态:固溶体 金属化合物

     t  ℃

          1538 δ-Fe+C ——铁素体F

1394 γ-Fe+C——奥氏体A

912 α-Fe+C——铁素体F

                s

一铁素体

碳溶于α-Fe形成的固溶体——铁素体F

体心立方,显微镜下为均匀明亮的多边形晶粒。

性能:韧性很好(因含C少),强、硬不高。δ=45~50%,HBS=

σb=250Mpa 含碳: 727℃,0.02%

二 奥氏体

碳溶于γ-Fe中形成的固溶体—“A”

面心立方,显微镜下 多边形晶粒,晶界较F平直.

性能:塑性好,压力加工所需要组织.含碳最高;1147℃,2.11% HBS=170~220

三 渗碳体

金属化合物 Fe3C 复杂晶格,含碳:6.69%. 性能:硬高HB(sw)>800,,脆,作强化相.

在一定条件下会分解成铁和石墨,这对铸造很有意义.

四 珠光体P

F+Fe3C—机械混合物,含碳0.77%

组织:两种物质相间组成,性能:介于两者 之间.强度较高:    硬度HBS=250

五 莱氏体

>727℃ A+Fe3C—Ld 高温莱氏体     <727℃ P+Fe3C—Ld’低温莱氏体

性能: 与Fe3C 相似   HBS>700   塑性极差.

                                 §2铁碳合金状态图

是表明平衡状态下含C不大于6.69%的铁碳合金的成分,温度与组织之间关系,是研究钢铁的成分,自治和性能之间关系 的基础,也是制定热加工工艺的基础.

含C>6.69在工业上午实际意义,而含C6.69%时,Fe与C形成Fe3C, 故可看成一个组元,即铁碳合金状态图实际为Fe-Fe3C的状态图.

一铁碳合金状态图中点线面的意义

                    1 各特性点的含义

1)A: 纯铁熔点 含C: 0%             1538℃

2)C: 共晶点         4.3%           1148

3)D: Fe3C熔点         6.69          1600

4)E: C在A中最大溶解度  2.11        1148

5)F:  Fe3C成分点       6.69          1148

6)G: α-Fe与γ-Fe转变点   0%        912

7)K: Fe3C成分点       6.69          727

8)P: C在α-Fe中最大溶解度  0.02    727

9)S: 共析点                 0.77     727

10) Q: C在α-Fe中溶解度    0.0008    室温

            2 主要线的意义

1)    ACD:液相线,液体冷却到此线开始结晶.

2)    AECF:固相线 此线下合金为固态

3)    ECF:生铁固相线,共晶线,液体—Ld

4)    AE: 钢的固相线,液态到此线—A

5)    GS:”A3” A到此线开始析出F

6)    ES:”Acm” A到此线开始析出Fe3C

7)    PSK:”A1”共析线.A同时析出P(F+Fe3C)

              3 主要区域

1) ACE: 两相区L+A      2) DCF:两相区L+Fe3C1

3) AESG: 单相区A        4) GPS: A+F 两相区

二 钢铁分类

   1 工业纯铁: 含C<0.0218%  组织:F

   2 钢:含碳: 0.0218~2.11

共析钢 含C=0.77%               P

亚共析钢 含C<0.77%              P+F

过 共析钢 含C>0.77%              P+Fe3C11

   3 铁 含C:2.11%~6.69%

共晶生铁       4.3% C         Ld’

亚共晶生铁     < 4.3% C       P+Ld’+ Fe3C11

过共晶生铁      > 4.3% C     Ld’+ Fe3C1

三 典型合金结晶过程分析

     1共析钢

L—L+A—A--P

    2亚共析钢

L—A+L—A—A+F—F+P

3 过共析钢

L—L+A—A—A+ Fe3C11-- Fe3C1+P

4       共晶铁

L—Ld—Ld’

5       亚共晶铁

L—1点— L+A—A+Ld—P+Ld’

6       过共晶铁

L—1点—L+Fe3C1— 2点—Ld+ Fe3C1—3点--- Fe3C1+Ld’

四 铁碳合金状态图的应用

   1 铸造

确定浇铸温度 选材: 共晶点附近铸造性能好

   2 锻造 锻造温度区间   A

   3焊接 焊接缺陷用热处理改善.根据状态图制定热处理工艺

                              §3钢的分类和应用

按化学成分:碳钢: <2.11%C 少量Si  Mn  S P等杂质

合金钢:加入一种或 几种合金元素

一 碳钢

       1 含碳量对碳钢性能的影响

     <0.9%C  C↑强,硬↑ 塑,韧↓ FeC 强化相

     >0.9%C  C↑ 硬↑, 强, 塑,韧↓ FeC分布晶界,脆性↑

       2 钢中常见杂质对性能的影响

Si: 溶于F ,强化F, 强,硬↑ 塑,韧↓. 含量<0.03~0.4% 有益作用不明显

Mn: 1)溶于F,Fe3C.引起固溶强化. 2)与FeS反应—MnS 比重轻,进入熔渣,如量少,有益作用不明显.

