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PCBN刀具 立方氮化硼CBN(Cubic Boron Nitride)是20世紀50年代首先由美國通用電氣(GE)公司利用人工方法在高溫高壓條件下合成的,其硬度僅次于金剛石而遠遠高于其它材料,因此它 與金剛石統稱為超硬材料。 CBN具有較高的硬度、化學惰性及高溫下的熱穩定性,因此作為磨料CBN砂輪廣泛用于磨削加工中。由于CBN具有優于其它刀具材料的特性,因此人們一開始 就試圖將其應用于切削加工,但單晶CBN的顆粒較小,很難制成刀具,且CBN燒結性很差,難于制成較大的CBN燒結體,直到20世紀70年代,前蘇聯、中 國、美國、英國等國家才相繼研制成功作為切削刀具的CBN燒結體——聚晶立方氮化硼PCBN(Polycrystalline Cubic Boron Nitride)。從此,PCBN以它優越的切削性能應用于切削加工的各個領域,尤其在高硬度材料、難加工材料的切削加工中更是獨樹一幟。經過30多年的 開發應用,現在已出現了用以加工不同材料的PCBN刀具材質。 1 PCBN刀具材料及其切削性能 1.1 PCBN刀具材料的種類 按添加成分分:有直接由CBN單晶燒結而成的PCBN和添加一定比例粘結劑的PCBN燒結體兩大類;按制造復合方式分:有整體PCBN燒結塊和與硬質合金 復合燒結的PCBN復合片兩類。目前應用較廣的是帶粘結劑的PCBN復合片,根據添加的粘結劑比例不同則PCBN硬度也不同,粘結劑含量越多則硬度越低、 韌性越好;粘結劑種類不同,則PCBN的用途也不同,如表1所示為常見粘結劑的PCBN刀具及其用途。 表1 常見粘結劑的PCBN刀具及其用途 CBN含量(%)-粘結劑種類-主要用途 ~60-TiN-淬火鋼 ~70-TiC-鑄鐵 ~70-Al2O3-鑄鐵 ~90-AlN-高強度鑄鐵 ~80-Co-耐熱合金鋼鑄鐵 1.2 PCBN刀具的切削性能 由于CBN晶體與金剛石晶體都屬閃鋅礦型,且晶格常數相近,化學鍵類型相同,因而CBN具有接近金剛石的硬度和抗壓強度,又因為其是由N、B原子所組成, 因此具有比金剛石更高的熱穩定性和化學惰性。PCBN刀具材料主要性能如下: (1)具有很高的硬度和耐磨性。CBN單晶的顯微硬度為HV8000~9000,是目前已知的第二高硬度的物質,PCBN復合片的硬度一般為 HV3000~5000。因此用于加工高硬度材料時具有比硬質合金及陶瓷更高的耐磨性,能減少大型零件加工中的尺寸偏差或尺寸分散性,尤其適用于自動化程 度高的設備中,可以減少換刀調刀輔助時間,使其效能得到充分發揮。 (2)具有很高的熱穩定性和高溫硬度。CBN的耐熱性可達1400~1500℃,在800℃時的硬度為Al2O3/TiC陶瓷的常溫硬度,因此,當切削溫 度較高時,會使被加工材料軟化,與刀具間硬度差增大,有利于切削加工進行,而對刀具壽命影響不大。 (3)具有較高的化學穩定性。CBN具有很高的抗氧化能力,在1000℃時也不產生氧化現象,與鐵系材料在1200~1300℃時也不發生化學反應,但在 1000℃左右時會與水產生水解作用,造成大量CBN被磨耗,因此用PCBN刀具濕式切削時需注意選擇切削液種類。一般情況下,濕切對PCBN刀具壽命無 明顯提高,所以使用PCBN刀具時往往采用干切方式。 (4)具有良好的導熱性。CBN材料的導熱系數低于金剛石但大大高于硬質合金,并且隨著切削溫度的提高,PCBN刀具的導熱系數不斷增大,因此可使刀尖處 熱量很快傳出,有利于工件加工精度的提高。 (5 具有較低的摩擦系數。CBN與不同材料的摩擦系數在0.1~0.3之間,大大低于硬質合金的摩擦系數(0.4~0.6),而且隨摩擦速度及正壓力的增大而 略有減小。因此低的摩擦系數及優良的抗粘結能力,使CBN刀具切削時不易形成滯留層或積屑瘤,有利于加工表面質量的提高。 2 PCBN刀具應用于先進切削加工工藝 2.1 適用于高速及超高速切削加工技術 PCBN刀具最適合于鑄鐵、淬硬鋼等材料的高速切削加工。由PCBN刀具切削鑄鐵及淬硬鋼時刀具后刀面磨損與切削距離的關系可以看出:當切削速度超過一定 限度后,切削速度越高,PCBN刀具后刀面磨損速度反而越小,即高速切削下刀具的壽命反而高,這一特點尤其適合現代高速切削加工。 2.2 硬態切削加工技術的最佳刀具材料 對淬硬件(硬度HRC55以上)的精加工,通常采用磨削加工方法來完成,然而隨著刀具材料發展及車床(尤其是數控車床)加工精度的提高,以硬態切削代替磨 削來完成零件的最終加工已成為一個新的精加工途徑,這種以車代磨的工藝方法有以下優點: (1)可提高加工柔性,突破了砂輪磨削的限制,通過改變切削刃及走刀方式可以加工出幾何形狀各異的工件; (2)切削加工中的環保問題日益嚴峻,磨削加工產生的廢液和廢棄物越來越難以處理和清除,而且對人體有害,而硬態切削無須加冷卻液,意義重大; (3)切削效率高,加工時間短,設備投資費用小,可降低加工成本; (4)切除相同體積所消耗的能量僅為磨削的20%,因此產生的切削熱較少,加工表面不易引起燒傷和微小裂紋,易于保持工件表面性能的完整性; (5)同樣金屬去除率情況下,硬態切削較磨削節省能源。 通常用于硬態切削的刀具材料有陶瓷、TiC涂層刀片及PCBN刀具材料,但要在較高速度(1000m/min以上)下進行硬態車削,PCBN是最佳刀具材 料品種。如在汽車變速箱同步器套撥叉(材料為20CrMnTi,硬度為HRC58~62)加工采用以車代磨后,效率提高4倍以上,加工成本降低為原來磨削 工藝的1/3~1/2。 2.3 進行干切削加工工藝的理想刀具材料 由于經濟與環保方面的原因,近幾年干切削加工方法已成為機械制造領域中的重點研究課題。我們首先來看一下濕切工藝由于使用切削液帶來的問題: (1)長期暴露在空氣中或切削加工中由切削熱造成的切削液霧狀揮發,容易污染環境、危害操作者健康,切削液中的硫、氯等添加劑危害更大,影響加工表面質 量; (2)切削液的使用影響加工成本,據統計,切削液占生產成本的15%,而刀具費用僅占3%~4%; (3)切削液的滲漏、溢出會污染環境,易發生安全、質量事故; (4)切削液的傳輸、回收、過濾等裝置及其維護費用較高,增加了生產成本。 由于以上原因,干切削加工工藝已在西方工業發達國家有了相當的應用。由美國Makino公司推薦的“紅月牙”(Red Crescent)干切工藝,既可以充分發揮刀具的切削性能,與濕切相比又能大大提高生產率。其機理是由于切削速度很高,產生的熱量聚集于刀具前部,使切 削區附近材料達到紅熱狀態,屈服強度下降,進而達到提高切削效率的效果。采用紅月牙干切削工藝的前提條件是在較高切削溫度下,被切材料強度有明顯下降,變 得易切削,而刀具材料的強度在同樣狀態下要有較好的紅硬性及熱穩定性,還要有較好的耐磨性和抗粘結性。 適用于干切工藝的刀具材料有陶瓷、金屬陶瓷、涂層硬質合金及PCBN刀具材料等等,但就紅硬性和熱穩定性來說,PCBN材料是最適合干切工藝的刀具材料, 且由于PCBN刀具材料具有上述優點,更適于高速條件下的干式切削加工,用PCBN刀具切削灰口鑄鐵干切削和濕切削兩種情況下的對比可以看出:PCBN在 高速干切情況下,比濕切削具有更高的刀具壽命。 2.4 適應于自動化加工及難加工材料加工 PCBN刀具有很高的硬度及耐磨性,能在高切削速度下長時間地加工出高精度零件(尺寸分散性小),大大減少換刀次數和刀具磨損補償停機所花費的時間。因 此,很適合于數控機床及自動化程度較高的加工設備,并且能使設備的高效能得到充分發揮。 在難加工材料應用方面,PCBN刀具也顯示了其卓越的性能,如表面噴焊(涂)材料的加工,用其它材料刀具加工,刀具壽命極低,也無法采用磨削方法加工,而 PCBN是惟一適合的刀具材料;又如,在石油電站設備中使用的高合金耐磨鑄鐵,采用PCBN刀具較硬質合金刀具提高切削效率4倍以上,單件刀具成本下降為 原來的1/5。另外在硬質合金等燒結材料的切削加工方面,PCBN刀具也顯示了很好的切削性能。 2.5 PCBN刀具的應用事例 由于PCBN具有較高的硬度和耐磨性,在高溫下不與鐵族金屬起反應的化學惰性,因此主要用于高硬度材料及難加工材料的切削加工,如淬硬鋼、高合金耐磨鑄 鐵、高溫合金、高速鋼、表面噴焊材料、燒結金屬材料等難加工材料的切削加工。 (1)加工淬硬鋼,可起到以車代磨的效果,由于切削深度比磨削深度大十幾倍以上,因此加工效率高,表面不產生燒傷。如以車代磨加工變速滑動齒輪 (20CrMnTi,硬度為HRC58~62)時,切削比原磨削加工效率提高4倍以上。 (2)加工高合金(含鎢或鉻18%)耐磨鑄鐵,切削速度較硬質合金刀具提高10倍以上,切削效率提高4倍以上。 (3)加工高鈷鉻鉬耐蝕耐熱合金,PCBN刀具切削速度為160m/min,是硬質合金刀具的8倍。 (4)加工熱噴涂(噴焊)材料,表面噴焊件無法用磨削加工,而用硬質合金刀具切削效率極低,改用PCBN刀具后可提高加工效率,節省加工費用50%以上。 PCBN刀具還可用于有色金屬的精密切削及燒結金屬的切削加工等等。 3 PCBN刀具使用上的注意點 如果正確選擇切削用量、刀具幾何參數及其他加工條件,則PCBN是一種高效長壽命刀具,能創造很高的經濟效益,但如果使用方法不當,則會造成很大的浪費。 (1)合理選擇切削用量:切削速度要根據被加工材料進行選擇,一般要大大高于硬質合金刀具。切削硬度HRC55~65的淬硬鋼可選切削速度為 80~120m/min,由于PCBN切削硬材料是將切削區內微小區域的金屬軟化而進行的,因此切削速度過低時,就不能發揮PCBN刀具的切削性能。進給 量一般不能大于0.2mm/r,背吃刀量一般選擇小于0.3mm。 (2)合理選擇刀具幾何參數:由于PCBN刀具的韌性高于陶瓷,低于硬質合金,因此刀具幾何參數的選擇主要考慮的就是保證刃口強度,刀具前角一般選擇 (0°~-10°),后角選擇較小,為10°左右。除特殊要求外,為保證刀尖強度,刀尖角一般不要小于90°;刃口要磨出負倒棱,一般取為 0.2mm×(-15°~-30°),使用前要用30~50倍放大鏡對刀具進行檢查,確保刃口無崩刃。 (3)冷卻與潤滑:對其他材料刀具,采用冷卻潤滑液有利于提高加工表面和延長刀具壽命,但對PCBN刀具除極特殊情況下,不加冷卻液同樣可達到理想的加工 質量和較長的刀具壽命,對PCBN刀具來說是怕軟不怕硬。若使用冷卻液,則不能使用水溶性冷卻液,因為CBN易在1000℃產生水解作用,造成刀具嚴重磨 損。 (4)對機床的工藝系統:由于PCBN刀具多用于淬硬鋼及耐磨鑄鐵等難加工材料的切削加工,且刀具有負倒棱,因而徑向力較大。這就要求機床剛度和精度要 好,系統振動要小,刀具安裝時懸臂要小,PCBN刀具不宜用于荒面加工。 目前,雖然PCBN刀具材料的價格相對硬質合金及陶瓷刀具的價格還偏高,但均攤到每個工件上的刀具成本卻低于其他材料刀具,采用先進切削加工工藝時,若將 磨削機床等設備投資攤入生產成本,則PCBN刀具的使用會帶來更大經濟效益。對一般中小企業來說,精加工工序的磨削加工始終是制造過程的瓶頸,若購置性能 好的車床,采用PCBN刀具,應用以車代磨等先進切削加工工藝,即可節省設備投資、提高生產率,又可大大增加加工過程的柔性。另外,目前由于人員費用的增 大及環境保護方面的要求,大力推廣使用PCBN刀具,充分發揮其潛在效能,提高切削加工技術水平也是具有重要意義的。 (我也是網上找得,你要是還想知道什么,自己找就好了,搜索立方氮化硼)

參考資料: 百度百科 

引用出處: 

 http://www.amwayft.com/pcd/1633.html

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Australian researchers are getting ready to conduct human trials next year of a smart chip, which, when implanted in the spinal cord, can measure and stop pain signals from traveling to the brain.

 

 

 

 

 

The technology, targeting chronic pain, was developed in Sydney by National ICT Australia (NICTA) over the last two years by experts in biomedical, electrical, and mechanical engineering, as well as textile technology and software applications.

The smart chip is put into a biocompatible device, which is a little smaller than the head of a match. A couple of the devices are sewn into a 1.22mm-wide micro-lead made from polymer yarn and electronic wires. The wires are then inserted into the spine (or elsewhere) and connected to a device containing a battery and a computer processor. The battery can be charged wirelessly.

 

Read more at "Sydney scientists beat pain with spinal chip" at ZDNet Australia.

 

 

 

 

Topics:

Research,

Innovation and entrepreneurship,

Science and biotech

 

 

Tags:

smart chips,

NICTA,

pain,

health



 

引用出處: 

 http://tw.myblog.yahoo.com/lifung-biz/article?mid=4379&prev=-1&next=4378

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目前可進入量產階段的太陽光電技術,以單/多晶矽、薄膜(Thin Film)以及新興高聚光型(HCPV)三大技術為主,在這三大技術領域中也有許多台灣廠商投入其中。

【撰文/鍾榮峯】

目前可進入量產階段的太陽光電技術,以單/多晶矽、薄膜(Thin Film)以及新興高聚光型(HCPV)三大技術為主,在這三大技術領域中也有許多台灣廠商投入其中。

從 整體市場佔有率來看,單/多晶矽依舊穩居太陽能市場主流,預估比重佔85%左右,至於薄膜太陽能約佔整體市場的10%,新興的聚光型產品已經有 5%的市佔率。量產能力、製程成熟度、轉換效率、採光穩定度、材料和製程成本等因素,是評比多晶矽、薄膜和高聚光型材料太陽能技術應用的主要區分點。

穩定供應材料是單/多晶矽擴產關鍵

單 /多晶矽太陽能技術在量產能力、製程成熟度和製程成本上都具有相當的優勢,不過由於晶矽材料只能吸收到可見光光譜範圍的波長,所以光源轉換效能的 成長空間比較小。此外,晶矽材料的溫度係數較高,容易受到溫度變化影響採光效能,日照瓦數的穩定度也因此較低。因此在陰天多雲的氣候變化下,單/多晶矽太 陽能面板的採光效能會隨之受限,呈現線性下降的反應。

另一方面,單/多晶矽價格波動幅度過大,矽晶材料廠商也會以庫存方式哄抬市場價格, 對於產能滿載的台灣電池和模組廠來說,形成不小的成本壓力。茂迪 執行長張秉衡在台灣國際太陽光電論壇發表演講時指出,如何建立長期穩定的晶矽材料供應鏈,是降低單/多晶矽太陽能面板成本的重要關鍵。台灣儘管在今年已經 重建太陽能產業的發展契機,不過值得注意的是,在具有高獲利的上游矽晶材料部份,台灣廠商的掌握程度仍舊不足,目前只有福聚太陽能可以量產多晶矽。相較而 言,南韓的OCI在短短的三年之內,已經成為全球多晶矽第三大的供應大廠,對於台灣多晶矽太陽能產業發展來說,是個值得注意的警訊。因此垂直整合矽晶原 料、電池、模組或逆變器的一條龍生產模式,正逐漸成為台廠單/多晶矽太陽能廠商控制成本的營運方向。

薄膜太陽能技術各有一片天!