S: FeS—(FeS+Fe)共晶体,熔点985℃,分布晶界,引起脆性”热脆”

P: 溶于F,是强度,硬度↑,但室温塑性,韧性↓↓    “冷脆”

             3 碳钢的分类

   1 )    按含碳量分

低碳钢   <0.25%C   中碳钢: 0.25~0.6%C, 高碳钢>0.6%C

    2) 按质量分(含S,P多少分)

普通钢 S<=0.055%,P<=0.045%

优质钢 S,P<=0.04%

高级优质钢 S<=0.03%   P<=0.035%

    3)按用途分 碳素结构钢, 碳素工具钢  >0.6%C

             4 碳钢的编号和用途

       1)普通碳素结构钢: 

Q235 数字表示屈服强度 单位Mpa

        2)优质碳素结构钢

正常含锰量的优质碳素结构钢: 0.25~0.8%Mn

较 高含锰量  0.15~0.6%C  0.7~1.0%Mn , >0.6%C 0.9~1.2%Mn

  08 10 15 20 25         强↓ 塑↑ 冲压件 焊件

30 35 40 45 50 55 60  强↑硬↑  弹簧,轴,齿轮 耐磨件

65 70 75 80 85           耐磨件

数字表示含C 万分8之几

            3)碳素工具钢

T7T8         T13   数字表示 含C千分之几

高级优质钢加 A  含Mn高,加Mn    T8MnA

合金钢

常加合金元素: Mn Si Cr Ni Mo  W  V  Ti  B(硼) 稀土元素(Xt)等

         1 合金结构钢

   “数 +元素符号+数”表示

数—含碳万分之几,   符号—合金元素, 

符号后面数表示含合金%, <1.5%不标,  =1.5% 标2

若为高级优质钢,后加A

如: 60Si2Mn  0.6%C,  2%Si   <1.5%Mn

   18Cr2Ni4WA   0.18%C, 2%Cr,  4%Ni,  <1.5%W 高级优质

应用: 工程结构件,  机械零件

主要包 括:低合金钢,合金渗碳钢,合金调质钢,合金弹簧钢,滚动轴承钢等

           2 合金工具钢:

数+元素符 号+数

与结构钢同

数—一位数, 含C千分之几,含C>=1.0%不标

如: 9SiCr  (板牙, 丝锥)

    0.9%C   <1.5%Si   <1.5%Cr

   CrWMn  (长铰刀,丝锥,拉刀, 精密丝杠)

*高速钢 含C<1.0也不标  W18Cr4V 0.7~0.8%C,18%W,4%Cr,<1.5%V

应用:刃具,模具,量具等

         3 特殊性能钢

不锈钢: 1Cr13   1Cr18Ni9Ti 等

耐热钢: 1Cr13   2Cr13    >400℃ 工作

耐磨钢: 高锰钢水韧处理,冲击下工作,表面产生加工硬化.并有马试体在滑移面形成,表面硬度达HB450~550,表面耐磨,心部为A.

水韧处 理: 钢加热到临界点以上(1000~1100℃)保温,碳化物全容于A,水冷,因冷速快,无法析出碳化物,成单一A组织.

                                         §5 常用非金属材料

一 高分子材料

天然:  羊毛 橡胶

人工合成: 塑料 人工橡胶 粘结剂等

有 机玻璃 尼龙 丙纶 氯纶---商品名

工程塑料: 环氧树脂

聚甲醛: 塑料手表中零件

聚酰亚胺: 绝缘

二 陶瓷

耐磨 耐蚀 脆 刀片 砂轮

三 复合材料

磨削软片:  聚酰亚胺+金刚石

                                       §4 金属零件选材的一般原则

产品的质量和生产成本如何,与材料选择的是否恰当有直接关系,机械零件进行选材时,主要考虑零件的工作条 件,材料的工艺性能和产品的成本.

基本原则如下:

  1 满足零件工作条件:

受力状态—机械性 能,基本  σ δ αk 等

工作温度环境介质—使用环境 ,高温—耐热,抗腐蚀—不锈钢 高硬度—工具钢

   2 材料的工艺性能

零件的生产方法不同,直接影响其质量和生产成本.

如:灰口铁,铸造性能 切削加工性很好,可锻性差.

   3 经济性

价值=功能/成本

如: 耐腐蚀容器: 1)普通碳素钢:5000元 用一年

                  2)奥氏体不锈钢: 40000元 用10年

                  3)铁素体不锈钢: 15000元 用6年

1):2):3) =1:1.25:2

 

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一 钢的热处理: 把钢在固态下加热到一定的温度进行必要的保温,并以适当的速度冷却到室温,以改变钢的内部组织,从而得到所需性能的工艺方法

* 只改变组织和性能,而不改变其形状和大小.热处理是改善材料性能的重要手段之一,能提高产品质量,延长机件寿命,节约金属材料,所以,重要机件都要经过热 处理.