薄 膜太陽能電池則主要以非晶矽A-Si、非微晶堆疊(Micromorph)和銅銦鎵硒(CIGS)三大類為主,薄膜太陽能面板的透光性比多晶矽來 得高,也具有可撓性,且採用強化玻璃材質,相較於單多晶矽太陽能面板,也較不易破裂破碎。相較於單/多晶矽,薄膜太陽能也較不受日照、濕度和遮蔽效應影 響。

A-Si量產能力可威脅單/多晶矽

從量產能力來看,目前A-Si和 Micromorph都可進入量產階段,A-Si的量產穩定度可達99%,Micromorph大概在90%左右。 CIGS剛進入量產階段,產能則仍有待加強,良率也不夠高。旭能光電(SUNNER SOLAR)副董事長歐政豪博士指出,相較於單/多晶矽和高聚光型(HCPV)材料和設備的成本,儘管薄膜太陽能面板的生產設備並不便宜,不過HCPV和 多晶矽的材料成本相對較為昂貴,因此薄膜太陽能面板的成本結構仍相對較低。

A-Si製程由於研發時程已有一段時日,材料成本也相對穩定,儘管生產設備也不便宜,整體生產成本相對低廉。整體來看,A-Si薄膜太陽能產品應用具有發展潛力,材料、量產和良率穩定度高且不斷成熟,對於佔主導地位的多晶矽太陽能產品最具威脅性。

CIGS後勢看漲 確立製程標準才能擴產

具備低成本和高轉換效率潛力的銅銦鎵硒(CIGS)製程,也成為薄膜太陽光電領域備受矚目的焦點。綠陽光電、台積電、友達、錸寶等,正積極參與CIGS薄膜太陽能的開發作業。

由 於CIGS對於溫度係數較不敏感,可吸收漫射光,因此可吸收的光譜較寬,光吸收的角度沒有單/多晶矽太陽能來的狹窄,因此總發電量較高。另外,不 同於其他非晶矽(A-Si)和非微晶堆疊(Micromorph)採用氣體沈積的製程方式,CIGS製程主要可分為真空製程和非真空製程,前者須經過共蒸 鍍和濺鍍製程,後者則採用化學電鍍和奈米印刷。真空濺鍍製程可滿足大量量產的需求,成本頗具競爭優勢。

目前CIGS製程主流分成幾大類, 也沒有標準產線可以購買,幾乎所有的廠商都是客製化機台,因此產能與產線放大,勢必要考量到機台供應的速度。最關 鍵的是,模組面積放大,薄膜太陽能模組均一性控制難度也隨之增加,轉換效率就會跟著模組面積增加而下降,CIGS製程也會面臨相同的問題。值得注意的 是,CIGS所需關鍵材料銅銦鎵硒中的銦,屬於高度敏感的稀土原料,能不能獲得穩定的供應來源仍需諸多考量。

正由於目前並沒有標準化的CIGS製程,因此投入CIGS的廠商,一開始必須以一條龍的生產方式,整合開發電池、模組和生產製程設備,初期投入資金壓力相對最高。雖然CIGS薄膜太陽能電池在台積電和友達的加持下聲勢高漲,但是距離量產階段仍有段距離。



 

引用出處: 

 http://tw.myblog.yahoo.com/lifung-biz/article?mid=4378&prev=4379&next=4377

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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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與2009年相較,2010年的太陽能市場幾乎可用「暴衝」來形容。研究機構Gartner研究副總裁Philips Koh表示,太陽能裝置量在今年呈現兩倍成長,達到15.2GW,激勵各家廠商積極擴產。

【撰文/朱致宜】

然而,宛若墨菲定律應驗,當供給量產能豐沛同時,太陽能產業較發達的歐洲國家卻在下半年決定逐步縮減政策補貼。因此,市場開始出現了分歧雜音。

Gartner 與另一家太陽能市調機構Solarbuzz的看法同樣趨於保守。Solarbuzz總裁Craig Stevens認為政策變化與經濟發展重挫都將讓歐洲市場進入冷卻階段;而Philips Koh也坦承,2011年太陽能市場恐僅有5%的牛步成長、需求量僅16GW,但業界急速擴展至20GW的供給量,供需之間的落差令人相當憂心。

【漂移現象】以德國為首、全歐洲勒緊褲袋

為什麼歐洲國家政策改變,竟能夠讓眾人如此「皮皮挫」?這要從太陽能產業對政策的強烈依賴性談起。

最大宗的太陽能技術應用是發電廠的設置,電力設施屬於國家級民生基礎建設,且太陽能佈建成本仍然居高不下,長期以來,偏向買方市場的太陽能產業依附著各國政策補貼而生。其中,最早開始扶植太陽能產業發展的德國,可說是在潔淨能源領域建立了傲視全球的「日耳曼帝國」。

截 至今年上半年,德國仍然是目前全球最大的太陽能市場所在地,根據Solarbuzz所提供的數據,60%的市佔率與去年同期相較,增加了18%的 空間。在2009年令人聞風喪膽的金融海嘯中,德國持續的投資是讓太陽能產業撐過景氣谷底的力量,可見德國在在整體產業中所扮演的角色非常重要,也已經擁 有一定的商業模式。

但德國政府從今年開始將陸續減少補貼額度,屋頂太陽能發電系統(Roof Systems)的補助額度分兩波調整,今年7、10月各調降13%、3%;至於地面架設系統(Ground Mounted System)和公用事業系統(Utility Market System),第一階段下修12、8%,第二階段均再調降3%。

德國並不 是唯一調降補貼額度的國家。捷克、法國、義大利都有一定程度的政策調整。回顧2010年,南歐多國遭遇債信危機,政府推動太陽能產業發展的 力量不如以往;而德國產業已有一定規模,政府看來決定逐步「收手」。事實上,在歐元持續走疲的狀況下,急速上升的太陽能裝置建置規模,已對金融體系備受考 驗的歐洲各國政府造成可觀的負擔。

也所以,今年太陽能裝置量暴增的原因,對於長期市場來說不完全是正向訊息,因為廠商們可能是想把握政策調整前的「Final sale」,即便今年第四季當真淡季不淡,2011年補貼減少後,需求力道仍然會減弱。

【尋找新大陸】三階段佈局新興出海口

隨著德國與歐洲市場步入冷卻期,勢必得尋找新的出海口,以消化業界積極闢建的新產能。不過,在Craig Stevens的眼中,德國對全球太陽能市場的貢獻根深蒂固,短期內很難由單一國家取代。而Gartner也說,至少2014年前,德國都還會是最大的市場所在。

歐洲當然也不會火速退場,今年四月開始導入電力收購制度(FIT)的英國,就是逆勢啟動的代表,短線看來,近期大工程發包頻繁的美國、日本,也是動力來源。不過,在各家研究機構發表的預測一致同意了一個不可忽略的趨勢-亞洲市場將成為未來太陽能商機啟動的最大推進器。

Step1.短線英美日

刺激政策各有春秋

在Solarbuzz的看法中,短線能看到最大市場成長的區域就是美國,日本相對來說也是穩定成長的區域,這些國家都有獎勵太陽能裝置的使用,但獎勵對象與辦法都有些許差異。

美 國政府鎖定對象是電力業者,積極推動「再生能源配比標準(Renewable Portfolio Standard;RPS)」,迫使電力業者必須積極採用再生能源中進度相對穩定成熟的太陽能電池。Solarbuzz預估,2014年太陽能電池市場將 可成長至4.5至5.5GW,是2009年的10倍之多,平均複合年增率為30%。

而英國的電力收購制度(FIT)則是鼓勵規模小、分 散 式且自行發電的個別家庭進行安裝。Solarbuzz數據指出,4月FIT制度導入前,太陽能 電池安裝量不到500件,但5月份暴增一倍至近1000件,今年8月已有3600件的申請,可見FIT制度對推廣太陽能的立即可效。另一家市調機構 iSuppli預估,2014年英國太陽能系統安裝量可達到501MW。

日本的獎勵政策將在明年2月開始接受申請。雖然並非針對單一太陽能 產業,而是涵括了風力發電、生質能發電等新能源事業,但是祭出的補助金額非常高, 至多可達事業費的三分之一,整案上限為十億日圓;除此外,民間企業若願意導入,也能得到二分之一的事業補助費。Solarbuzz因此認為日本的成長力道 相當強勁。

不過,即使如美國這般倚靠大單急速成長的市場,太陽能市場仍然很容易受到金融事件的影響。如房市會間接影響到屋頂太陽能的應 用 量,今年七月美國成屋 銷售額慘澹、跌落六月的近乎一半,其中獨棟屋受到的衝擊最大,不巧這正好是太陽能板應用最廣的屋型,在當時,對美國太陽能類股都有著立即性的挫跌影響。

 

※延伸閱讀:

晶矽、薄膜、高聚光互不相讓 !太陽能量產逆勢看漲

【完整內容請見《零組件雜誌》2010.12月號】

引用出處: 

 http://tw.myblog.yahoo.com/lifung-biz/article?mid=4377&prev=4378&next=4375

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稀土金屬,或稱稀土元素,是元素周期表第Ⅲ族副族元素鈧、釔和鑭系元素共17種化學元素的合稱。鈧和釔因為經常與鑭系元素在礦床中共生,且具有相似的化學性質,故被認為是稀土元素。

與 其名稱暗示的不同,稀土元素(鉕除外)在地殼中的丰度相當高,其中鈰在地殼元素丰度排名第25,佔0.0068%(與銅接近)。然而,由於其地球化學性 質,稀土元素很少富集到經濟上可以開採的程度。稀土元素的名稱正是源自其匱乏性。人類第一種發現的稀土礦物是從瑞典伊特比村的礦山中提取出的矽鈹釔礦,許 多稀土元素的名稱正源自於此地。



多數呈銀灰色,有光澤,晶體結構多為HCP或FCC。性質較軟,在潮濕空氣中不易保存,易溶於稀酸。

原子價主要是正三價(鈰正四價較穩定,鐠和鋱也有極個別的四價氧化物,釤、銪、鐿有二價化合物),能形成穩定的配合物及微溶於水的草酸鹽、氟化物、碳酸鹽、磷酸鹽及氫氧化物等。

在三價稀土氧化物中,氧化鑭的吸水性和鹼性與氧化鈣相似,其餘則依次轉弱。三價稀土的化學性質除鈧的差異較顯著外,其餘都很相似,所以分離較難。

根據稀土元素原子電子層結構和物理化學性質,以及它們在礦物中共生情況和不同的離子半徑可產生不同性質的特徵,十七種稀土元素通常分為二組:

輕稀土包括:鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓。

重稀土包括:鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鑥、鈧、釔。

也可分為鈰組(鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤)和釔組(銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、釔)。

稀土分類列表

Z 化學符號 名稱 詞源 應用範圍

21 Sc 鈧 來自拉丁語Scandia (斯堪的納維亞),那兒第1個稀土礦被發現. 鋁鈧合金

39 Y 釔 來自瑞典伊特比村,那兒第1個稀土礦被發現。 釔鋁(YAG)石榴石,YBCO 高溫超導

57 La 鑭 源自希臘語"lanthanon",意為我藏起來了. 高折射率玻璃,燧石,氫氣儲藏裝置,電池電極,照相機鏡片,石油提煉液體催化過程(FCC)催化劑

58 Ce 鈰 源自侏儒星球穀神星. 化學氧化劑,拋光粉,玻璃及瓷器染黃色劑,石油提煉自清爐子液體催化過程(FCC)催化劑等。

59 Pr 鐠 來自希臘語"praso",意為韭菜綠,及"didymos",意思為雙胞。 稀土磁鐵,雷射,綠色玻璃及瓷器,燧石

60 Nd 釹 來自希臘語"neo",含意為新來的,而"didymos",意為雙胞。 稀土磁鐵,雷射,及紫色玻璃及瓷器,瓷電容器。

61 Pm 鉕 源自提坦普羅米修斯,他從將火帶給凡人。 核電池

62 Sm 釤 源自Vasili Samarsky-Bykhovets,他發現稀土礦脈samarskite。 稀土磁鐵,雷射,中子捕獲裝置,激微波

63 Eu 銪 來自歐洲大陸。 紅及藍的磷光器具,雷射,水銀燈

64 Gd 釓 源自Johan Gadolin(1760–1852),紀念他對稀土礦的調查。 稀土磁鐵,高折射指數玻璃,或石榴石,雷射,X射線管,電腦記憶體,中子捕獲裝置

65 Tb 鋱 源自瑞典伊特比村。 綠色磷光器,雷射,螢光燈

66 Dy 鏑 源自希臘語"dysprositos",意為困難取得. 稀土磁鐵,雷射

67 Ho 鈥 源自斯德哥爾摩 (拉丁語,"Holmia"),為最初發現地。 雷射

68 Er 鉺 源自瑞典伊特比村。 雷射,釩鋼

69 Tm 銩 源自Thule神秘之地。 可攜式X射線機

70 Yb 鐿 源自瑞典伊特比村。 紅外線雷射,化學還原劑

71 Lu 鑥 源自法國村鎮Lutetia,這個村鎮也變成後來的巴黎。

如下所列之簡寫字母的表示:

  • RE = 稀土
  • REM = 稀土金屬
  • REE = 稀土元素
  • REO = 稀土氧化物
  • LREE = 輕稀土元素(La-Sm)
  • HREE = 重稀土元素(Eu-Lu)

 

各個稀土元素常以差別很大的不同量存在於同一礦石中,如獨居石及氟碳鈰礦中以輕稀土為主,鈧釔礦石以鈧和釔為主,黑稀金礦以釔及重稀土為主。

全世界已知有約9261萬噸稀土礦,其中有三成儲藏在中國。內蒙古包頭市的白雲鄂博混合礦儲量巨大,是目前世界第一大稀土礦。

其它擁有稀土資源的國家和地區有美國、獨立國協、澳大利亞、印度、加拿大、南非和巴西等,而歐盟和日本基本沒有稀土資源,它們的稀土來源主要從中國進口。

[編輯] 稀土金屬在中國

鄧小平曾說過:「中東有石油,中國有稀土」,中國是唯一能夠提供全部17種稀土金屬的國家,已探明儲量(en:Proven reserves)為8389萬噸(稀土氧化物),佔世界總儲量的56%。

但如果同1998年美國礦務局提供數據相比,因過度開採和廉價出口(有媒體譏諷為「豬肉價」),中國稀土儲量已下降了22%。目前已探明儲量佔世界總儲量的37%,政府已準備出台相關措施以應對。

現時全球97%稀土元素都在中國生產。近年開始,中國正逐漸減少稀土的出口量。另鑑於中國近期限制稀土出口,各國將著眼於澳洲的稀土礦。

稀土已被廣泛應用於國防工業、冶金、機械、石油、化工、玻璃、陶瓷、紡織、皮革、農牧養殖等各傳統方面領域,在社會生活中幾乎隨處可見,它們神奇地隱藏在某些東西里。

作為改性添加元素在鋼鐵和有色金屬中加入極少量稀土就能明顯改善金屬材料性能,提高鋼材的強度及耐磨性和抗腐蝕性能力。

 

具 體的稀土金屬包括:鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、鉕(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥 (Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、鑥(Lu)以及與鑭系的15個元素密切相關的兩個元素——鈧(Sc)和釔(Y),稱為稀土元素(Rare Earth),簡稱稀土(RE)。

「稀土」中的「土」字實際上指的是氧化物。這些元素被發現時人們以為它們在地球上分布非常稀少。實際上它們在地殼內的含量相當高,最高的鈰是地殼中第25豐富的元素,比鉛還要高。而最低的「稀土金屬」鑥在地殼中的含量比金甚至還要高出200倍。因此,國際純粹與應用化學聯合會現在已經廢棄了「稀土金屬」這個稱呼。

引用出處: 

 http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E7%A8%80%E5%9C%9F%E9%87%91%E5%B1%9E

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航空機械鉸刀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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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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稀土金屬(Rare-erth metal, 簡稱RE或REM) 被稱為是"21世紀的科技金屬" ,之所以如此稱呼是因為它的用途相當廣泛,從日常生活用到的汽車觸媒轉換器、石油精煉用催化劑、永磁馬達中的磁性材料、打火機的雷石、玻璃及陶瓷的染料 等,到特殊領域用途如航太零件、電子、雷射、核能工業、超導體等,是高科技產業中不可或缺的添加劑;在冶金方面更可以大幅提高鋼材/鋁/鎂/鈦合金材料的 性能,就連近來常常佔據新聞版面豐田汽車的 Prius,其電動馬達和電池運作也需要耗費大量的稀土金屬。儘管全球稀土的交易金額不過數十億美金,但卻是高科技產業關鍵原料,因此,工業大國無不將稀 土金屬是為戰略資源,其重要性不言而喻。

 

稀土元素是鑭系元素系稀土類元素群的總稱,包含鈧Sc、釔Y及鑭系中的鑭La、鈰Ce、鐠Pr、釹Nd、釤Sm、銪Eu、釓Gd、鋱Tb、鏑Dy、鈥Ho、鉺Er、銩Tm、鐿Yb、鎦Lu,共17個元素。稀土元素分爲「輕稀土元素」和「重稀土元素」”:

「輕稀土元素」指原子序數較小的鈧Sc、釔Y和鑭La、鈰Ce、鐠Pr、釹Nd、釤Sm、銪Eu。

「重稀土元素」原子序數比較大的釓Gd、鋱Tb、鏑Dy、鈥Ho、鉺Er、銩Tm、鐿Yb、鎦Lu。

 

世 界各國對稀土與能源有關領域的研究給予極大重視。稀土資源發展前景極其光明,目前全世界稀土市場每年需求折合成稀土氧化物約8~9萬噸。但在礦產供應上卻 有著先天上的問題,那就是稀土金屬的蘊藏量雖不稀少,但分散,根據USGS的統計資料顯示,大陸就占了全球蘊藏量的1/3、內蒙古的白雲鄂博區更是全球最 大的稀土礦區。全球稀土金屬蘊藏量分布情況分別為大陸(30.86%)、美國(14.88%)、澳洲(5.99%)、獨立國協(21.67%)、印度 (1.30%)、巴西(0.10%)、馬來西亞(0.03%)及其他地區(25.17%)。自1980年中起,美國因為環保、開採成本高、失去價格競爭優 勢等因素下,目前已不再開採。自2008年起大陸的稀土金屬產量已佔全球97%,是全球稀土金屬最主要的供應國,印度約2.2%,巴西與馬來西亞不到 1%。號稱大陸「改革開放總設計師」的鄧小平就曾說過:「中東有石油,大陸有稀土」,北京很早就看出這類金屬的價值,現在大陸也效法「石油輸出國家組 織」(OPEC)處理石油的態度,嚴加控管這類重要的天然能源供應。

 

從稀土的耗用量來看,日本是全球最大的稀土消費國之 一,占世界稀土應用總量近30%的份額,年進口規模超過3萬噸,同時,日本也是目前世界上應用稀土實現附加值最高的國家,用於高新技術領域的稀土占到其總 用量的90%以上,主要應用在永磁與拋光材料方面,2009年估計日本被分配到稀土總進口量約3.8萬噸,Toyota與Honda兩家車廠就可能耗用到 所有的配額。因此日本從2007年起開始實施稀有金屬替代材料開發專案,針對銦(In)、鏑(Dy)、鎢(W)、白金(Pt)、鈰(Ce)、鋱(Tb)等 進行替代材料的研發,期能減緩對大陸限制稀土出口所造成的衝擊。同時日本也已經開始尋找替代來源。據瞭解,Toyota已轉向加拿大(西北地區索爾湖開發 中的稀土元素礦床)和越南尋求稀土資源,日本住友商事(Sumitomo)也已加速與哈薩克最大核能電力公司的合資計劃,以確保大陸以外的稀土金屬供應來 源。

 

美國是世界上另一個稀土應用大國,用於高新技術領域的稀土占到其總用量的77%,國防武器所用的稀土也有高達九成來自 大陸每年的稀土進口規模約2萬噸,面對著稀土需求及大陸對稀土金屬輸出的管制,目前雖無稀土開採作業,但計畫將美國加州一處稀土元素礦場於2012年時重 新開採,這個位於加州帕斯山(Mountain Pass)的露天礦場,面積廣達55英畝(22.3公頃),蘊含世界已知最豐富的一系列「稀土」(rare earth)金屬,開採計畫將由總部設於科羅拉多州(Colorado)的Molycorp Minerals LLC公司來進行,估計在未來數年內恢復提煉數千噸產品,以因應美國本身的需求。目前最大宗應用市場包括拋光微晶玻璃、車用觸媒轉換器、以及用在電腦螢 幕、電燈、雷達、電視等的磷光劑。

 

稀土金屬之所以重要是因為在許多綠能產品生產過程中都會需要用到,如電動車用永磁馬達、風力機用發電機、以及節能燈泡等,在材料上都對稀土金屬有相當程度的仰賴。

 

電 動車:專家指出,每一具 Prius 的電動馬達就需要 1.2公斤的「釹」,每個電池則需要 10-15 公斤的「鑭」。而當豐田汽車要提高車輛的燃油經濟性時,稀土金屬的使用量就要加倍。電動車用驅動馬達目前有永磁馬達(如日本三菱的iMiEV)與感應馬達 (美國Tesla的電動跑車)兩大主流;其中,永磁馬達必須使用到磁性材料,若以50KW的馬達來看,每輛電動車約需用到1,500克的磁性材料當中就包 括鐠Pr、釹Nd、鋱Tb、鏑Dy等稀土金屬。隨著電動車產業的發展,在各國環保車輛政策加持及石油價格不斷攀高下,對於稀土金屬的需要將會日益擴大。

 

節 能燈泡:在節能環保的議題催生下,已有許多國家開始要求限用傳統燈泡而改用節能燈泡。歐盟規定於2012年起禁用傳統白織燈泡,改用節能燈泡、LED燈 泡。美國及澳洲則採去階段式實施,分別於2014年及2010年開始。大陸有出台高效明產品推廣政策,台灣則有五八五白織燈汰換計畫。節能燈的成長將可帶 動稀土螢粉的需求,相關稀土元素銪Eu、鋱Tb前景看好。

 

由於全球一半的稀土來自內蒙古礦區,其餘源於大陸南方數個較小礦區以及 俄羅斯、印度與巴西等地,大陸藉著限制出口,不讓稀土流出國外,而在大陸尋求哄抬價格,確保稀土供應自身所需,並藉著吸引外國公司進入大陸、在大陸境內創 造數百萬個工作機會,大陸當局對稀土出口的限制愈趨嚴格。澳洲稀土金屬獨立顧問金斯諾斯指出,稀土供應會在2012到14年前趨於緊縮,「現在是危機時 刻,未來幾年,我們會處於出口與 製造配額減少的情況,除非能在大陸以外地區取得料源,不然會有更多公司必須遷廠大陸。」雖然俄、印、巴西及澳洲與美國等地稀土,可在2014年前製造約5 萬噸產量,但5年內稀土需求預料會加倍到約18萬公噸,由於大陸不把稀土賣給外國買家,大陸以外地區製造的稀土,將無法因應全球需求,稀土金屬供需將發生 嚴重的缺口,對於綠能產品及高科技的發展將有重大負面影響,這更加深大陸稀土金屬資源的重要性。</span>



 

引用出處: 

 http://www.funddj.com/kmdj/wiki/wikiViewer.aspx?keyid=26cc8a80-c85f-49ae-b632-defe570240cf

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慧典市場研究報告網訊  有色金屬產業是重要的基礎原材料產業,產品種類多、應用領域廣、產業關聯度高,在經濟建設、國防建設、社會發展以及穩定就業等方面發揮著重要作用。今年 1-9月份,我國10種有色金屬總產量為2351.32萬噸,同比增長26.46%。其中精煉銅340.69萬噸,同比增長13.42%,原鋁(電解 鋁)1244.91萬噸,同比增長37.31%。自2002年起,我國10種常用有色金屬(銅、鋁、鉛、鋅、錫、鎳、鎂、鈦、汞、銻)總產量穩居世界第一 位,多種金屬產量居世界第一或前列,佔世界總產量的比重日益上升。

 

我國有色金屬產業存在一些深層次問題

 

近 年來,我國有色金屬產業發展取得顯著成績,國際金融危機爆發之前,10種有色金屬產量保持在年均15%以上的增長速度,工業總產值和進出口貿易額保 持30%以上的增長速度,在價格飆升的帶動作用下,實現利稅總額保持在45%以上的增長速度。但與此同時,有色金屬產業發展也存在一些問題,主要有︰

 

(1)產業組織不合理,產業集中度低。當今世界,有色金屬工業生產集中度越來越高,生產要素越來越多地流向跨國礦業公司。但是,與這種世界有色金屬工業集中度不斷提高的進程相反,近年來中國有色金屬工業產業集中度卻呈現“分散化”趨勢。

 

(2) 低水平重復建設,產能過剩問題突出。在有色金屬工業中存在大量的規模以下企業(佔到有色金屬工業企業總數的75%以上),這些企業不但規模小, 而且產生的問題較多。從近年來整頓關閉非法生產礦井和冶煉企業來看,小企業存在的問題主要有︰濫采亂挖,破壞資源;走私販私,屢禁不止(比如,我國早在 1991年就對鎢、錫、銻、離子型稀土實行保護性開采,嚴格控制開采和出口總量,但實施效果並不理想);非法冶煉,污染環境;安全生產條件惡化,生產事故 時有發生等。大量的低水平重復建設,使得

 

產能過剩問題突出。據報道,截至2008年底,電解鋁已建和在建產能超過1800萬噸,當年消費1260萬噸,產能嚴重過剩。目前仍有一部分在建工程,2010年產能將比2008年新增20%左右。此外,銅、鉛、鋅、鈦也存在盲目發展與原料供應嚴重失衡的矛盾。

 

(3)經濟增長方式粗放,節能減排任務艱巨。長期以來,有色金屬產業經濟增長方式粗放,節能減排任務艱巨。

 

一是技術水平參差不齊,落後生產技術仍佔有相當比重。截至2008年底,國內仍有落後的小預焙槽電解鋁產能80萬噸,煉銅產能30萬噸,鋅冶煉產能40萬噸,落後燒結鍋煉鉛產能60萬噸,環保不達標、能耗高的燒結機煉鉛產能近150萬噸。

 

二是產品單耗與世界先進水平仍有一定差距。以銅加工技術進步為例,近年來技術經濟指標已有好轉,但與國外發達國家相比仍然存在著差距。

 

三是結構調整退出機制尚未建立,難以有效淘汰落後產能,尤其是產業集中度低的鉛鋅行業,偏遠地區的落後產能淘汰難度更大。加之政策機制不完善,投入不足,難以有效監管。

 

(4) 國內礦產資源短缺,對國際市場依賴程度高。隨著中國有色金屬產量的持續大幅度增長,資源短缺問題越來越突出,國內主要有色金屬礦山面臨著資源危 機。據調查,在113個大中型有色金屬礦山中,探明資源枯竭型礦山佔56.6%;探明資源危機型礦山佔28.9%;探明後備資源有保證的礦山僅佔 19.5%。由于國內礦山供應能力不足,造成原料自給率逐年下降。目前,全國10種常用有色金屬產量國內礦山自給率不足50%。有色金屬工業已發展成為對 外依存度最高的產業之一,目前年需求量的60%的銅、40%的鋁、20%的鉛、15%的鋅靠進口原料生產。這種情況,嚴重影響了中國有色金屬工業的可持續 發展。

 

金融危機怎樣影響我國有色金屬產業競爭力

 

由于我國有色金屬積累了一些長期存在的深層次的問題,加上有色金屬產品具有金融衍生

 

產品的屬性,在2008年國際金融危機來襲時,有色金屬產業表現為嚴重的不適應,突出地表現在︰

 

第一,有色金屬產品價格大幅度“跳水”。由于銅、鋁等主要有色金屬具有衍生金融商品屬性,受金融危機影響程度更大,價格下降勢頭比其他工業產品更猛,多數有色金屬產品價格下降超過50%以上。

 

第 二,進出口量價齊跌。在金融危機的影響下,一段時期內有色金屬礦采選業、冶煉及壓延加工業的出口和進口在數量、價格和價值方面均出現不同程度的下 跌。2008年11月至2009年11月,有色金屬礦采選業出口數量指數和出口價值指數連續小于100,其中,2009年4月的出口數量只相當于上年同期 的7%,出口價值只相當于上年同期的9.6%。

 

第三,有色金屬產品產量和工業增加值增長受到負面影響。2008年8月至2009年2月,有色金屬產品產量和工業增加值出現連續的環比負增長或同比負增長。

 

第四,有色金屬企業庫存增加,經濟效益大幅下滑。國際金融危機的加深,造成有色金屬行業進出口貿易大幅度減少。而有色金屬價格跳水,也造成國內企業購買有色金屬產品呈觀望態度,制造業企業為消化庫存盡量推遲購買,使國內有色金屬產品銷售不暢,經濟效益嚴重滑坡。

 

第五,有色金屬再生產業受到負面影響。表現為再生行業企業停產、虧損,職工放假、員工失業等現象突出。

 

來源︰中國鈦白網

 

引用出處: 

 http://big5.hdcmr.com/bgfree28374.html

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“5萬、6萬、8萬、10萬……”近日,在 中國稀土貿易圈裏流傳著這樣一組價格一路飆漲的數據,據業內人士稱,這代表著前期稀土出口配額非法買賣的交易金額。不同於以往1萬、2萬甚至最低時僅有幾 千、幾百元的成交價,今年由於中國稀土顯得格外珍貴,即使開價出現了數倍的暴漲,令很多逐利者苦惱的依然是“有價無市”。

“不是價位不夠高,實在是國家給的(配額)太少,沒人舍得賣。”許多業內人士都表示,往年交易火爆的市況如今已變得格外冷清,出口配額“一噸難求”。

伴隨國家的多項重拳出擊,中國稀土出口企業正遭遇前所未有的配額緊缺。據商務部發佈的配額指標數據統計,2010年,中國全年的稀土出口配額總數比2009年減少了近40%,這在中國稀土出口史上前所未有。

而與此同時,一項有關現行配額分配是否“合理”、“科學”的爭論也正愈演愈烈。已實行多年的配額制度,某種程度甚至已被看成是近年導致中國稀土稀有元素大量出口、保護缺失的“禍端”之一。

配額和訂單、生產能力不匹配

“今年的價格肯定還要漲,我覺得還沒有‘爆發’。”廣東一位沒有出口資質的稀土貿易商張先生近日向《每日經濟新聞》表示。

“自己的配額都不夠,怎麼會向外邊賣出?”“10萬元的漫天要價其實是在推脫,真實情況是誰都捨不得賣。”記者近日以買家身份聯繫國內多家擁有稀土配額的稀土廠商,幾乎都得到了同樣明確的回答。

張先生告訴記者,儘管國家明令禁止,但這些年配額買賣早已是稀土行業公開的秘密。雖然自己的公司沒有資質,但每年也都能弄到一些國外訂單,他就會想辦法買點配額,再聯合有資質的企業“混著”出去。至於其他有資質的企業之間相互買賣配額,更是司空見慣。

“主 要受配額制度的限制和傾斜,很多稀土生 產企業得不到配額。相反,一些非生產型的貿易公司,卻通過各種渠道得到配額。這樣勢必會造成實際配額和實際訂單、生產能力的不協調。沒有生產或訂單少的貿 易商,如果得到的配額量大,就會向企業買產品出口,或者直接把配額賣給企業出口。”包頭一家大型稀土企業的匿名人士對《每日經濟新聞》證實了這個行業內公 開的秘密。

據2005年公開報道統計,內蒙古自治區的稀土企業當時購買的出口配額就相當於分配配額的1.9倍,企業普遍感到配額不足,因此買賣需求旺盛。而這些年,隨著國家稀土出口的日益收緊,業內人士透露,類似買賣應當是有增無減。

出口配額大降近40%

儘管有價無市,今年配額價格的持續暴漲和賣家的格外吝嗇,也是事出有因。

“今年不論有沒有出口資質都很難做,配額的確太少,許多廠家不得不忍痛放棄到手的訂單。”張先生向記者表示。

按 照慣例,國家商務部應在上年底和當年中發 佈該年度的稀土出口配額數,分為內資企業和外資企業兩種類型。在商務部7月發佈的 《2010年第二批一般貿易稀土出口配額的通知》中記者看到,2010年下半年配額總數(內、外資合併以後)共計7976噸,加上上半年,2010年中國 全年的稀土出口配額總數僅為30258噸,相比2009年的50145.1噸減少近40%。

“近2萬噸的削減絕對是史無前例。”在國家保持了多年5萬噸上下總配額的配給制度下,多家稀土出口企業對今年形勢都表示出 “驚嘆”,“尤其是下半年的配額,相比去年同期下降近60%。”

事實上,中國下決心收緊稀土配額的信號始於2007年,當時國家對稀土生產的計劃由指導性調整為指令性。自2007年起,除2008年受金融危機影響市場萎縮外(當年出口配額為47448.7噸),中國稀土出口配額年減幅超過15%。

2009年工信部制定的《稀土工業發展的專項規劃(2009~2015年)》更是明確提出,2009年至2015年每年出口稀土不超過35000噸。

“將 來的配額買賣估計會越來越貴、越來越難 了。”對於起價超10萬的配額報價,一名資深業內人士對《每日經濟新聞》分析,“不排除個別稀缺元素有可能達到這個數目,但也有可能是表明推託之意。大家 普遍配額緊缺,一噸難求,因此10萬元寧肯加到給客戶的報價裏,也沒必要賣給別人了,否則也會丟失客戶。”

對於出口配額大幅削減可能帶來的經濟損失,記者採訪的多位企業人士都表示出了相對樂觀。畢竟相比過去較大的出口量和“土”價錢,現在即使出口減少,也能從持續看漲的稀土國際價位中得到一定補償。

原有制度不利於資源保護?