(提问:前面学过的改善金属材料性能的手段—固溶强化)

热处理工艺曲线: 各种热处理都可以用温度—时间的坐标图形表示.

温度

保温

临界温度

加热 冷却

时间

 

应用广泛:机 械制造业中70%零件需热处理.汽车 拖拉机 制造业70~80%

量具 刃具 模具 滚动轴承等100%

二 目的

  1 冶金 锻 铸 焊毛坯或成品,消除缺陷,改善工艺性能.为后续加工(如机加)做好组织,性能,准备.      退火 正火

  2 是钢件的机械性能提高,达到钢件的最终使用性能指标,以满足机械零件或工具使用性能要求.    淬火+回火 表面淬火 化学处理

l             依据:状态图

                         §2 热处理过程中的组织转变

一 钢在加热时的组织转变

    1 临界温度:

状态图上      A :  共析线(P-A)

临界温度:    A3 :  A析出F(F-A)         极缓慢冷却

Acm :  A 析出Fe3C(      )

实际加热临界温度  Ac1

Ac3                        A   “过热”

Accm

实际冷却临界温度  Ar1                                     P

Ar3                      A     析出F     “过冷”

Arcm                                   析出Fe3C

     2组织转变

   1)    共析钢: P(F+Fe3C)---A

(1) A晶核形成:F和Fe3C界面上先形成A 晶核

(因界面原子排列不规则,缺陷多,能量低)

(2) A晶核长大:F晶格转变,Fe3C不断 溶入A, A晶核不断生成,长大.F转变快, 先消失.

(3) 残余渗碳体的溶解:随保温时间加长, 残余Fe3C 逐渐溶入A

(4)A成分均匀化: A转变完成后,各处含C浓度不均匀,继续保温,C充分扩散,得到单一的均匀A

这个 过程是A重结晶的过程.

2)    亚共析钢:  F+P—Ac1—F+A—Ac3---A

3)    过共析钢:  P+ Fe3C--Ac1—A+ Fe3C--Accm---A(晶粒粗化)

二 钢在冷却时的组织转变

(钢 在室温时的机械性能不仅与加热,保温有关,与冷却过程也有关)

1 冷却方式

1)    连续冷却: 时加热到A的钢,在温度连续下降的过程中发生组织转变.

水冷 油冷 空冷(正火)   炉冷(退火)

2)   

                Ar1

                (2)

             (1)

等温冷却: 使加热到A的钢,先以较快的速度冷却到Ar1线下某一温度,成为过冷A,保温,使A在等温下发生组织转变,转 变完,再冷却到室温.

等温退火 等温淬火

           2 共析钢冷却时的等温转变

以共析钢 为例,进行一系列不同过冷度的等温冷却实验,可以测出过冷奥氏体在恒温下开始转变和转变终了的时间,画到”温度—时间”坐标系中,然后,把开始转变的时间 和转变终了的时间分别连接起来,即得到共析钢的奥氏体等温转变曲线.又叫C曲线.

   1)    高温产物: 

Ar1 ~650℃   P  层片较厚  500X  显微镜  HRC10-20

650~600℃  细珠光体 索氏体S   HRC25~35 层片较薄 800~1000X

600~550℃  极细珠光体 屈氏体T HRC30~40 层片极薄

l             a)以上三种均为F+ Fe3C 层片相间的珠光体,只是层片厚度不同。

l             b)由于过冷度从小到大,原子活动能力由强到弱,致使析出的渗 碳体和铁素体层片越来越来薄。

l             c)珠光体层片越薄,塑变抗力越大,强,硬越大。

   2)中温产物

   550~350℃  上贝氏体  B 电镜下观察,渗碳体不连续,短杆状,分布于许多平行而密集的铁素体条之间。

350 ~ 230℃  下贝氏体  B 比B 有较高强、硬、韧、塑。片状过饱和F和其内部沉淀的碳化物组织(因为过饱和F有析出Fe3C倾 向,但过冷度太大,导致碳原子没能扩散超出F片,只是在片内沿一定晶面聚集,沉淀出碳化物粒子)

   3)低温转变产物:

230 ~ -50℃    马氏体(M)+残余A   马氏体:过饱和的α固溶体“M”

(由于温度低,原子活动能力低,晶格转变完成,但 是,C原子不能从面心中扩散出来,仍留在体心中,形成过饱和α固溶体)

                ∵ 晶格严重畸形,∴ M硬↑ HRC65  塑 韧 →0

          3 共析钢连续冷却转变

连续冷却可能发生几种转变,很复杂。

共 析钢连续冷却,只有珠光体转变区和马氏体转变区。

珠光体转变区:三条线构成:开始,终了,终止线

冷却速度过“开始”“终 了”线,组织为珠光体

冷却速度过“开始”“终止”线,组织为珠光体和马氏体

冷却速度不过珠光体区,则为M

§3 钢的热处理工艺

热处理: 整体热处理: 退火 正火 淬火 回火

表面热处理: 表面淬火 化学热处理—渗碳 渗氮

退火

将钢件加热到高于或低于钢的临界点,保温一定时间,随后在炉内或埋入导热性较差的介质中缓慢冷却,以获得接 近平衡的组织,这种工艺叫—

目的: 1) 降低硬度—切削加工

         2)    细化晶粒,改善组织—提高机械性能

         3)    消除内应力—淬火准备

         4)    提高塑性,韧性—冷冲压, 冷拉拔

      1 完全退火:将钢加热到Ac3以上 30~50℃,保温一定时间后,缓慢冷却以获得接近平衡状态组织(P+F)的热处理工艺.

目的:通过完全重结晶,使锻, 铸,焊件降低硬度,便于切削加工,同时可消除内应力,使A充分转变成正常的F和P.

应用: 亚共析钢

* 不能用于共析钢,∵在Accm以上缓冷,会析出网状渗碳体(Fe3C),脆性↑

      2 不完全退火:将共析钢或过共析钢加热到Ac1以上20~30℃,适当保温,缓慢冷却的热处理工艺--    又叫球化退火.

目的:使珠光体组织中的片状渗碳体转变为粒状或球状,这种组织能将低硬度,改善切削加工性.并为以后淬火做准备.减小变 形和开裂的倾向.

应用:共析钢,过共析钢(球化退火)

      3 等温退火:将钢件加热到Ac3A(亚共析钢)或Ac1(共析钢或过共析钢)以上,保温后较快地冷却到稍低于Ar1的温度,再等温处理,A转变成P后,出炉 空冷.

目的: 节省退火时间,得到更均匀的组织,性能.

应用: 合金工具钢,高合金钢

      4 去应力退火:将钢加热到Ac1以下某一温度(约500~650℃)保温后缓冷.

            (又叫低温退火)

目 的:消除内应力

应用:铸,锻,焊

*不发生相变,重结晶 例子:杯裂

      5 再结晶退火:将钢件加热到再结晶温度以上150~250℃,即650~750℃,保温,空冷.

目的: 发生再结晶,消除加工硬化.

应 用: 冷扎,冷拉,冷压等

     * 可能相变

     6 扩散退火: 均匀化退火,高温进行

目 的:消除偏析,应用:铸件

二 正火

钢件加热到Ac3(亚)或Accm(过共)以上30~50℃,保温,空冷

* 正火作用与退火相似,区别是正火冷速快,得到非平衡的珠光体组织,细化晶粒,效果好,能得到片层间距较小的珠光体组织.

与退火对比

含碳量

工艺

碳素结构钢(HB)

碳素工具钢(HB)

≤0.25

0.25~0.65%

0.65~0.85%

0.7~1.3%

退火

≤150

150-220

220-229

187-217(球化)

正 火

≤156

156-228

230-280

229-341

实践表明:工件硬度HB170-230时,对切削有利

正火目 的:1 提高机械性能

         2 改善切削加工性

         3 为淬火作组织准备—大晶粒易开裂

对 于过共析钢,正火能减少二次渗碳体的析出,使其不形成连续的网状结构,有利于缩短过共析钢的球化退火过程,经正火和球化退火的过共析钢有较高的韧性,淬火 就不易开裂,用于生产过共析钢的工具的工艺路线:

锻造—正火—球化退火—切削加工—淬火, 回火—磨

低碳钢,正火代替 退火,中C钢: 正火代调质(但晶粒不均)

三 淬火

将钢件加热到Ac3(亚)或Ac1(过)以上30-50℃,经过保 温,然后在冷却介质中迅速冷却,以获得高硬度组织的一种热处理工艺.

目的:提高硬度,耐磨性

应用:工具,模具,量具, 滚动轴承.

组织:马氏体.下贝氏体

淬火冷却:决定质量,理想冷却速度两头慢中间快.减少内应力.

     1 常用淬火法:

   1)    单液淬火(普通淬火):在一种淬火介质中连续冷却至室温.如碳钢水冷

缺点: 水冷,易变形,开裂. 油冷:易硬度不足,或不均

优点: 易作,易自动化.

    2)    双液淬火:先在冷却能力较强的介质中冷却到300℃左右,再放入冷却到冷却能力较弱的介质中冷却,获得马氏体.

对于形状的碳钢件,先水 冷,后空冷.

优点: 防低温时M相变开裂.

    3) 分级淬火:工件加热后迅速投入温度稍高于Ms点的冷却介质中,(如言浴火碱浴槽中)停2-5分(待表面与心部的温差减少后再取出)取出空冷.

应 用:小尺寸件(如刀具淬火) 防变形,开裂

优点: 工艺理想,操作容易

缺点: ∵在盐浴中冷却,速度不够大 ∴只适合小件

    4) 等温淬火:将加热后的钢件放入稍高于Ms温度的盐浴中保温足够时间, 使其发生下贝氏体转变,随后空冷.

应 用: 形状复杂的小零件,硬度较高,韧性好,防变形,开裂.