2010年,“出口配額”在中國稀土貿易圈裏絕對是個“尤物”,備受寵愛卻又飽受爭議。尤其對於現行分配製度和權重計算方式,都被業內吵嚷著要求改革。

“出口配額買賣本身的出現就體現了目前實行的出口配額分配辦法有不科學的地方。”北大縱橫合夥人雷春昭對 《每日經濟新聞》表示,其中的主要矛盾就在於配額限制打破了國內、國外兩個市場的供求平衡,而且是相反的。

眾所週知,內蒙古是中國稀土生產最重要的省份,而這些年成倍的配額缺口及諸多的買賣成交,都昭示了這一配給制度在客觀上已經失衡。顯然,配額的分配不均是促成配額非法買賣的首要原因。

據內蒙古一家稀土廠商對記者反映,在被包鋼稀土統購統銷之前,很多當地企業購買一噸稀土出口配額都要花費1000~2000元,出口利潤大部分被購買配額的費用抵消。這也一度被稱作是當時制約內蒙古稀土企業發展的“配額之困”。

隨著中國稀土出口限制的越發嚴格,現行配額制度的權重計算方法,某種程度上已經被看成是近年導致中國稀土稀有元素大量出口流失和保護缺失的“禍端”之一。

按照目前國家制定的計算公式,無論生產企業還是流通企業,要想滿足稀土出口配額的申報條件,最主要的考核指標就是近3年稀土的出口數量和出口金額。

“其 中每年的‘出口數量’完全由商務部統一 界定,這個參數幾乎不變。這樣,企業能從配額總數中獲取的出口權重,主要就取決於‘出口金額’,而出口金額的變化實際不是由出口產品價格的高低決定,而是 取決於出口的稀土品種。”一家大型國有稀土企業的人士向 《每日經濟新聞》解釋了其中的原委。他表示,稀土共有17種元素,不是每一種元素都稀缺,所以不同元素間的價格差別極大。

譬如出口氧化銪、 氧化鏑,目前市場價達到了 250萬~300萬元/噸,而出口氧化鈰卻只需要大約2.5萬元/噸,相差足足100倍。那麼,在國家已經圈定既定“出口數量”下,對於出口鏑、鋱、銪這 類“昂貴的”稀有元素的企業,意味著其“出口金額”就會很大。按照計算公式,企業就將擁有更多優勢在未來獲得更多的出口權重,即更多的出口配額。

“這樣的結果,就必然導致企業為使出口資質達標和爭奪出口權重,而逐漸偏向出口昂貴的、國家稀有的稀土元素,而這也就會造成多餘的元素‘出’不掉,稀缺的元素管不住的現象。這實際和國家要保護和限制‘稀有’稀土元素出口的出發點完全相悖。”上述企業人士表示。

業內人士建議細分配額標準

毋庸置疑,稀土產品出口配額許可證制度自1998年實施以來,對限制低附加值稀土產品的出口、調整稀土產品出口結構、促進我國稀土產業鏈的形成起到了積極的作用。

然而,隨著中國稀土產業的發展和國際稀土市場形勢的轉變,多年未經修改的配額制度在實踐中也的確顯示出一定的局限性。

在 商務部此次公佈的2010年下半年稀土出 口配額的企業中,一家企業顯得格外引人注目。在諸多有資質企業配額遭遇過半削減的同時,這家企業所得配額不降反升 (在2010年第一批配額中,獲得的配額是374噸,第二批獲得了380噸。)而據業內人士向記者透露,這家企業正是因為出口鏑等昂貴“稀有”元素較多, 才得以獲得如此之權重。

“國家本應該嚴格控制鏑等‘稀有’元素的出口,但這樣還能增加配額,不是適得其反嗎?”贛州一家大型稀土企業的人士難掩自己的疑惑和不滿。

“17 種稀土元素不能只用一個配額標準,而 應該按照稀缺程度分成兩個、3個、5個或更多的標準,就好比稀土的出口關稅,出口鏑、鋱是25%的關稅,出口鑭、鈰、鐠、釹是15%關稅,通過稅率的差別 把元素的稀缺性體現出來。這樣雖然複雜一些,但必定能更好地保證配額計算方式和實際保護意義相統一。”上述大型國有稀土企業的人士對《每日經濟新聞》表 示。

但記者採訪發現,這樣的提議目前也存在南北差異,南方企業普遍對現行制度比較認可,原因在於南方出口鏑、鋱等“昂貴稀有”元素較北方多,比較有利於獲得較高的權重。

還有業內人士認為,出口配額下達到企業的時間平均滯後一個季度,而稀土企業在沒有取得配額的情況下,不敢與外商簽訂協議,造成我國稀土行業產品整體呈現供應不穩定的狀況。

贛 州市稀土行業協會秘書長、贛州稀土礦業公 司副總經理賴兆添對《每日經濟新聞》表示,近幾年,出口配額的計算公式總體趨勢已經在向生產型企業轉移,除去配額分配不公及配額計算公式的爭議,配額買賣 的盛行及價位的持續暴漲實際都反映了監管機制的重大疏漏,建議一定要加強監管,同時針對配額進行動態管理,根據企業生產和出口的實際狀況進行變化和調整。

文章來源: 中國經濟網

 

引用出處: 

 http://big5.china.com.cn/economic/txt/2010-08/20/content_20754574_4.htm

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近來,中國限制稀土資源出口一事正引發國際社會的高度關注。日本有媒體22日稱,美日正進行“非官方”討論,將向WTO提交關於中國限制稀土出口問題。種種跡象表明,美歐日等國家與地區試圖採取“聯合行動”,高調施壓以促中國擴大稀土出口。

以 17種金屬元素為統稱的稀土,是21世紀重要的戰略資源,具有“工業維生素”之美譽,從民用經濟領域到核能、軍事、太空領域都有廣泛應用。 而中國稀土[3.17 1.60%]一 直佔據著三個“世界第一”:儲量世界第一,生產規模世界第一,出口量世界第一。按理說,中國應該擁有稀土資源的定價權、主導權、支配權。但可惜的是,長期 以來,由於國內對稀土的開發無度、生產無序、惡性競爭,加上西方一貫採取聯手行動,即逢低吸納、逢高打壓的策略,使得稀土價格長期以來低位徘徊,致使我國 在國際市場上痛失了應有的國際話語權。

而與此同時,鋻於稀土的戰 略價值,世界各國對中國稀土的爭奪從未停止過。20多年來,美國、歐洲、日本、南韓從中國進口了大量 的廉價稀土,從中國進口的稀土除了一部分用於生產外,大部分都作為其國家的戰略儲備,致使中國的稀土資源過度消耗;如果按人均計算,我國目前已算是稀土資 源貧乏國家。

所謂“亡羊補牢,為時不晚”。鋻於在稀土無序開發上的慘痛教訓,我國如今調 整稀 土政策與戰略,重視稀土資源的開發、保護、規劃,重掌本應屬於自己的國際話語權,理應是“題中之義”。但西方發達國家正拿中國限制稀土出口大做文章,指責 中國拿稀土作為“外交武器”。此事背後,暗藏著對中國稀土資源國際話語權的爭奪,而這恰恰說明瞭一個現實:世界在變,中國也在變,但西方某些國家一貫的霸 道與強權心態卻沒有變,依然執著于對發展中國家或落後國家“大肆掠奪原材料”的慣性思維之中。

要知道,類似石 油、黑色金屬、有色金屬、稀土等稀有金屬,都被各國視為關乎國家安全與發展的重要戰略資源。對俄羅斯油氣、澳大利 亞鐵礦、 伊拉克石油的暗中爭奪,無不驗證著掌握戰略資源話語權的重要性。事實上,除了中國以外,美國是世界上第二大稀土儲量國,但美國出於戰略考慮,于2001年 封存了稀土礦山開採,轉而每年從中國進口大量的稀土,用於科技生產與戰略儲備;日本早從1983年就開始實施稀土戰略儲備,建立了國家儲備和民間協作的儲 備制度。而我國才剛剛開始嘗試建立稀土儲備體系,就面臨著西方發達國家貿易制裁的“棒殺”,可謂“江湖險惡”。我們不禁要反問:美歐日可以對中國限制高科 技、尖端武器出口,中國為何不能合理管理和限制稀土等原料出口?美國放著自己的稀土不開採,卻要挾中國解除出口限制,恢復中國稀土開發的“叢林法則”,其 用心十分明顯。

顯然,關於稀土資源的定價權、自主權等話語權的爭奪,在跨國資本乃至 國家資本的重重介入之下今後將會更加激烈。稀土作為重要的戰略資源,關乎我國的經濟轉型,更關乎國家安全,我國必須逐步建立適合國情的稀土儲備體系,奪回 屬於自己的主動權、話語權,從現在起做到“未雨綢繆,防患于未然”。 (毛玉西)



 

引用出處: 

http://big5.ifeng.com/gate/big5/finance.ifeng.com/roll/20101025/2761192.shtml

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● 蔡成平

稀土危機爆發後,日本媒體 關注的焦點從痛批菅內閣“外交懦弱”、“干涉司法”,迅速轉移到了如何應對日趨白熱化的“稀土戰”。可以說,能否打贏“稀土戰”事關日 本<span>汽車</span>及高新技術產業的生死存亡,也直接關係到菅內閣在巨大的壓力面前能否扳回一局、免於內閣總辭。

菅直人內閣的稀土危機應對策略,可以用“政官學商四位一體”一言概之。這並非菅內閣的獨創,而是日式“集團主義”文化決定的必然選擇,也是日本既往應對危機最常用的手法。以下分述政、官、商、學各界在這次“稀土事件”中如何借力使力提升日本影響力並間接孤立、打壓中國。

為稀土回收立法並追加預算

政:主要指國會,政治家尤其是國會議員的主要職責是立法及審議財政預算。

實 際上,鋻於中日關係複雜詭異,深知稀土需求高度依賴中國的日本政界從沒真正高枕無憂。稀土危機發生後,媒體還是齊聲痛批國會危機意識不強,“愚蠢”到將好 雞蛋全部放在一隻籃子裏。其實,日本1959年即制定了垃圾分類處理及回收利用法,從廢棄電腦硬盤、光碟機、電機、汽車中,回收利用稀土的技術也在漸趨成 熟,但由於自民黨和民主黨兩大政黨長期在國會相互掣肘,與稀土回收利用相關的法律一直處於被擱置狀態。目前該法案又再被提上國會日程,一旦審議通過,在日 本稀土回收利用將受到法律的切實保護和嚴格約束。

同時,日本國會10月26日應日本經團連和經濟產業相的陳請,通過了3369 億<span>日元</span>的臨時追加預算,專用於和第三國合作開發稀土資源,支援日本企業從廢舊汽車 和<span>家電</span>中回收提煉稀土資源。日本國會審議財政預算一向相當謹慎、耗時很長,這次可謂“神速”;且眼前 日本財政吃緊,民主黨須靠大力削減事業財政支出來爭取民意,卻特別調撥3369億來應對稀土短缺問題,可謂“慷慨”。

官:主要指內閣,內閣之責在於制定並忠實執行政策。

在 日本,內閣層面的國家公務員隊伍囊括了日本最優秀的人才,長期以來都是東京大學、早稻田大學、慶應大學等名門大學法學院、政治經濟學院畢業生的天下,政權 更疊頻繁卻能保持政策連貫、社會高度穩定。日本內閣,尤其是外務省和經濟產業省採取的一系列緊急風險轉移措施,筆者認為可用“表面一套,背後一套”來形 容。

展開“稀土外交”與海外開發

所謂“表面一套”即將稀土問題外交化。稀土危機爆發後,日本迅速同歐美組成“抗議陣營”, 日媒指責中國的稀土戰略同俄羅斯玩弄天然氣管道的手法如出 一轍,是徹頭徹尾的“資源武器化”。並搬出WTO規則來大肆製造國際輿論,目的恐怕不僅是想迫使中國在稀土出口上對日實質讓步,而是要借此在國際輿論中將 中國孤立化,併為同稀土大國印度、以及與中國有著南中國海群島主權之爭的越南、亞細安的合作創造條件。

所謂“背後一套”則是用外交來為日本的企業財團開路,分散稀土風險,這時的特點就是“官商勾結”。

日 本內閣最先向蒙古展開外交斡旋。9月25日,首相菅直人與蒙古總理巴特包勒德在紐約舉行會談,就共同開發稀土達成共識。10月2日巴特包勒德即到訪日本, 日蒙正式簽訂稀土共同開發協議。<span>三菱商事</span>、三井物產、住友商事、<span>伊藤 忠</span>商事等財團也出席了會見,並就蒙古稀土開發交換意見。<span>豐田< /span><span>汽車</span>旗下的豐田通商則先期投入開發資金400億日元。

兵分兩路,在9月25日,前原誠司也與哈薩克外長紹達巴耶夫就稀土開發達成一致,一直被南韓獨享的哈薩克稀土,對日本也完全敞開了大門。

10 月24日至26日,印度總理辛格(曼莫漢星)訪日,先後會晤天皇夫婦、菅直人、前原誠司、大畠章宏、日本各主要政黨領導人,並與日本經團連進行了多場會 談。辛格則說:“作為世界第5大稀土生產國,印度一直希望與日本合作,中國減少對日稀土出口的傳聞對我們是一個很大的激勵。”日印發表《面向未來十年日印 全球戰略夥伴關係構想》的共同聲明,印度如願以償地以稀土換取了日本的核能技術,並在聯合國安理會改革等廣泛領域開展合作,借此制衡“共同的威脅”,日印 成為名副其實的“盟友”。

豐田通商早在2008年即開始收購印度當地的稀土企業,豐田通商將在印度東部奧裏薩邦州新建釹等稀土提煉工廠,工廠將於年底開工,計劃于2011年秋季投產,目標是每年提煉稀土3000~4000噸,專用於出口日本。

10 月28日,菅直人訪問河內,與越南總理阮晉勇就聯合開發稀土達成協定,越南以稀土換取日本的技術和發展援助(ODA)。日越結盟會不會深遠影響目前從東亞 到南中國海的一系列地緣政治格局,值得關注。早在2009年1月中旬,越南政府高官就向日本經濟產業副相吉川貴盛保證:“如果需要,日本可獲得穩定和長期 的越南稀土供應。”目前負責在越南開發稀土的先鋒是豐田通商和雙日商社,僅日越雙方合作開發的Dong Pao礦場就可每年為日本供應5000噸稀土,佔日本年需求近1/4,可持續20年。

此外,日本<span>丸紅</span>商社致力於南非的稀土開發,而澳大利亞規模最大的稀土勘探商Lynas也在10月14日與日本簽署供貨協議。另據悉,日本政府還在同美國、加拿大、丹麥格陵蘭島等就稀土問題進行協商中。

研究開發稀土取代品

學:顧名思義即技術的研究開發。

日本科研界信奉的名言是“需要是發明之母,需要是發現之母”。日本的稀土回收利用技術已漸趨成熟,目前的關鍵在於正盡全力研發中的稀土代替技術能否取得突破。

日 本從2007年就開始了初期投入70億<span>日元</span>的 稀土替代品研究計劃,今年9月10日又公佈總額9180億日元的經濟刺激計劃,加快稀土類資源替代技術開發,10月8日內閣再次作出決定,重點實施追加預 算約5.1萬億日元、事業規模約21.1萬億規模的稀土替代品開發計劃。大畠章宏稱,在總計17種稀土元素中,日本此前僅針對6種稀土元素開發替代材料, 今後將進一步為更多種類的稀土開發替代材料。

據《產經新聞》報道,早從2007年開始,日本帝人集團與日本東北大學就致力於用鐵和窒素代 替稀土,製造磁石。而<span>日立</span>製作所則從2009年即開始研發從磁石中提取稀土元素,日立金屬則與獨立行 政法人物質材料研究機構展開共同研究,試圖減少稀土使用量,而用銅合金代替稀土製造磁石。

日本共同社9月16日報道,立命館大學谷泰弘教授領導下的研究組已發現用比較容易獲得的金屬“鋯”可代替稀土中的“鈰”,作為且液晶電視、鏡片等高科技產業的研磨材料,而且“鋯”的研磨效率比“鈰”要高,用“鋯”可以減少40%的研磨劑使用量。

《日 本經濟新聞》9月30日報道,日本<span>新能源</span>與工業技術研發組織(NEDO)和北海道大學研究生院教授竹 本真紹已成功研發出完全不必使用稀土的鐵氧體磁鐵驅動馬達,可惜與採用稀土元素的驅動馬達相比,鐵氧體磁鐵驅動馬達功率還不強,技術還不成熟,離量產還有 待時日。

《每日新聞》10月26日報道,東京大學教授岡部徹領導下的研究組開發出一套從釹磁鐵中有效回收稀土的新技術,採用該技術回收稀土 不會產生有害廢液,且可以有效地儲備稀土資源。而受日本內閣委託,日本節能專家、東京大學前校長、現三菱財團綜合研究所理事長小宮山宏將親自帶領東京大學 生產技術研究所進一步對稀土回收利用進行技術升級。

日本應對稀土危機的策略“政官學民四位一體”,可謂環環相扣、各盡其責,能否達到其預想的“脫中國依存”的效果,還須拭目以待。

作者是日本早稻田大學法學學術研究院博士研究生

引用出處: 

 http://big5.ifeng.com/gate/big5/finance.ifeng.com/news/special/xitu/20101102/2813697.shtml

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PCBN刀具是人造立方氮化硼刀具,在高温的时候还 能保持高硬度的特性,主要做加工铁件之用。立方氮化硼CBN(Cubic Boron Nitride)是20世纪50年代首先由美国通用电气(GE)公司利用人工方法在高温高压条件下合成的,其硬度仅次于金刚石而远远高于其它材料,因此它 与金刚石统称为超硬材料。

CBN 具有较高的硬度、化学惰性及高温下的热稳定性,因此作为磨料CBN砂轮广泛用于磨削加工中。由于CBN具有优于其它刀具材料的特性,因此人们一开始就试图 将其应用于切削加工,但单晶CBN的颗粒较小,很难制成刀具,且CBN烧结性很差,难于制成较大的CBN烧结体,直到20世纪70年代,前苏联、中国、美 国、英国等国家才相继研制成功作为切削刀具的CBN烧结体——聚晶立方氮化硼PCBN(Polycrystalline Cubic Boron Nitride)。从此,PCBN以它优越的切削性能应用于切削加工的各个领域,尤其在高硬度材料、难加工材料的切削加工中更是独树一帜。经过30多年的 开发应用,现在已出现了用以加工不同材料的PCBN刀具材质。