例子:螺丝刀(T7钢制造)

用淬火+低温回火  HRC55, 韧性不够,扭10°时易断

如用等温淬火, HRC55~58  韧性好, 扭90°不断

等温淬火后如有残 余A,需回火, A-F. 如没有残余A,不需回火

缺点:时间长

           2 钢的淬透性与淬硬性

淬 透性:钢在淬火时具有获得淬硬层深度的能力.

淬硬性:在淬火后获得的马氏体达到的硬度,它的大小取决于淬火时溶解在奥氏体中的碳含量.

四 回火

将淬火后的钢加热到Ac1以下某一温度,保温一定时间,后冷却到室温的热处理工艺.

目的: 消除淬火后因冷却快而产生的内应力,降低脆性,使其具有韧性,防止变形,开裂,调整机械性能.

    1 低温回火:加热温度 150~250℃

组织: 回火马氏体—过饱和度小的α-固溶体,片状上分布细小ε-碳化物

目的: 消除内应力,硬度不降.HRC58~64

应用: 量具,刃具

低碳钢: 高塑性,韧性,较高强度配合

     2 中温回火:加热温度 350~500℃

组织: 极细的球(粒)状Fe3C和F机械混合物. (回火屈氏体)

目的:减少内应力,提高弹性,硬度略降.

应用:(0.45~0.9%)弹簧,模具 高强度结构钢

       3 高温回火:500~650℃

组织: 回火索氏体—较细的球(粒)状Fe3C和F机械混合物.

目 的: 消除内应力,较高韧性,硬度更低.

应用: 齿轮,曲轴,连杆等(受交变载荷)

淬火+高温回火---调质

五 表面淬火

表面层淬透到一定深度而中心部仍保持原状态.

应用:既受摩擦,又受交变,冲击载荷的件.

目 的:提高表面的硬度,有利的残余应力.

提高表面耐磨性,疲劳强度

加热方法:1 火焰: 单间小批局部,质量不稳

              2 感应加热: 质量不稳

六 化学热处理

工件放在某种化学介质中加热,保温,使化学元素渗入工件表面,改善工件表面性 能.

应用: 受交变载荷,强烈磨损,或在腐蚀,高温等条件下工作的工件.

渗C: 表面成高碳钢,细针状高碳马氏体(0.85~1.05%),心部又有高韧性的受力较大的齿轮,轴类件

固体渗碳, 液体渗碳,气体渗碳(常用:渗碳剂如甲醇+丙酮 900~930℃)

如: 低碳钢,表层:P+Fe3CⅡ     内部:P+F

热处理:淬火+低温回火 得到回火M(细小片状)+ Fe3C

表面含C:  0.85~1.05%   若表面含C低,得到低含C的回火M,硬度低

含C高,网 状或大量块状渗C体,脆性↑

渗N: 表面硬度,耐磨性,耐蚀性,疲劳强度↑

温度: 500~570℃ 最后工序.    为保证内部性能,氮化前调质

优点: 氮化后不淬火,硬度高(>HV850),氮化层残余压应力,疲劳强度↑

氮 化物抗腐蚀.  温度低,变形小.

碳氮共渗: 硬度高,渗层较深,硬度变化平缓,具有良好的耐磨性,较小的表面脆性.

 

歡迎來到Bewise Inc.的世界,首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力, 我們是提供專業刀具製造商,應對客戶高品質的刀具需求,我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求,我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質,這是現有相關技 術無法比擬的,我們成功的滿足了各行各業的要求,包括:精密HSS DIN切削刀具協助客戶設計刀具流程DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計超高硬度的切削刀具醫療配件刀具設計複合式再研磨機PCD地板專用企口鑽石組合刀 具粉末造粒成型機主機版專用頂級電桿PCD V-Cut捨棄式圓鋸片組粉末成型機主機版專用頂級電汽車業刀具設計電子產業鑽石刀具木工產業鑽石刀具銑刀與切斷複合再研磨機銑刀與鑽頭複合再研磨機銑刀與螺絲攻複合再研磨機等等。我們的產品涵蓋了從民生 刀具到工業級的刀具設計;從微細刀具到大型刀具;從小型生產到大型量產;全自動整合;我們的技術可提供您連續生產的效能,我們整體的服務及卓越的技術,恭 迎您親自體驗!!

BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool.com / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan

Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting toolaerospace tool .HSS  DIN Cutting toolCarbide end millsCarbide cutting toolNAS Cutting toolNAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end milldisc milling cutter,Aerospace cutting toolhss drillФрезерыCarbide drillHigh speed steelCompound SharpenerMilling cutterINDUCTORS FOR PCDCVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) Core drillTapered end millsCVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden FingerPCD V-CutterPCD Wood toolsPCD Cutting toolsPCD Circular Saw BladePVDD End Millsdiamond tool. INDUCTORS FOR PCD . POWDER FORMING MACHINE Single Crystal Diamond Metric end millsMiniature end millsСпециальные режущие инструменты Пустотелое сверло Pilot reamerFraisesFresas con mango PCD (Polycrystalline diamond) ‘FresePOWDER FORMING MACHINEElectronics cutterStep drillMetal cutting sawDouble margin drillGun barrelAngle milling cutterCarbide burrsCarbide tipped cutterChamfering toolIC card engraving cutterSide cutterStaple CutterPCD diamond cutter specialized in grooving floorsV-Cut PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert PCD Diamond Tool Saw Blade with Indexable InsertNAS toolDIN or JIS toolSpecial toolMetal slitting sawsShell end millsSide and face milling cuttersSide chip clearance sawsLong end millsend mill grinderdrill grindersharpenerStub roughing end millsDovetail milling cuttersCarbide slot drillsCarbide torus cuttersAngel carbide end millsCarbide torus cuttersCarbide ball-nosed slot drillsMould cutterTool manufacturer.

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豊富な パリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

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弊社の製品の供給調達機能は:

(1)生活産業~ハイテク工業までのエンドミル設計

(2)ミクロエ ンドミル~大型エンドミル供給

(3)小Lot生産~大量発注対応供給

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弊社の 全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web  www.tool-tool.com  for more info.

 

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版1ec0-02b00

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将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中,待其冷却凝固后,以获得 零件或毛坯的方法.

二 特点

    1 优点:

1)    可以生产形状复杂的零件,尤其复杂内腔的毛坯(如暖气)

2)    适应性广,工业常用的金属材料均可铸造. 几克~几百吨.

3)    原材料来源广泛.价格低廉. 废钢,废件,切屑

4)    铸件的形状尺寸与零件非常接近,减少切削量,属少无切削加工.

∴ 应用广泛: 农业机械40~70%  机床:70~80%重量铸件

    2 缺点:

1)    机械性能不如锻件(组织粗大,缺陷多等)

2)    砂性铸造中,单件,小批,工人劳动强度大.

3)    铸件质量不稳定,工序多,影响因素复杂,易产生许多缺陷.

铸造的缺陷对铸件质量有着重要的影响,因此,我们从铸件的质量入手,结合铸件 主要缺陷的形成与防止,为选择铸造合金和铸造方法打好基础.

铸造工艺基础

§1 液态合金的充型

充型: 液态合金填充铸型的过程.

充型能力: 液态合金充满铸型型腔,获得形状完整,轮廓清晰的铸件的能力

充型能力不足:易 产生: 浇不足: 不能得到完整的零件.

冷隔:没完整融合缝隙或凹坑, 机械性能下降.

一 合金的流动性

液 态金属本身的流动性----合金流动性

     1 流动性对铸件质量影响

1)    流动性好,易于浇出轮廓清晰,薄而复杂的铸件.

2)    流动性好,有利于液态金属中的非金属夹杂物和气体上浮,排除.

3)    流动性好,易于对液态金属在凝固中产生的收缩进行补缩.

     2 测定流动性的方法:

以螺旋形试件的长度来测 定: 如 灰口铁:浇铸温度1300℃ 试件长1800mm.

铸钢:           1600℃        100mm

     3 影响流动性的因素

主要是化学成分:

1)    纯金属流动性好:一定温度下结晶,凝固层表面平滑,对液流阻力小

2)    共晶成分流动性好:恒温凝固,固体层表面光滑,且熔点低,过热度大.

3)     非共晶成分流动性差: 结晶在一定温度范围内进行,初生数枝状晶阻碍液流

二 浇注条件

    1 浇注温度: t↑ 合金粘度下降,过热度高. 合金在铸件中保持流动的时间长,

∴  t↑ 提高充型能力. 但过高,易产生缩孔,粘砂,气孔等,故不宜过高

    2 充型压力: 液态合金在流动方向上所受的压力↑ 充型能力↑

如 砂形铸造---直浇道,静压力. 压力铸造,离心铸造等充型压力高.

三 铸型条件

  1 铸型结构: 若不合理,如壁厚小, 直浇口低, 浇口小等 充↓

  2 铸型导热能力: 导热↑ 金属降温快,充↓  如金属型

  3 铸型温度: t↑ 充↑   如金属型预热

  4 铸型中气体: 排气能力↑ 充↑ 减少气体来源,提高透气性, 少量气体在铸型与金属液之间形成一层气膜,减少流动阻力,有利于充型.

§2 铸件的凝固和收缩

1

2

3

铸件的凝固过程如果没有合理的控制,铸件易产生缩孔,缩松

一 铸件的凝固

       1 凝固方式:

铸件凝固过程中,其断面上一般分为三个区: 1—固相区 2—凝固区 3—液相区

对凝固区影响较大的是凝固区的宽窄,依此划分凝固方式.

1)     逐层凝固:

纯 金属,共晶成分合金在凝固过程中没有凝固区,断面液,固两相由一条界限清楚分开,随温度下降,固相层不断增加,液相层不断减少,直达中心.

2)     糊状凝固

合金结晶温度范围很宽,在凝固某段时间内,铸件表面不存在固体层,凝固区贯穿整个断面,先糊状,后固化.故---

3)     中间凝固

大多数合金的凝固介于逐层凝固和糊状凝固之间.