编辑本段PCBN刀具材料的种类

按 添加成分分:有直接由CBN单晶烧结而成的PCBN和添加一定比例粘结剂的PCBN烧结体两大类;按制造复合方式分:有整体PCBN烧结块和与硬质合 金复合烧结的PCBN复合片两类。目前应用较广的是带粘结剂的PCBN复合片,根据添加的粘结剂比例不同则PCBN硬度也不同,粘结剂含量越多则硬度越 低、韧性越好;粘结剂种类不同,则PCBN的用途也不同,如表1所示为常见粘结剂的PCBN刀具及其用途。

编辑本段常见粘结剂的PCBN刀具及其用途

CBN含量(%)-粘结剂种类-主要用途   ~60-TiN-淬火钢   ~70-TiC-铸铁   ~70-Al2O3-铸铁   ~90-AlN-高强度铸铁   ~80-Co-耐热合金钢铸铁

编辑本段PCBN刀具的切削性能

由于CBN晶体与金刚石晶体都属闪锌矿型,且晶格常数相近,化学键类型相同,因而CBN具有接近金刚石的硬度和抗压强度,又因为其是由N、B原子所组成,因此具有比金刚石更高的热稳定性和化学惰性。PCBN刀具材料主要性能如下:

具有很高的硬度和耐磨性

CBN 单晶的显微硬度为HV8000~9000,是目前已知的第二高硬度的物质,PCBN复合片的硬度一般为HV3000~5000。因此用于加工高硬 度材料时具有比硬质合金及陶瓷更高的耐磨性,能减少大型零件加工中的尺寸偏差或尺寸分散性,尤其适用于自动化程度高的设备中,可以减少换刀调刀辅助时间, 使其效能得到充分发挥。

具有很高的热稳定性和高温硬度

CBN的耐热性可达1400~1500℃,在800℃时的硬度为Al2O3/TiC陶瓷的常温硬度,因此,当切削温度较高时,会使被加工材料软化,与刀具间硬度差增大,有利于切削加工进行,而对刀具寿命影响不大。

具有较高的化学稳定性

CBN 具有很高的抗氧化能力,在1000℃时也不产生氧化现象,与铁系材料在1200~1300℃时也不发生化学反应,但在1000℃左右时会与水产生 水解作用,造成大量CBN被磨耗,因此用PCBN刀具湿式切削时需注意选择切削液种类。一般情况下,湿切对PCBN刀具寿命无明显提高,所以使用PCBN 刀具时往往采用干切方式。

具有良好的导热性

CBN材料的导热系数低于金刚石但大大高于硬质合金,并且随着切削温度的提高,PCBN刀具的导热系数不断增大,因此可使刀尖处热量很快传出,有利于工件加工精度的提高。

具有较低的摩擦系数

CBN与不同材料的摩擦系数在0.1~0.3之间,大大低于硬质合金的摩擦系数(0.4~0.6),而且随摩擦速度及正压力的增大而略有减小。因此低的摩擦系数及优良的抗粘结能力,使CBN刀具切削时不易形成滞留层或积屑瘤,有利于加工表面质量的提高。

编辑本段PCBN刀具应用于先进切削加工工艺

适用于高速及超高速切削加工技术

PCBN 刀具最适合于铸铁、淬硬钢等材料的高速切削加工。由PCBN刀具切削铸铁及淬硬钢时刀具后刀面磨损与切削距离的关系可以看出:当切削速度超过一 定限度后,切削速度越高,PCBN刀具后刀面磨损速度反而越小,即高速切削下刀具的寿命反而高,这一特点尤其适合现代高速切削加工。

硬态切削加工技术的最佳刀具材料

对 淬硬件(硬度HRC55以上)的精加工,通常采用磨削加工方法来完成,然而随着刀具材料发展及车床(尤其是数控车床)加工精度的提高,以硬态切削代替磨削 来完成零件的最终加工已成为一个新的精加工途径,这种以车代磨的工艺方法有以下优点:   (1)可提高加工柔性,突破了砂轮磨削的限制,通过改变切削刃及走刀方式可以加工出几何形状各异的工件;   (2)切削加工中的环保问题日益严峻,磨削加工产生的废液和废弃物越来越难以处理和清除,而且对人体有害,而硬态切削无须加冷却液,意义重大;   (3)切削效率高,加工时间短,设备投资费用小,可降低加工成本;   (4)切除相同体积所消耗的能量仅为磨削的20%,因此产生的切削热较少,加工表面不易引起烧伤和微小裂纹,易于保持工件表面性能的完整性;   (5)同样金属去除率情况下,硬态切削较磨削节省能源。   通常用于硬态切削的刀具材料有陶瓷、TiC涂层刀片及PCBN刀具材料,但要在较高速度(1000m/min以上)下进行硬态车削,PCBN是最佳刀 具材料品种。如在汽车变速箱同步器套拨叉(材料为20CrMnTi,硬度为HRC58~62)加工采用以车代磨后,效率提高4倍以上,加工成本降低为原来 磨削工艺的1/3~1/2。

进行干切削加工工艺的理想刀具材料

由于经济与环保方面的原 因,近几年干切削加工方法已成为机械制造领域中的重点研究课题。我们首先来看一下湿切工艺由于使用切削液带来的问题:   (1)长期暴露在空气中或切削加工中由切削热造成的切削液雾状挥发,容易污染环境、危害操作者健康,切削液中的硫、氯等添加剂危害更大,影响加工表面 质量;   (2)切削液的使用影响加工成本,据统计,切削液占生产成本的15%,而刀具费用仅占3%~4%;   (3)切削液的渗漏、溢出会污染环境,易发生安全、质量事故;   (4)切削液的传输、回收、过滤等装置及其维护费用较高,增加了生产成本。   由于以上原因,干切削加工工艺已在西方工业发达国家有了相当的应用。由美国Makino公司推 荐的“红月牙”(Red Crescent)干切工艺,既可以充分发挥刀具的切削性能,与湿切相比又能大大提高生产率。其机理是由于切削速度很高,产生的热量聚集于刀具前部,使切 削区附近材料达到红热状态,屈服强度下降,进而达到提高切削效率的效果。采用红月牙干切削工艺的前提条件是在较高切削温度下,被切材料强度有明显下降,变 得易切削,而刀具材料的强度在同样状态下要有较好的红硬性及热稳定性,还要有较好的耐磨性和抗粘结性。   适用于干切工艺的刀具材料有陶瓷、金属陶瓷、涂层硬质合金及PCBN刀具材料等等,但就红硬性 和热稳定性来说,PCBN材料是最适合干切工艺的刀具材料,且由于PCBN刀具材料具有上述优点,更适于高速条件下的干式切削加工,用PCBN刀具切削灰 口铸铁干切削和湿切削两种情况下的对比可以看出:PCBN在高速干切情况下,比湿切削具有更高的刀具寿命。

适应于自动化加工及难加工材料加工

PCBN 刀具有很高的硬度及耐磨性,能在高切削速度下长时间地加工出高精度零件(尺寸分散性小),大大减少换刀次数和刀具磨损补偿停机所花费的时间。因此,很适合 于数控机床及自动化程度较高的加工设备,并且能使设备的高效能得到充分发挥。   在难加工材料应用方面,PCBN刀具也显示了其卓越的性能,如表面喷焊(涂)材料的加工,用其 它材料刀具加工,刀具寿命极低,也无法采用磨削方法加工,而PCBN是惟一适合的刀具材料;又如,在石油电站设备中使用的高合金耐磨铸铁,采用PCBN刀 具较硬质合金刀具提高切削效率4倍以上,单件刀具成本下降为原来的1/5。另外在硬质合金等烧结材料的切削加工方面,PCBN刀具也显示了很好的切削性 能。

PCBN刀具的应用事例

由于PCBN具有较高的硬度和耐磨性,在高温下不与铁族金 属起反应的化学惰性,因此主要用于高硬度材料及难加工材料的切削加工,如淬硬钢、高合金耐磨铸铁、高温合金、高速钢、表面喷焊材料、烧结金属材料等难加工 材料的切削加工。   (1)加工淬硬钢,可起到以车代磨的效果,由于切削深度比磨削深度大十几倍以上,因此加工效率高,表面不产生烧伤。如以车代磨加工变速滑动齿轮 (20CrMnTi,硬度为HRC58~62)时,切削比原磨削加工效率提高4倍以上。   (2)加工高合金(含钨或铬18%)耐磨铸铁,切削速度较硬质合金刀具提高10倍以上,切削效率提高4倍以上。   (3)加工高钴铬钼耐蚀耐热合金,PCBN刀具切削速度为160m/min,是硬质合金刀具的8倍。   (4)加工热喷涂(喷焊)材料,表面喷焊件无法用磨削加工,而用硬质合金刀具切削效率极低,改用PCBN刀具后可提高加工效率,节省加工费用50%以 上。PCBN刀具还可用于有色金属的精密切削及烧结金属的切削加工等等。

编辑本段PCBN刀具使用上的注意点

如 果正确选择切削用量、刀具几何参数及其他加工条件,则PCBN是一种高效长寿命刀具,能创造很高的经济效益,但如果使用方法不当,则会造成很大的浪费。   (1)合理选择切削用量:切削速度要根据被加工材料进行选择,一般要大大高于硬质合金刀具。切 削硬度HRC55~65的淬硬钢可选切削速度为80~120m/min,由于PCBN切削硬材料是将切削区内微小区域的金属软化而进行的,因此切削速度过 低时,就不能发挥PCBN刀具的切削性能。进给量一般不能大于0.2mm/r,背吃刀量一般选择小于0.3mm。   (2)合理选择刀具几何参数:由于PCBN刀具的韧性高于陶瓷,低于硬质合金,因此刀具几何参 数的选择主要考虑的就是保证刃口强度,刀具前角一般选择(0°~-10°),后角选择较小,为10°左右。除特殊要求外,为保证刀尖强度,刀尖角一般不要 小于90°;刃口要磨出负倒棱,一般取为0.2mm×(-15°~-30°),使用前要用30~50倍放大镜对刀具进行检查,确保刃口无崩刃。   (3)冷却与润滑:对其他材料刀具,采用冷却润滑液有利于提高加工表面和延长刀具寿命,但对 PCBN刀具除极特殊情况下,不加冷却液同样可达到理想的加工质量和较长的刀具寿命,对PCBN刀具来说是怕软不怕硬。若使用冷却液,则不能使用水溶性冷 却液,因为CBN易在1000℃产生水解作用,造成刀具严重磨损。   (4)对机床的工艺系统:由于PCBN刀具多用于淬硬钢及耐磨铸铁等难加工材料的切削加工,且刀具有负倒棱,因而径向力较大。这就要求机床刚度和精度 要好,系统振动要小,刀具安装时悬臂要小,PCBN刀具不宜用于荒面加工。   目前,虽然PCBN刀具材料的价格相对硬质合金及陶瓷刀具的 价格还偏高,但均摊到每个工件上的刀具成本却低于其他材料刀具,采用先进切削加工工艺时,若将磨削机床等设备投资摊入生产成本,则PCBN刀具的使用会带 来更大经济效益。对一般中小企业来说,精加工工序的磨削加工始终是制造过程的瓶颈,若购置性能好的车床,采用PCBN刀具,应用以车代磨等先进切削加工工 艺,即可节省设备投资、提高生产率,又可大大增加加工过程的柔性。另外,目前由于人员费用的增大及环境保护方面的要求,大力推广使用PCBN刀具,充分发 挥其潜在效能,提高切削加工技术水平也是具有重要意义的。

编辑本段PCBN 刀具的合理使用

由 于 PCBN 刀具材料具有优良的切削性能,所以特别适合加工其硬度在 HRC45 以上的淬火钢、耐磨铸铁、 HRC35 以上的耐热合金以及 HRC30 以下而其它刀片很难加工的珠光体灰口铸铁。   为了充分发挥 PCBN 刀片的优越性,取得满意的加工效果,在实际使用时,除参照表 1 所推荐的 PCBN 刀片选用的切削用量外,还应根据机床、工件及其它有关条件的具体情况全面考虑,合理选择。   1. 硬态切削时,径向力很大,这就要求机床功率要大,机床系统刚性要好,这既可保护 PCBN 刀具,又可获得满意的加工效果。装夹 PCBN 刀具时,刀具的悬伸长度要尽量短,以防止刀杆颤振和变形,使 PCBN 刀具保持良好的加工状态。   表 1 PCBN 刀片常用切削用量   工件材料 切削速度 (m/min) 进给量 (mm/r) 切削深度 (mm)   灰铸铁 180 ~ 230HB 400 ~ 1000 0.15 ~ 0.5 0.12 ~ 2.0   硬铸铁 400HB 70 ~ 150 0.15 ~ 0.5 0.12 ~ 2.0   淬火钢 45HRC 60 ~ 140 0.15 ~ 0.5 0.2 ~ 2.5   耐热合金 35HRC 100 ~ 240 0.05 ~ 0.3 0.1 ~ 2.5   2.PCBN 刀具的强度比硬质合金刀具低,因此在硬态切削加工时,一般都采用负前角、较大的后角和负倒棱,这不仅有利于对切削刃进行补强,而且具有很好的耐磨性。通常 负倒棱尺寸取 (0.1 ~ 0.5)× ( 10° ~ 30° )为宜。若切削进行适当的钝化处理,效果会更好。此外,在可能的情况下,尽量采用小主偏角和大的刀尖圆弧半径,这有助于保护刀刃,延长刀具的使用寿命。   3. 为很好地使用 PCBN 刀具,稳定地控制工件质量,准确判断 PCBN 刀具的耐用度至关重要。如果一直使用磨损已很严重的刀具,那么切削力及切削温度增加、切削不畅,就难以控制工件尺寸及表面完整性,甚至使 PCBN 刀具无法继续修磨而报废。为保证刀具的正常使用,建议 PCBN 刀具后刀面磨损量达 0.3 ~ 0.6mm( 精车时取小值 ) 时应进行重磨。但重磨需要一定的设备和技巧,多数工厂的机床不具备适合的条件,一般 PCBN 刀具的重磨都应由专业厂来完成。   4. 对于硬度高和不规则的工件,由于 PCBN 刀片较脆、怕冲击。从工件端面切入、切出,尤其在表面有夹渣、砂眼、凹凸不平的时候,最易发生冲击,使刃口破裂,造成耐用度降低。所以在使用 PCBN 刀具前,最好先将冷硬层粗车一次,并在工件切入切出端先倒角,以减小 PCBN 刀具冲击力。   5.PCBN 刀具不适于加工较软的黑色金属材料。   6. 确定切削速度、进给量及切削深度要综合考虑生产效率和加工成本。一般来讲,其切削速度可比硬质合金刀具高 2 倍左右,高的切削速度产生大的切削热量,使被加工材料的塑性增大,有利于控制切屑和降低切削力。   7. 使用 PCBN 刀具时,可加冷却液,也可不加,使用冷却液时则一定要充分冷却。   有关使用 PCBN 刀具常见的磨损,磨损原因及预防措施见表 2 。   表 2 PCBN 刀片的磨损形式、原因及预防措施   磨损形式 主要原因 预防措施   月牙洼磨损 工件硬度太软;切速太快;产生化学和扩散磨损 改用硬质合金刀具或陶瓷刀具;降低切速 使用冷却液   压力面磨损 切削速度太快;进给量太大;刀具后角太小 增大切速和进给量;增大后角   边界磨损 主偏角太大;进给量太大;切速太小 减小主偏角;减小进给量;增大切速   断裂磨损 系统刚性差;刀尖角太小;进给量与切速太大;刀具刃口脆 提高系统刚性,增大刀尖角;降低进给量和切速并采用负倒棱刀具   PCBN 层破裂 系统刚性差;工件冲击太大; PCBN 层太薄,刀具刃口过脆 提高工艺系统刚性;工件表面预加工和倒角;采用厚的 PCBN 层;采用负倒棱刀具

编辑本段PCBN刀具的修磨

陶 瓷结合剂金刚石砂轮结合金刚石和陶瓷结合剂的共同特点,具有磨削力强,磨削时温度比较低,磨具磨损比较小;可以适应各种冷却液的作用;磨削时磨具的形 状保持性好,磨出工件的精度高;磨具内有较多的气孔,磨削时有利于排屑和散热,不易堵塞、不易烧伤工件;磨具的自锐性比较好,修整间隔的时间长,修整比较 容易等优点。   选择合理的工艺参数,陶瓷结合剂金刚石砂轮在磨削PCBN刀具方面,由于树脂结合剂较软,磨削 时容易变形,不能有效地磨削PCBN刀具;金属结合剂由于对磨粒的结合能力太强而使磨具自锐性差,磨削效率低,而且金属结合剂砂轮会造成PCBN刀具边缘 产生最最严重的破坏;综合磨削效率、磨具耐用度及工件表面的加工质量,陶瓷结合剂金刚石砂轮是磨削PCBN刀具理想的选择。

引用出處: 

 http://baike.baidu.com/view/891078.html

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立方氮化硼CBN(Cubic Boron Nitride)是20世纪50年代首先由美国通用电气(GE)公司利用人工方法在高温高压条件下合成的,其硬度仅次于金刚石而远远高于其它材料,因此它与金刚石统称为超硬材料。