        2 影响铸件凝固方式的因素

1)    合金的结晶温度范围

范围小: 凝固区窄,愈倾向于逐层凝固

如: 砂型铸造, 低碳钢 逐层凝固, 高碳钢 糊状凝固

2)    铸件的温度梯度

合金结晶温度范围一定时,凝固区宽度取决于铸件内外层的温度梯度.

温度梯度愈小,凝固区愈宽.(内外 温差大,冷却快,凝固区窄)

二 合金的收缩

液态合金从浇注温度至凝固冷却到室温的过程中,体积和尺寸减少的现象 ---.是铸件许多缺陷(缩孔,缩松,裂纹,变形,残余应力)产生的基本原因.

       1 收缩的几个阶段

1)    液态收缩: 从金属液浇入铸型到开始凝固之前. 液态收缩减少的体积与浇注温度质开始凝固的温度的温差成正比.

2)    凝固收缩: 从凝固开始到凝固完毕. 同一类合金,凝固温度范围大者,凝固体积收缩率大.如: 35钢,体积收缩率3.0%, 45钢 4.3%

3)     固态收缩: 凝固以后到常温.  固态收缩影响铸件尺寸,故用线收缩表示.

        2 影响收缩的因素

1)     化学成分: 铸铁中促进石墨形成的元素增加,收缩减少. 如: 灰口铁 C, Si↑,收↓,S↑ 收↑.因石墨比容大,体积膨胀,抵销部分凝固收缩.

2)    浇注温度: 温度↑ 液态收缩↑

3)    铸件结构与铸型条件

铸件在铸型中收缩会受 铸型和型芯的阻碍.实际收缩小于自由收缩.∴ 铸型要有好的退让性.

        3 缩孔形成

在铸件最后凝固的地 方出现一些空洞,集中—缩孔. 纯金属,共晶成分易产生缩孔

*产生缩孔的基本原因: 铸件在凝固冷却期间,金属的液态及凝固受缩之和远远大于固态收缩.

         4 影响缩孔容积的因素(补充)

1)    液态收缩,凝固收缩 ↑ 缩孔容积↑

2)    凝固期间,固态收缩↑,缩孔容积↓

3)    浇注速度↓  缩孔容积↓

4)    浇注速度↑  液态收缩↑ 易产生缩孔

         5 缩松的形成

由于 铸件最后凝固区域的收缩未能得到补足,或者,因合金呈糊状凝固,被树枝状晶体分隔开的小液体区难以得到补缩所至.

1)    宏观缩松

肉眼可见,往往出现在缩孔附近,或铸件截面的中心.非共晶成分,结晶范围愈宽,愈易形成缩松.

2)    微观缩松

凝 固过程中,晶粒之间形成微小孔洞---

凝固区,先形成的枝晶把金属液分割成许多微小孤立部分,冷凝时收缩,形成晶间微小孔洞.  凝固区愈宽,愈易形成微观缩松,对铸件危害不大,故不列为缺陷,但对气密性,机械性能等要求较高的铸件,则必须设法减少.(先凝固的收缩比后凝固的小,因 后凝固的有液,凝,固三个收缩,先凝固的有凝,固二个收缩区----这也是形成微观缩松的基本原因.与缩孔形成基本原因类似)

         6 缩孔,缩松的防止办法

基本原则: 制定合理工艺—补缩, 缩松转化成缩孔.

顺序凝固: 冒口—补缩

同 时凝固: 冷铁—厚处. 减小热应力,但心部缩松,故用于收缩小的合金.

l             安置冒口,实行顺序凝固,可有效的防止缩孔,但冒口浪费金属,浪费工时,是铸件成本增加.而且,铸件内应力加大,易于产生变形和裂纹.∴主要用于凝固收缩 大,结晶间隔小的合金.

l             非共晶成分合金,先结晶树枝晶,阻碍金属流动,冒口作用甚小.

l             对于结晶温度范围甚宽的合金,由于倾向于糊状凝固,结晶开始之后,发达的树枝状骨状布满整个截面,使冒口补缩道路受阻,因而难避免显微缩松的产生.显然, 选用近共晶成分和结晶范围较窄的合金生产铸件是适宜的.

§3 铸造内应力,变形和裂纹

凝固之后的继续冷却过程中,其固 态收缩若受到阻碍,铸件内部就发生内应力,内应力是铸件产生变形和裂纹的基本原因.(有时相变膨胀受阻,负收缩)

一 内应力形成

        1 热应力: 铸件厚度不均,冷速不同,收缩不一致产生.

塑性状态: 金属在高于再结晶温度以上的固态冷却阶段,受力变形,产生加工硬化,同时发生的再结晶降硬化抵消,内应力自行消失.(简单说,处于屈服状态,受力—变形无 应力)

弹性状态: 低于再结晶温度,外力作用下,金属发生弹性变形,变形后应力继续存在.