CBN 具有较高的硬度、化学惰性及高温下的热稳定性,因此作为磨料CBN砂轮广泛用于磨削加工中。由于CBN具有优于其它刀具材料的特性,因此人们一开始就试图 将其应用于切削加工,但单晶CBN的颗粒较小,很难制成刀具,且CBN烧结性很差,难于制成较大的CBN烧结体,直到20世纪70年代,前苏联、中国、美 国、英国等国家才相继研制成功作为切削刀具的CBN烧结体——聚晶立方氮化硼PCBN(Polycrystalline Cubic Boron Nitride)。从此,PCBN以它优越的切削性能应用于切削加工的各个领域,尤其在高硬度材料、难加工材料的切削加工中更是独树一帜。经过30多年的 开发应用,现在已出现了用以加工不同材料的PCBN刀具材质。

 

PCBN刀具 - 1 PCBN刀具材料及其切削性能

 

1.1 PCBN刀具材料的种类

按 添加成分分:有直接由CBN单晶烧结而成的PCBN和添加一定比例粘结剂的PCBN烧结体 两大类;按制造复合方式分:有整体PCBN烧结块和与硬质合金复合烧结的PCBN复合片两类。目前应用较广的是带粘结剂的PCBN复合片,根据添加的粘结 剂比例不同则PCBN硬度也不同,粘结剂含量越多则硬度越低、韧性越好;粘结剂种类不同,则PCBN的用途也不同,如表1所示为常见粘结剂的PCBN刀具 及其用途。

表1 常见粘结剂的PCBN刀具及其用途

CBN含量(%)-粘结剂种类-主要用途

~60-TiN-淬火钢

~70-TiC-铸铁

~70-Al2O3-铸铁

~90-AlN-高强度铸铁

~80-Co-耐热合金钢铸铁

 

PCBN刀具 - 1.2 PCBN刀具的切削性能

 

由于CBN晶体与金刚石晶体都属闪锌矿型,且晶格常数相近,化学键类型相同,因而CBN具有接近金刚石的硬度和抗压强度,又因为其是由N、B原子所组成,因此具有比金刚石更高的热稳定性和化学惰性。PCBN刀具材料主要性能如下:

(1) 具有很高的硬度和耐磨性。CBN单晶的显微硬度为HV8000~9000,是目前已知的第二高硬度的物质,PCBN复合片的硬度一般为 HV3000~5000。因此用于加工高硬度材料时具有比硬质合金及陶瓷更高的耐磨性,能减少大型零件加工中的尺寸偏差或尺寸分散性,尤其适用于自动化程 度高的设备中,可以减少换刀调刀辅助时间,使其效能得到充分发挥。

(2)具有很高的热稳定性和高温硬度。CBN的耐热性可达1400~1500℃,在800℃时的硬度为Al2O3/TiC陶瓷的常温硬度,因此,当切削温度较高时,会使被加工材料软化,与刀具间硬度差增大,有利于切削加工进行,而对刀具寿命影响不大。

(3) 具有较高的化学稳定性。CBN具有很高的抗氧化能力,在1000℃时也不产生氧化现象,与铁系材料在1200~1300℃时也不发生化学反应,但在 1000℃左右时会与水产生水解作用,造成大量CBN被磨耗,因此用PCBN刀具湿式切削时需注意选择切削液种类。一般情况下,湿切对PCBN刀具寿命无 明显提高,所以使用PCBN刀具时往往采用干切方式。

(4)具有良好的导热性。CBN材料的导热系数低于金刚石但大大高于硬质合金,并且随着切削温度的提高,PCBN刀具的导热系数不断增大,因此可使刀尖处热量很快传出,有利于工件加工精度的提高。

(5 具有较低的摩擦系数。CBN与不同材料的摩擦系数在0.1~0.3之间,大大低于硬质合金的摩擦系数(0.4~0.6),而且随摩擦速度及正压力的增大而 略有减小。因此低的摩擦系数及优良的抗粘结能力,使CBN刀具切削时不易形成滞留层或积屑瘤,有利于加工表面质量的提高。

 

PCBN刀具 - 2 PCBN刀具应用于先进切削加工工艺

 

2.1 适用于高速及超高速切削加工技术

PCBN 刀具最适合于铸铁、淬硬钢等材料的高速切削加工。由PCBN刀具切削铸铁 及淬硬钢时刀具后刀面磨损与切削距离的关系可以看出:当切削速度超过一定限度后,切削速度越高,PCBN刀具后刀面磨损速度反而越小,即高速切削下刀具的 寿命反而高,这一特点尤其适合现代高速切削加工。

2.2 硬态切削加工技术的最佳刀具材料

对淬硬件(硬度HRC55以上)的精加工,通常采用磨削加工方法来完成,然而随着刀具材料发展及车床(尤其是数控车床)加工精度的提高,以硬态切削代替磨削来完成零件的最终加工已成为一个新的精加工途径,这种以车代磨的工艺方法有以下优点:

(1)可提高加工柔性,突破了砂轮磨削的限制,通过改变切削刃及走刀方式可以加工出几何形状各异的工件;

(2)切削加工中的环保问题日益严峻,磨削加工产生的废液和废弃物越来越难以处理和清除,而且对人体有害,而硬态切削无须加冷却液,意义重大;

(3)切削效率高,加工时间短,设备投资费用小,可降低加工成本;

(4)切除相同体积所消耗的能量仅为磨削的20%,因此产生的切削热较少,加工表面不易引起烧伤和微小裂纹,易于保持工件表面性能的完整性;

(5)同样金属去除率情况下,硬态切削较磨削节省能源。

通 常用于硬态切削的刀具材料有陶瓷、TiC涂层刀片及PCBN刀具材料,但要在较高速度(1000m/min以上)下进行硬态车削,PCBN是最佳刀具材料 品种。如在汽车变速箱同步器套拨叉(材料为20CrMnTi,硬度为HRC58~62)加工采用以车代磨后,效率提高4倍以上,加工成本降低为原来磨削工 艺的1/3~1/2。

 

PCBN刀具 - 2.3 进行干切削加工工艺的理想刀具材料

 

由于经济与环保方面的原因,近几年干切削加工方法已成为机械制造领域中的重点研究课题。我们首先来看一下湿切工艺由于使用切削液带来的问题:

(1)长期暴露在空气中或切削加工中由切削热造成的切削液雾状挥发,容易污染环境、危害操作者健康,切削液中的硫、氯等添加剂危害更大,影响加工表面质量;

(2)切削液的使用影响加工成本,据统计,切削液占生产成本的15%,而刀具费用仅占3%~4%;

(3)切削液的渗漏、溢出会污染环境,易发生安全、质量事故;

(4)切削液的传输、回收、过滤等装置及其维护费用较高,增加了生产成本。

由 于以上原因,干切削加工工艺已在西方工业发达国家有了相当的应用。由美国Makino公司推荐的“红月牙”(Red Crescent)干切工艺,既可以充分发挥刀具的切削性能,与湿切相比又能大大提高生产率。其机理是由于切削速度很高,产生的热量聚集于刀具前部,使切 削区附近材料达到红热状态,屈服强度下降,进而达到提高切削效率的效果。采用红月牙干切削工艺的前提条件是在较高切削温度下,被切材料强度有明显下降,变 得易切削,而刀具材料的强度在同样状态下要有较好的红硬性及热稳定性,还要有较好的耐磨性和抗粘结性。

适用于干切工艺的刀具材料有陶瓷、 金属陶 瓷、涂层硬质合金及PCBN刀具材料等等,但就红硬性和热稳定性来说,PCBN材料是最适合干切工艺的刀具材料,且由于PCBN刀具材料具有上述优点,更 适于高速条件下的干式切削加工,用PCBN刀具切削灰口铸铁干切削和湿切削两种情况下的对比可以看出:PCBN在高速干切情况下,比湿切削具有更高的刀具 寿命。

2.4 适应于自动化加工及难加工材料加工

PCBN刀具有很高的硬度及耐磨性,能在高切削速度下长时间地加工出高精度零件(尺寸分散性小),大大减少换刀次数和刀具磨损补偿停机所花费的时间。因此,很适合于数控机床及自动化程度较高的加工设备,并且能使设备的高效能得到充分发挥。

在 难加工材料应用方面,PCBN刀具也显示了其卓越的性能,如表面喷焊(涂)材料的加工,用其它材料刀具加工,刀具寿命极低,也无法采用磨削方法加工,而 PCBN是惟一适合的刀具材料;又如,在石油电站设备中使用的高合金耐磨铸铁,采用PCBN刀具较硬质合金刀具提高切削效率4倍以上,单件刀具成本下降为 原来的1/5。另外在硬质合金等烧结材料的切削加工方面,PCBN刀具也显示了很好的切削性能。

2.5 PCBN刀具的应用事例

由于PCBN具有较高的硬度和耐磨性,在高温下不与铁族金属起反应的化学惰性,因此主要用于高硬度材料及难加工材料的切削加工,如淬硬钢、高合金耐磨铸铁、高温合金、高速钢、表面喷焊材料、烧结金属材料等难加工材料的切削加工。

(1)加工淬硬钢,可起到以车代磨的效果,由于切削深度比磨削深度大十几倍以上,因此加工效率高,表面不产生烧伤。如以车代磨加工变速滑动齿轮(20CrMnTi,硬度为HRC58~62)时,切削比原磨削加工效率提高4倍以上。

(2)加工高合金(含钨或铬18%)耐磨铸铁,切削速度较硬质合金刀具提高10倍以上,切削效率提高4倍以上。

(3)加工高钴铬钼耐蚀耐热合金,PCBN刀具切削速度为160m/min,是硬质合金刀具的8倍。

(4)加工热喷涂(喷焊)材料,表面喷焊件无法用磨削加工,而用硬质合金刀具切削效率极低,改用PCBN刀具后可提高加工效率,节省加工费用50%以上。PCBN刀具还可用于有色金属的精密切削及烧结金属的切削加工等等。

3 PCBN刀具使用上的注意点

如果正确选择切削用量、刀具几何参数及其他加工条件,则PCBN是一种高效长寿命刀具,能创造很高的经济效益,但如果使用方法不当,则会造成很大的浪费。

(1) 合理选择切削用量:切削速度要根据被加工材料进行选择,一般要大大高于硬质合金刀具。切削硬度HRC55~65的淬硬钢可选切削速度为 80~120m/min,由于PCBN切削硬材料是将切削区内微小区域的金属软化而进行的,因此切削速度过低时,就不能发挥PCBN刀具的切削性能。进给 量一般不能大于0.2mm/r,背吃刀量一般选择小于0.3mm。

(2)合理选择刀具几何参数:由于PCBN刀具的韧性高于陶瓷,低于硬 质合 金,因此刀具几何参数的选择主要考虑的就是保证刃口强度,刀具前角一般选择(0°~-10°),后角选择较小,为10°左右。除特殊要求外,为保证刀尖强 度,刀尖角一般不要小于90°;刃口要磨出负倒棱,一般取为0.2mm×(-15°~-30°),使用前要用30~50倍放大镜对刀具进行检查,确保刃口 无崩刃。

(3)冷却与润滑:对其他材料刀具,采用冷却润滑液有利于提高加工表面和延长刀具寿命,但对PCBN刀具除极特殊情况下,不加冷 却液同 样可达到理想的加工质量和较长的刀具寿命,对PCBN刀具来说是怕软不怕硬。若使用冷却液,则不能使用水溶性冷却液,因为CBN易在1000℃产生水解作 用,造成刀具严重磨损。

(4)对机床的工艺系统:由于PCBN刀具多用于淬硬钢及耐磨铸铁等难加工材料的切削加工,且刀具有负倒棱,因而径向力较大。这就要求机床刚度和精度要好,系统振动要小,刀具安装时悬臂要小,PCBN刀具不宜用于荒面加工。

目 前,虽然PCBN刀具材料的价格相对硬质合金及陶瓷刀具的 价格还偏高,但均摊到每个工件上的刀具成本却低于其他材料刀具,采用先进切削加工工艺时,若将磨削机床等设备投资摊入生产成本,则PCBN刀具的使用会带 来更大经济效益。对一般中小企业来说,精加工工序的磨削加工始终是制造过程的瓶颈,若购置性能好的车床,采用PCBN刀具,应用以车代磨等先进切削加工工 艺,即可节省设备投资、提高生产率,又可大大增加加工过程的柔性。另外,目前由于人员费用的增大及环境保护方面的要求,大力推广使用PCBN刀具,充分发 挥其潜在效能,提高切削加工技术水平也是具有重要意义的。

 

引用出處: 

 http://www.hudong.com/wiki/PCBN%E5%88%80%E5%85%B7

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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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本文对PCBN刀具用于高速与超高速切削、硬态干式切削、在数控机床上加工淬火钢加工以及不同应用领域对PCBN刀具材料的要求均有描述。指出,为达到我国未来工业经济的高速发展,超硬刀具的成功应用是一个关键因素。

 

1.引言 

 

    单晶立方氮化硼的颗粒很小,目前人工合成的单晶立方氮化硼的最大粒径为3mm左右。鉴于培育立方氮化硼大单晶在技术上存在难度,所以,苏联、美国、英国、日本和中国相继研制出聚晶立方氮化硼[1]。 

 

    聚 晶立方氮化硼可以分为整体PCBN烧结块和带硬合金基体的PCBN复合片。整体PCBN烧结块是由CBN颗粒在高压高温下烧结而成的;PCBN 复合片是由CBN层与硬质合金基体在高压高温下烧结而成的。多晶体的结构使聚晶立方氮化硼具有各向同性,克服了单晶存在解理面的缺陷,同时,PCBN具有 硬质合金基体的抗冲击韧性[2]。这些优点使聚晶立方氮化硼的应用广泛,特别是作为刀具材料在切削加工方面发挥了极大作用,被广泛应用于汽车、机床、航空 航天、仪器仪表等制造领域。PCBN刀具可以实现以车代磨,并且刀具寿命比硬质合金刀具提高几十倍到几百倍。随着科技的进步和技术水平的提高,它的应用领 域将会不断扩大。PCBN刀具的1/2用于汽车制造业,约20%用于重型设备(如轧辊等)的加工[3]。

 

2.PCBN刀具的应用

 

2.1常用刀具的综合性能及PCBN刀具的应用范围

 

    图1大致说明了几种刀具材料的硬度、耐磨性和韧性、强度的关系,可见理想的刀具材料应位于该图右上角,即应既具有极高的耐磨性,有利于延长刀具耐用度,同时又具有好的断裂韧性,使得其能够承受大的切削力。 

 

 

                           

 

 

                             图1 常用刀具材料综合性能

 

     PCBN刀具按加工方式分,车削占60%,镗削占32.5%,端铣占7.5%。按加工材料分,淬火钢占65%,铸铁占28%,耐热钢占7%。按替代原加工分,50%替代磨削,30%替代硬质合金刀具,10%替代金属陶瓷刀具,5%替代陶瓷刀具。 

 

     PCBN刀具按加工方式分,车削占60%,镗削占32.5%,端铣占7.5%。按加工材料分,淬火钢占65%,铸铁占28%,耐热钢占7%。按替代原加工 分,50%替代磨削,30%替代硬质合金刀具,10%替代金属陶瓷刀具,5%替代陶瓷刀具,5%替代磨加工。 

 

     PCBN已广泛用于数控机床、多用途机床、自动化、专用高速机床、柔性生产单元或柔性生产系统为基础的自动化生产线,用于各种高硬度材料(如冷热作工具 钢、高速钢、轴承钢、粉末冶金钢、粉末冶炼金属、马氏体不锈钢、高强度钢、高锰钢、白口铸铁、奥氏体软铁等)的切削加工[4]。

 

2.2 不同应用领域对 PCBN刀具材料的要求

 

    图2勾画出了不同应用领域对PCBN刀具材料的要求。硬质钢的加工对PCBN性能要求的范围最广,这是因为硬质钢成分多样和加工材料量大。 

 

 

                 

 

 

    图2是不同的应用领域对PCBN强度、抗磨损性和抗化学摩擦性的要求[5]

 

2.3与应用领域相对应的PCBN材料的组成 

 

 

                  

 

 

2.4.PCBN刀具的高速与超高速切削

 

    现 代切削加工技术的发展趋势是切削加工的高速、超高速发展。高速、超高速加工技术是指采用超硬材料的刀具,通过极大地提高切削速度和进给速度来提 高材料切除率、加工精度和加工质量的现代加工技术。超高速加工的切削速度范围因不同的工件材料、不同的切削方式而异。目前,一般认为,超高速切削各种材料 的切削速度范围为:铝合金巳超1600m/min,铸铁1500m/min,超耐热镍合金达300m/min,钛合金达150~1000m/min,纤维 增强塑料为200~9000m/min。各种切削工艺的切削范围:车削为7007000m/min,铣削为300~6000m/min,钻削为 200~1100m/min,磨削为250m/s以上。因此,对刀具适用性和使用寿命提出了更高的需求,而PCBN刀具是迄今世界上最能满足这一要求的首 选刀具。 

 

    高速切削是一个相对的概念,通常认为,高速加工时切削速度要比常规切削高5~10倍以上。高速切削时 随切削速度的提高,切削力降低,切削温度的增 加逐渐缓慢,可以提高生产效率和加工质量,降低制造成本,加快产品的开发周期。一般来说,切削力降低15%~30%以上,表面质量提高1~2级,切削速度 和进给速度提高15%~20%,可降低制造成本10%~15%[6]。 

 