举例: a) 凝固开始,粗 细处都为塑性状态,无内应力

∵两杆冷速不同,细杆快,收缩大,∵受粗杆限制,

不能自由收缩,相对被拉 长,粗杆相对被压缩,结果

两杆等量收缩.

b) 细杆冷速大,先进如弹性阶段,而粗杆仍为塑性阶段,随细杆收缩发生塑性收缩,无应力.

c) 细杆收缩先停止,粗杆继续收缩,压迫细杆,而细杆又阻止粗杆的收缩,至室温, 粗杆受拉应力(+),(-)

由此可见,各部分的温差越 大,热应力也越大,冷却较慢的部分形成拉应力,冷却较快的部分形成压应力.

预防方法: 1 壁厚均匀 2 同时凝固—薄处设浇口,厚处放冷铁

优点: 省冒口,省工,省料

缺点: 心部易出现缩孔或缩松,应用于灰铁锡青铜,因灰铁缩孔、缩松倾向小,锡青铜糊状凝固,用顺序凝固也难以有效地消除其显微缩松。

         2 机械应力

合金的线收缩受到铸型或型芯机械阻碍而形成的内应力。

机械应力是暂时的,落砂后,就自行消失.*机械应力 与热应力共同作用,可能使某些部位增加了裂纹倾向.

预防方法: 提高铸型和型芯的退让性.

         3 相变应力

冷却过程中,固态相变时,体积会发生变化.如A—P, A—P体积会增大,Fe3C—石墨,体积↑.  若体积变化受阻.则产生内应力---

铁碳合金三种应力在铸件不同部位情况如下表:

铸件部位

热应力

相变应力

机械应力

共析转变

石墨化

落砂前

落砂后

薄或外层

-

    +

  +

+

  0

厚或内层

+

    -

  -

  +

  0

前面讲过预防应力方法,若产生应力,还可通过自然时效和人工时效的方法消除应力.

二 变形与防止

铸件通过自由 变形来松弛内应力,自发过程.铸件厂发生不同程度的变形.

举例: 平板铸件

∵ 平板中心散热慢,受拉力.平板下部冷却慢.

∴ 发生如图所示变形

防止方法: 1壁厚均匀,形状对称,同时凝固. 2 反变形法(长件,易变形件)

残余应力:  自然时效,  人工时效---低温退火  550—650℃

三 铸件的裂纹与防止

铸件内应力超过强度极限时,铸件便发生裂纹.

   1 热裂纹: 高温下形成裂纹

特 征: 裂纹短,缝宽,形状曲折.缝内呈氧化色,无金属光泽,裂缝沿晶粒边界通过,多发生在应力集中或凝固处.  灰铁,球铁热裂少,铸钢,铸铝,白口铁大.

原因: 1  凝固末期,合金呈完整骨架+液体,强,塑↓

         2   含S—热脆   3  退让性不好

预防:  设计结构合理,  改善退让性,   控制含S量

    2 冷裂纹:  低温下裂纹

特征: 裂纹细,连续直线状或圆滑曲线,裂口表面干静,具有金属光泽,有时里轻微氧化色

原因: 复杂大工件受拉应力部位和应力集中处易发生; 材料塑性差;  P—冷脆

预防: 合理设计,减少内应力,控制P含量, 提高退让性

§4  铸件中的气体

常见缺陷, 废品1/3. 气体在铸件中形成孔洞.

一 气孔对铸件质量的影响

1 破坏金属连续性

2 较少承载有效面积

3 气孔附近易引起应力集中,机械性能↓ α σ-1 

4 弥散孔,气密性↓

二 分类(按气体来源)

  1 侵入气孔: 砂型材料表面聚集的气体侵入金属液体中而形成.

气体来源: 造型材料中水分, 粘结剂,各种附加物.

特征: 多位于表面附近,尺寸较大,呈椭圆形或梨形孔的内表面被氧化.

形成过程: 浇注---水汽(一部分由分型面,通气孔排出,另一部分在表面聚集呈高压中心点)—气压升高.溶入金属---一部分从金属液中逸出—浇口, 其余在铸件内部,形成气孔.

预防: 降低型砂(型芯砂)的发起量,增加铸型排气能力.

2 析出气孔: 溶于金属液中的气体在冷凝过程中,因气体溶解度下降而析出, 使铸件形成气孔.

原因: 金属熔化和浇注中与气体接触(H O NO CO等)

特征: 分布广,气孔尺寸甚小, 影响气密性

3 反应气孔: 金属液与铸型材料,型芯撑,冷铁或溶渣之间,因化学反应生成的气体而形成的气孔.

如: 冷铁有锈   Fe3O4 + C –Fe + CO↑  ∴冷铁附近生成气孔

防止: 冷铁 型芯撑表面不得有锈蚀,油污,要干燥.

                     §5 铸件质量控制

   1 合理选定铸造合金和铸件结构.

   2合理制定铸件技术要求(允许缺陷,具有规定)

   3 模型质量检验(模型合格—铸件合格)

   4 铸件质量检验(宏观, 仪器)

   5 铸件热处理: 消除应力,  降低硬度,提高切削性,保证机械性能,退火,正火等

 

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