    高速切削现已广泛用于航天航空、汽车和 摩托车、模具、机床等工业中的钢、铸铁、有色金属及其合金、高温耐热合金以及碳纤维增强塑料等材料的加工, 其中以铝合金和铸铁的高速加工最为普遍。而高速切削是指刀具切削刃相对于零件表面的切削运动(或移动)速度超过普通切削5~10倍,主要体现在刀具快进、 快切、快退三个环节上。

2.5 PCBN刀具的硬态干式切削

 

    人们普遍认为PCBN刀具硬态干式切 削,一方面可以充分发挥刀具优秀的切削性能和金属软化作用,另一方面加工过程中省去了切削液的使用(通常切削 液占加工总成本的16%~20%左右),为企业带来巨大的经济效益,而且有利于环境保护和工人身体健康,是一种较为理想的加工方法。 

 

    然 而在干切削带来众多优点的同时,也应看到,干切削加工时的恶劣环境,使工件与刀具都承受着高机械载荷和高热载荷,工件表面质量必然会受到切削温 度的影响,因此要想使干切削技术完全被人们所接受,为了降低表层和亚表层缺陷,获得更好的加工表面质量,适当的冷却润滑是必要的[7]。 

 

    Kennametal推出了一种新型的、高耐磨性的、有涂覆膜的PCBN,其型号为KB9610。高速加工硬材料时,其切削速度至少能提高20%,因此可获得高的生产率。 

 

    KB9610的硬质合金基体上的PCBN含有低浓度的CBN,PCBN上涂有多层铝合金层,这种产品完全可以防止化学磨蚀并且耐高温,KB9610主要用于连续精加工和半精加工淬火材料(HRC>45)、硬的涂层和冷硬铸铁,吃刀量可达0.5mm[8]。

 

2.6 PCBN刀具用于淬火钢加工 

 

    用 PCBN刀具实施硬度切削工艺可改变传统切削—淬火—磨削的制造工序,能有效地提高生产效率和降低能量消耗[9]。虽然PCBN刀具在淬硬钢的 切削加工中具有很多优势,但国内没有推广使用这种新型超硬刀具材料,最重要的原因是工厂缺乏对PCBN刀具切削性能和使用技术的了解。 

 

    PCBN 刀具切削淬硬钢时切削力的特征及其变化规律是衡量PCBN刀具切削性能的重要指标之一。冯吉福,吕智等指出,PCBN刀具切削淬硬高速钢 时切削力与切削深度呈线性上升的关系;主切削力和轴向力和进给量也呈线性上升关系;主切削力和轴向力随切削速度增大而降低;切削深度减小时切削形态从锯齿 形切屑向带状切屑过渡的趋势[10]。

 

2.7 高速切削钛合金

 

    钛合金由于高的强 度/重量比和较高的抗腐蚀能力,被应用于航空业。但钛合金的切削速度低、导热系数低以及很容易跟刀具材料发生化学反应等难加工性 已成为生产中的辣手问题。实际生产中加工钛合金的切削速度多在50m/min以下,因此,钛合金的高速切削加工是当前亟待解决的生产难题,也是当今研究的 热点问题。采用PCBN刀具对钛合金TC4进行高速切削的试验表明,PCBN刀具加工钛合金TC4与硬质合金刀具相比,有着切削力高、表面粗糙度低和刀具 寿命长等特点,并且在高速、低进给量、低背吃刀量的条件下,有更长约刀具寿命和更好的工件加工表面粗糙度。因此,PCBN刀具更适合用作钛合金的精加工 [11,12]。

 

3.结语 

 

    上世纪制造技术的进步可据两个趋势做出终肯的总结:一是所达到的精度呈指数级增产,二是每隔10年生产率增长2倍。后一趋势主要是由更硬、熔点更高的切割工具的使用产生的。在过去的25年中,PCBN的应用在很大程度上大与这一趋势相关联。 

 

    高效切削已经成为现代制造的主流,而聚晶立方氮化硼刀具在其中扮演着不可缺少的角色。目前,我国刀具制造业还停留在传统的发展模式上,无法满足现代制造业对高效刀具的需求。 

 

     超硬材料刀具发展是现代制造业发展的重要基础。美、德、日等世界制造业的国家无一例外都是刀具工业先进的国家。超硬材料刀具不但推动制造技术发展进步的重要动力,还是提高产品质量、降低加工成本的重要手段。 

 

    今天先进的数控机床已经成为现代制造业的主要装备,它与同步发起来的先进超硬材料刀具一起共同推动了加工技术的进步,使制造技术进入了现代制造的新时代。 

 

    由于我国机床工具行业对现代金属切削刀具与传统刀具的差别缺乏足够的认识,长期以来重主机、轻工具,在发展战略上超硬材料刀具与数控机床的发展严重脱节,使我国超硬材料刀具技术的发展和行业水平与现代制造业的要求相差甚远。 

 

    超 硬刀具的应用程度将取决于技术和经济两方面的考虑。然而有一点是显而显见的,即朝着具有更高生产率、更高切削速度和更低成本的方向发展。随着更 耐磨和更难加工工件材料的增多,各类超硬刀具的应用将持续大量增加。亳无疑问,为达到我未来工业经济的高速发展,超硬刀具的成功应用是一个关键因素。

 

引用出處: 

 http://www.lanshengcnc.com/looknew_djjs.php?id=40251%EF%BB%BF

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一、引言

淬硬轴承钢零件大多是工作在接近其机械力学性能极限点状态下的高性能零件。精磨是精加工淬硬轴承钢最常用的工艺。随着数控机床等加工设备精度的提高以及聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具的应用,以硬态切削替代磨削工艺完成零件的最终精加工已成为加工淬硬轴承钢的新途径。

立 方氮化硼(CBN)超硬材料用于磨削加工已有约40年历史,其应用技术已相当成熟。CBN用作刀具材料始于二十世纪七十年代,它在切削加工中 表现出了优良的切削性能。近年来,聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具硬态切削技术在国外发展很快,但在我国因某些不稳定因素的制约,尚未完全被企业接受和广 泛采用。为促进该项先进技术的推广应用,本文结合国内外相关研究成果,通过切削试验研究了PCBN刀具精密切削GCr15淬硬轴承钢时的切削力特征、切屑 形态、刀具磨损特性等切削性能,并从表面粗糙度、硬化层深度、亚表层白层现象、残余应力分布等方面深入研究了PCBN刀具精密切削淬硬轴承钢的加工表面质 量。

二、PCBN刀具的硬态切削性能

PCBN属于高脆性的超硬刀具材料,强度和韧性 均较差,其抗弯强度和抗压强度是所有刀具材料中最低的,因此很难用于冲击力较大的加工。切削试验 和生产应用表明,PCBN刀具切削加工淬硬轴承钢时性能表现不够稳定。如何充分发挥PCBN刀具的超硬特性,在硬态切削轴承钢时获得良好的加工效益已成为 十分紧迫的研究课题。为此,我们通过切削试验对PCBN刀具的硬态切削性能和加工表面质量进行了研究。

切削试验在可无级变速的CA6140车床上进行;采用应变式车削测力仪测量切削力,采用自然热电偶法测量切削温度;被加工材料为GCr15淬硬轴承钢,通过热处理工艺获得硬度分别为30HRC、40HRC、50HRC、60HRC和64HRC的5种试件。

1.切削力特征

在 硬态切削过程中,切削力是衡量整个工艺系统稳定性和切削加工精度的主要因素。许多学者的研究表明:在不同精度等级的机床上实施硬态切削时,切 削力基本不发生变化。由于PCBN刀具材料脆性大,因此使用前一般都要进行倒圆(R200~400μm)和倒棱处理。在切削过程中,由于切削深度和进给量 均很小,大钝圆和负倒棱实际上成为刀具主要参与切削的部分。由PCBN刀具切削GCr15淬硬轴承钢时的切削力测量结果可知,受切削区形状的影响,径向切 削力Fy最大,主切削力Fz次之,轴向切削力Fx最小,且粗加工切削力约为精加工切削力的6~9倍。在硬态切削过程中,切削力与进给量、切削深度、后刀面 磨损量等参数成线性关系。当切削速度增大时,切削力稍有下降,这主要是由于切削速度提高使切削温度升高,并导致工件材料塑性增大,但这种变化趋势仅对应于 一定的切削速度范围,当切削速度超过200m/min时,切削力则不再沿下降通道变化。

2.切屑形态

在PCBN刀具的硬态 切削过程中易生成锯齿状切屑。在对不同硬度的轴承钢进行切削加工时发现,工件硬度对锯齿状切屑的形成影响最大。当工件硬度 低于50HRC时,采用大进给量和高速切削只能生成连续切屑;当工件硬度超过50HRC后,可观察到切屑形态由连续切屑向锯齿状切屑过渡,且在锯齿状切屑 根部可观察到周期性流动形态。形成锯齿状切屑的主要原因是PCBN刀具向前切削时使切屑材料受到极大压力而发生突然断裂。在切削试验中,可观察到锯齿状切 屑的形成主要源于工件自由表面断裂并进一步蔓延到刀具切削刃前区,直至在材料因承受极大压应力而发生严重塑性变形的某一点处停止,切屑在刀具前刀面与断裂 层之间被挤压,与此同时断裂底层以下的塑性区材料沿前刀面移动,从而形成锯齿状切屑。

3.刀具磨损特性

用PCBN刀具切削 淬硬轴承钢时,前刀面的磨损形式主要为月牙洼磨损。由于PCBN刀具的高温硬度较高,只有在达到较高温度和压力后才会发生磨 损,因此月牙洼磨损只出现在距离刀刃很近的部位,且宽度很窄(这一点有别于硬质合金刀具),这说明PCBN刀具的刃口保持能力较强,有利于实现淬硬钢的精 密切削。PCBN刀具切削淬硬轴承钢时的后刀面磨损形貌从外观上看,磨损形式以机械磨损为主,形成的磨损带上粘附有一些工件材料,其磨损形式与硬质合金刀 具无明显区别,但磨损量较小。

切削淬硬钢时,切屑呈半熔状态,刀尖处高温区的最高温度可达1000℃以上。在切削一段时间后,刀具刃口与 后刀面的轻微磨损使后刀面切削压力高 达10GPa,工件材料中的铁元素在高温高压下易与空气中的氧发生化学反应而生成FeO氧化层,该氧化层在合理切削条件下可起到保护刀具刃口的作用,但因 其硬度较低,在摩擦过程中易脱落,从而可能加剧后刀面磨损。试验研究发现,表面发生氧化反应的过渡层厚度约为300~800nm,在该过渡层中工件材料与 刀具材料未发生明显的化学反应。由于过渡层易脱落并导致工件表面质量恶化,因此在用PCBN刀具精密切削淬硬钢时对氧化磨损的控制十分重要。

三、PCBN刀具的加工表面质量

用 PCBN刀具连续切削淬硬轴承钢时,通常切削速度为90~200m/min,进给速度为0.05~0.2mm/r,切削深度为 0.10~0.50mm,所需切削功率并不大,但刀具承受的冲击力却是普通切削的3倍以上,单位切削力高达5000MPa,尤其当进给量和切深很小时,径 向切削力往往大于主切削力和切向切削力,因此切削精度不易控制。实现用硬态切削替代磨削工艺加工淬硬轴承钢的关键问题是如何保证获得理想的加工表面粗糙 度、形状精度和表面应力状态。

切削试验与研究表明,淬硬轴承钢材料的延伸率小、塑性低,易形成高光洁加工表面,在机床和夹具刚性足够的条件下的,通过合理优选切削参数,完全可以实现“纳米切削”。

用 PCBN刀具切削5种不同硬度的GCr15淬硬轴承钢试件时获得的加工表面粗糙度试验结果可知,当工件硬度大于50HRC时,工件硬度值越 高,加工表面粗糙度值越小,这是因为当工件硬度大于50HRC后,切削力和切削热均有所下降,使切削过程中工件的热膨胀和金属软化效应作用减小,从而有利 于提高切削加工精度及表面质量。

通过切削试验发现,加工后的淬硬轴承钢工件表层和亚表层组织状态较加工前有所变化,其微观组织由白色的未 回火层(简称白层)和黑色的过回火层组 成,其中白层厚度小于2μm,工件表层以下20~40μm处的硬度最高可达900HV0.025。由试验结果可知,经硬态切削后的加工表面残余应力为压应 力(最大压应力位于工件表面以下50μm处)。而经磨削加工后的工件最大压应力则主要集中于工件表面。白层的形成是影响硬态切削加工表面质量的另一重要因 素。白层是在硬态切削过程中因快速加热及骤然冷却引起材料相变而形成的一种细晶粒马氏体组织。在硬态切削过程中,白层的形成主要与切削热有关,后刀面磨损 量VB的增加将促使白层深度加大,当VB=0.31mm时,白层深度可达10μm。

四、结论

1.用PCBN刀具切削GCr15淬硬轴承钢时,径向切削力Fy最大,主切削力Fz次之,轴向切削力Fx最小;粗加工切削力约为精加工切削力的6~9倍。

2.硬态切削过程易形成锯齿状切屑,其产生机理为工件材料在巨大压应力作用下产生宏观和微观断裂;形成锯齿状切屑的临界硬度为50HRC。

3.PCBN刀具前刀面和后刀面的磨损形式表明该刀具的刃口保持能力较强,有利于实现淬硬钢加工的以车代磨。

4.经硬态切削的加工表面残余应力为压应力,残余应力分布形式有利于提高工件的工作寿命;硬态切削的表面粗糙度可达到粗磨加工精度;表层的加工硬化作用对材料组织无明显影响;滚动疲劳测试结果表明,硬态切削工件的工作寿命较长。

5.试验研究证明采用PCBN刀具对淬硬轴承钢进行精密切削加工完全可行。



 

引用出處: 

 http://www.cut35.com/info/2875.html

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PCBN刀具高速切削铸铁时主要发生化学磨损, 导致前刀面出现月牙洼磨损。试验证明,通过改变CBN含量和刀具几何参数,以降低切削温度和减小刀?屑接触长度(时间),可减小化学磨损速率,避免前刀面 月牙洼磨损。一般认为,CBN刀具的磨损是由于切削过程中的高温、高压、切屑与前刀面间的摩擦以及工件材料中有关化学元素与之发生粘结、亲和而引起的,即 其磨损机制主要包括:①氧化磨损和相变磨损。CBN刀具高速切削时的平均切削温度可达1000~1200℃,在此高温下,即使在常压和空气气氛中也足以使 CBN刀具刀尖区产生氧化、放氮甚至相变。而CBN刀具一经氧化和相变即会丧失其切削能力。②粘结磨损。在一定压力和高温条件下,刀尖与被加工材料接触区 随着切屑不断流出,双方均不断裸露出新的表面。尽管CBN对Fe族元素有较高化学惰性,但对其它元素并非如此,当条件适合时,会使CBN活性增加、惰性降 低,随着与合金元素的亲和倾向不断增加,将导致出现粘结磨损。这种磨损一般表现为微粒脱落,当刀尖区温度高达1200℃左右时,局部CBN颗粒将呈现“半 熔化”状态,从而使粘结磨损大大加剧。③摩擦磨损。工件与刀具之间的高速相对运动会使CBN刀具发生摩擦磨损。④颗粒剥落与微崩刃。由于CBN刀具是由无 数细小的CBN颗粒构成,颗粒之间呈晶界间的精细裂纹连接,且存在不均匀的内应力,因此当高温切屑流摩擦刮研CBN刀尖时,会因工件材料硬度不均或存在硬 质点所产生的微冲击而造成CBN颗粒脱落或产生微崩刃。造成CBN刀具磨损的上述多种因素并非只是独立存在、单独作用,而是相互影响、共同加剧,如氧化磨 损和相变磨损必然伴随着粘结磨损,并出现摩擦磨损、剥落磨损和微崩磨损。

引用出處: 

 http://jb.9939.com/article/2009/1201/224359.shtml

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超硬材料CBN(立方氮化硼)作为磨料应用已有40 余年的历史了,在磨削加工方面已有相当成熟的应用技术,PCBN(聚晶立方氮化硼也称立方氮化硼 烧结体)作为刀具材料应用于切削加工始于70年代,经过20多年的应用,在切削加工的各个方面都表现了优良的切削性能和一些不同于其它材料刀具的特殊规 律,我国PCBN刀具的应用相对发达国家还比较少,缺少这方面的技术资料,本文综合国内外有关资料及作者应用PCBN刀具的试验结果介绍如下。

1 PCBN刀具材料的性能

PCBN按其制造工艺分有由CBN经高温高压直接结合成烧结块的,也有加金属或陶瓷等粘结剂在经高温高压烧结成的;按成品复合方式分,有单独CBN烧结块,也有CBN/硬质合金复合烧结的PCBN复合片。本文将以PCBN复合片刀具的切削性能为主进行介绍。

具有较高的硬度和耐磨性

CBN晶体结构与金刚石相似,化学键类型相同、晶格常数相近,因此具有与金刚石相近的硬度和强度。 CBN微粉的显微硬度为HV8000~9000,其烧结体PCBN的硬度一般为HV3000~5000。

具有很高的热稳定性

CBN的耐热性可达1400~1500℃,PCBN在800℃时的硬度还高于陶瓷和硬质合金的常温硬度。

具有优良的化学稳定性

CBN的化学惰性特别大,在1200~1300℃时也不与铁系材料发生化学反应,与碳在2000℃时才发生反应;在中性、还原性的气体中,对酸碱都是稳定的。其对各种材料的粘结扩散作用比硬质合金小得多。

具有较好的导热性

在各类刀具材料中CBN的导热性仅次于金刚石,大大高于硬质合金,而且随着温度的升高, PCBN导热系数是增加的。

具有较低的摩擦系数

 

与不同材料间的摩擦系数CBN为0.1~0.3、硬质合金为0.4~0.6,随着切削速度的提高,摩擦系数是减小的。

2 PCBN刀具的切削特性

 

PCBN刀具材料由于具有上述的特殊性能,因此在不同切削情况下,表现出了不同于其它材料刀具特殊的规律。

切削高硬度淬硬钢刀具寿命高

PCBN 刀具切削淬硬钢时,随着被加工材料硬度的增高,刀具寿命并非单调下降,而是在HRC40时刀具寿命最低(如图1所示),图 1VB=0.2mm;ap=0.5mm;f=0.1mm/r,工件材料:35CrMo。当工件材料硬度高于此硬度后,刀具寿命反而增加。这主要是由于 PCBN材料高温下硬度损失小,而工件材料硬度较高时,由于切削热作用将切削区域金属软化,而使切削加工更易于进行。 PCBN这一特性非常适于加工高硬度材料,以车削代磨削可获得以往只有用磨削加工才能得到的加工表面质量。

 

 

图1 刀具寿命与被加工材料硬度的关系   图2 切削正火钢时切削速度与刀具寿命的关系

切削正火钢刀具寿命低

切削正火材料时,PCBN刀具的寿命要低于硬质合金刀具(如图2所示),切削用量:f=0.1mm/r;ap=0.5mm。并且刀具寿命比切削淬火钢时寿命还要低。由此可以看出PCBN刀具不适于加工正火材料。

切削灰口铸铁刀具寿命曲线弯曲

切削灰口铸铁PCBN刀具寿命与切削速度的关系不符合泰勒公式,其后刀面磨损VB及前刀面月牙洼磨损深度KT都呈现出了相同的规律(如图3所示) ,图3切削用量:f=0.1mm/r,ap=0.5mm。

 

 

图3 切削灰口铸铁时刀具寿命与切削速度关系   图4 切削黄铜时的刀具磨损曲线

切削耐磨黄铜时刀具寿命高于金刚石刀具

切削有色金属时,通常烧结金刚石(PCD)是最佳刀具材料,但切削耐磨黄铜时,PCBN刀具寿命高于烧结金刚石和硬质合金刀具(如图4所示),图4切削用量:v=200m/min;f=0.2mm/r,ap=1.0mm。

高速下PCBN刀具寿命高

图 5切削用量:f=0.05mm/r,ap=0.05mm;工件材料:HPM31HRC57;球头立铣刀R5顺铣。图5所示为不同速度下PCBN刀具切削淬 硬钢时刀具后刀面磨损与切削距离的关系,由图5可以看出:当切削速度超过一定限度后,切削速度越高,刀具的磨损速度反而降低,即高速下PCBN刀具的寿命 高于低速,因此PCBN刀具适合高硬度材料的高速切削加工。

 

 

图5 不同速度下PCBN刀具的寿命  图6 干切与湿切情况下PCBN刀具寿命与切削速度的关系

干切条件下PCBN刀具寿命高

 

图 6工件材料为铸铁,是PCBN刀具在干、湿两种切削条件下刀具寿命的对比。由图6可以看出:在干切情况下,PCBN刀具寿命反倒高于使用切削液的情况,其 主要原因是由于干切时切削温度高,PCBN高温硬度高,因此硬度损失少,而工件材料在高温下硬度损失大,硬度降低后更易于切削的缘故。

 

3 PCBN刀具的加工表面质量

PCBN刀具不仅具有优良的切削性能,同时也能获得其它种类刀具很难获得的加工表面质量。

可获得较低的表面粗糙度

用 PCBN刀具加工不同材料都能获得较低的表面粗糙度,图7所示是加工铸铁时,PCBN刀具与硬质合金刀具的表面粗糙度对比。由图7可以看出:PCBN刀具 加工表面粗糙度远远好于硬质合金刀具,而且随着切削速度的提高,越来越接近粗糙度的理论值。另外,由于PCBN刀具硬度高、耐磨性好,因此,能在较长时间 内获得较一致的表面粗糙度。图7工件材料:铸铁FC25;切削用量:f=0.1mm/r;ap=0.3mm。

能获得较好的表面应力状态

如 图8所示,磨削加工得到的加工表面通常产生拉应力,用PCBN刀具加工淬硬钢时,工件表层组织通常有残余压应力,残余压应力可提高零件的疲劳强度及耐磨 性。图8切削条件:工件材料:GCr15淬火;磨削:v=35m/s;vf=10mm/min;fr=0.008mm;车削:v=70m /min,f=0.07mm/r;ap=0.1mm。

图7 PCBN刀具的加工表面粗糙度 图8 PCBN刀具切削获得的加工表面残余应力 图9 PCBN刀具加工表面硬度的变化

加工表面表层硬度的变化

PCBN 刀具切削淬硬钢表面表层硬度与磨削的比较如图9所示。由图9可以看出:磨削加工获得的工件表层硬度有所下降,而PCBN刀具加工获得加工表面硬度略有上 升,提高了加工表面的机械性能。图9工件材料:SCM21,淬火HRC50;切削用量:车削:v=300m/min;f=0.3mm /r;ap=1.0mm;磨削:vc=1450m/min;vw=80m/min;ap=0.015mm。

另外,PCBN刀具切削硬材料时,由于刀具导热性好所产生的切削热被切屑带走较多,工件加工表面表层纤维组织无显著变化,而磨削加工若切削用量选择不当,则容易产生表面烧伤。

4 结束语

PCBN 刀具具有优于其他材料刀具的切削性能,尤其适合高硬度淬硬钢及耐磨材料的切削加工,在高速切削加工及干式切削加工方面表现出了优良的切削性能,在一定条件 下可以得到与磨削相媲美的加工表面质量;但PCBN刀具寿命有特殊的变化规律,如:切削中等硬度的淬硬钢及正火钢时刀具寿命低、切削铸铁时刀具寿命曲线的 弯曲等,若了解掌握这些特殊规律,便可在使用中充分发挥其优越的切削效能,创造出巨大的经济效益。

引用出處: 

 http://www.51089871.com/knowledge/20087628232525.html

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航空機械鉸刀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 PCD’CVDD(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

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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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pcd刀具既聚晶金刚石刀具

  聚晶金刚石(PCD)刀具概述

 

  PCD刀具的发展

  金 刚石作为一种超硬刀具材料应用于切削加工已有数百年历史。在刀具发展历程中,从十九世纪末到二十世纪中期,刀具材料以高速钢为主要代表;1927年德国首 先研制出硬质合金刀具材料并获得广泛应用;二十世纪五十年代,瑞典和美国分别合成出人造金刚石,切削刀具从此步入以超硬材料为代表的时期。二十世纪七十年 代,人们利用高压合成技术合成了聚晶金刚石(PCD),解决了天然金刚石数量稀少、价格昂贵的问题,使金刚石刀具的应用范围扩展到航空、航天、汽车、电 子、石材等多个领域。

 

  PCD刀具的性能特点

  金刚石刀具具有硬度高、抗压强度高、导热性及耐磨性好等 特性,可在高速切削中获得很高的加工精度和加工效率。金刚石刀具的上述特性是由金刚石晶体状态决定的。在金刚石晶体中,碳原子的四个价电子按四面体结构成 键,每个碳原子与四个相邻原子形成共价键,进而组成金刚石结构,该结构的结合力和方向性很强,从而使金刚石具有极高硬度。由于聚晶金刚石(PCD)的结构 是取向不一的细晶粒金刚石烧结体,虽然加入了结合剂,其硬度及耐磨性仍低于单晶金刚石。但由于PCD烧结体表现为各向同性,因此不易沿单一解理面裂开。

 

  PCD 刀具材料的主要性能指标:①PCD的硬度可达8000HV,为硬质合金的80~120倍;②PCD的导热系数为700W/mK,为硬质合金的1.5~9 倍,甚至高于PCBN和铜,因此PCD刀具热量传递迅速;③PCD的摩擦系数一般仅为0.1~0.3(硬质合金的摩擦系数为0.4~1),因此PCD刀具 可显著减小切削力;④PCD的热膨胀系数仅为0.9×10 

  -6~1.18×10 

 

  -6,仅相当于硬质合金的1/5,因此PCD刀具热变形小,加工精度高;⑤PCD刀具与有色金属和非金属材料间的亲和力很小,在加工过程中切屑不易粘结在刀尖上形成积屑瘤。

    PCBN刀具既立方氮化硼刀具,立方氮化硼CBN(Cubic Boron Nitride)是20世纪50年代首先由美国通用电气(GE)公司利用人工方法在高温高压条件下合成的,其硬度仅次于金刚石而远远高于其它材料,因此它与金刚石统称为超硬材料。

  CBN 具有较高的硬度、化学惰性及高温下的热稳定性,因此作为磨料CBN砂轮广泛用于磨削加工中。由于CBN具有优于其它刀具材料的特性,因此人们一开始就试图 将其应用于切削加工,但单晶CBN的颗粒较小,很难制成刀具,且CBN烧结性很差,难于制成较大的CBN烧结体,直到20世纪70年代,前苏联、中国、美 国、英国等国家才相继研制成功作为切削刀具的CBN烧结体——聚晶立方氮化硼 PCBN(Polycrystalline Cubic Boron Nitride)。从此,PCBN以它优越的切削性能应用于切削加工的各个领域,尤 其在高硬度材料、难加工材料的切削加工中更是独树一帜。经过30多年的开发应用,现在已出现了用以加工不同材料的PCBN刀具材质。

 

引用出處: 

http://zhidao.baidu.com/question/90100762

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锆石是一种硅酸 盐矿物,它是提炼金属锆的主要矿石。锆石广泛存在于酸性火成岩,也产于变质岩和其他沉积物中。锆 石的化学性质很稳定,所以在河流的砂砾中也可以见到宝石级的锆石。锆石有很多种,不同的锆石会有不同的颜色,如红、黄、橙、褐、绿或无色透明等等。经过切 割后的宝石级锆石很像是钻石。锆石过去还被叫作锆英石或风信子石。锆石可耐受3000℃以上的高温,因此可用作航天器的绝热材料。

氧化锆(ZrO2) 自然界的氧化锆矿物原料,主要有斜锆石和锆英石。锆英石系火成岩深层矿物,颜色有淡黄、棕黄、 黄绿等,比重4.6—4.7,硬度7.5,具有强烈的金属光泽,可为陶瓷釉用原料。纯的氧化锆是一种高级耐火原料,其熔融温度约为2900℃,它可提高釉 的高温粘度和扩大粘度变化的温度范围,有较好的热稳定性,其含量为2%-3%时,能提高釉的抗龟裂性能。还因它的化学惰性大,故能提高釉的化学稳定性和耐 酸碱能力,还能起到乳浊剂的作用。在建筑陶瓷釉料中多使用锆英石,一般用量为8%—12%,并为“釉下白”的主要原料,氧化锆为黄绿色颜料良好的助色剂, 若想获得较好的钒锆黄颜料必须选用质纯的氧化锆。

纯净的氧化锆是白色固体,含有杂质时会显现灰色或淡黄色,添加显色剂还可显示各种其它颜 色。纯氧化锆的分子量为123.22,理论密度是 5.89g/cm3,熔点为2715℃。通常含有少量的氧化铪,难以分离,但是对氧化锆的性能没有明显的影响。氧化锆有三种晶体形态:单斜、四方、立方晶 相。常温下氧化锆只以单斜相出现,加热到1100℃左右转变为四方相,加热到更高温度会转化为立方相。由于在单斜相向四方相转变的时候会产生较大的体积变 化,冷却的时候又会向相反的方向发生较大的体积变化,容易造成产品的开裂,限制了纯氧化锆在高温领域的应用。但是添加稳定剂以后,四方相可以在常温下稳 定,因此在加热以后不会发生体积的突变,大大拓展了氧化锆的应用范围。

氧化锆材料具有高硬度,高强度,高韧性,极高的耐磨性及耐化学腐蚀性等等优良的物化性能,氧化锆已经在陶瓷、耐火材料、机械、电子、光学、航空航天、生物、化学等等各种领域获得广泛的应用。

立 方氧化锆是一种人工合成宝石,也是当前产量很多的钻石理想代用品,它是在1976年由前苏联科学家人工合成后面市的,一度被称为“苏联钻”或“奥地 利石”。天然出产的锆石是一种古老的宝石,英文名(Zircon)源于阿拉伯语或希腊语,化学成分为硅酸锆(Zirconium Silicate,ZrSiO4),有多种颜色,某些可加热退色,加工后也可成为钻石代用品,但市场上比较少见。人造锆石是人工合成的锆石,也是钻石的代 用品,但市场上更罕见。锆石与合成的立方氧化锆为两种不相同的物质;而且氧化锆的方晶相其实还分为立方晶(Cubic)及正方晶(Tetragonal) 两种。

 

高纯超细氧化锆粉

1、性质:无毒、无味的白色粉末,化学性质稳定。

2、用途:适合于制造各类结构陶瓷、电子陶瓷、生物陶瓷、高级耐火材料、光通讯器件、人造宝石、氧化传感器、固体氧燃料电池、研磨抛光等行业和产品。

 

纳米氧化锆解释

纳 米氧化锆XZ-ZR601呈高纯度白色粉末状,无臭、无味。有单斜晶型纳米氧化锆粉体XZ-ZR601-D,四方晶型纳米氧化锆粉体XZ- ZR601-S,立方晶体型纳米氧化锆XZ-ZR601-L,熔点2680℃,沸点4300℃。折射率(折射率2.2)和耐高温性。有良好的热化学稳定 性、高温导电性和较高的高温强度和韧性,具有良好的机械、热学、电学、光学性质。纳米氧化锆XZ-ZR601颗粒粒径10nm、是很稳定的氧化物,具有耐 酸、耐碱、耐腐蚀、耐高温的性能,可用于功能陶瓷和结构陶瓷,以及宝石材料。

纳米氧化锆粉外观为白色粉末状物体。

 

纳米氧化锆晶体结构:

1、单斜晶型纳米氧化锆粉体XZ-ZR601-D;

2、四方晶型纳米氧化锆粉体XZ-ZR601-S;

3、立方体晶型纳米氧化锆粉体XZ-ZR601-L。

 

纳米氧化锆用途:

纳 米氧化锆粉体XZ-ZR601是一种耐高温、耐磨损、耐腐蚀的无机材料。广泛应用于精密结构陶瓷、功能陶瓷、纳米催化剂、固体燃料电池材料、功能涂 层材料、高级耐火材料、光纤插接件、机械陶瓷密封件、高耐磨瓷球、喷嘴、喷片等化工、冶金、陶瓷、石油、机械、航空航天等工业领域中。

1、纳米氧化锆粉体XZ-ZR601由于具有高韧性耐磨性可以用做:磨机内衬、切削刀具(锆刀或陶瓷刀)、拉丝模、热挤压模、喷嘴、阀门、滚珠、多种滑动部件等。

2、纳米氧化锆粉体XZ-ZR601由于具有高的折射率、耐高温性可以做:耐火坩埚、搪瓷瓷釉、耐火材料、电子陶瓷烧支承垫板、熔化玻璃、冶金金属用耐火材料。

3、纳米氧化锆粉体XZ-ZR601由于电绝缘性,在电子工业中作为功能陶瓷材料、可用于X射线照相、与钇一起用以制造红外线光谱仪中的光源灯、压电元件、氧敏电阻、大容量电容器。

4、纳米氧化锆粉体XZ-ZR601人造宝石 ,另外在高技术领域的应用日益扩大。 

 

引用出處: 

 http://www.ikon-ceramics.com/ceramics-knife-news/2010/0413/72.html

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马氏体相变 

martensitic transformation 

马 氏体最初是在钢(中、高碳钢)中发现的:将钢加热到一定温度(形 成奥氏体)后经迅速冷却(淬火),得到的能使钢变硬、增强的一种淬火组织。1895年法国人奥斯蒙(F.Osmond)为纪念德国冶金学家马滕斯 (A.□artens),把这种组织命名为马氏体(□artensite)。人们最早只把钢中由奥氏体转变为马氏体的相变称为马氏体相变。20世纪以来, 对钢中马氏体相变的特征累积了较多的知识,又相继发现在某些纯金属和合金中也具有马氏体相变,如:Ce、Co、Hf、Hg、La、Li、Ti、Tl、 Pu、V、Zr、和Ag-Cd、Ag-Zn、Au-Cd、Au-□n、Cu-Al、Cu-Sn、Cu-Zn、In-Tl、Ti-Ni等。目前广泛地把基本 特征属马氏体相变型的相变产物统称为马氏体(见固态相变)。 

相变特征和机制 马氏体相变具有 

热效应和体积效应,相变过 程是形核和长大 的过程。但核心如何形成,又如何长大,目前尚无完整的模型。马氏体长大速率一般较大,有的甚至高达10□cm□s□。人们推想母相中的晶体缺陷(如位错) 的组态对马氏体形核具有影响,但目前实验技术还无法观察到相界面上位错的组态,因此对马氏体相变的过程,尚不能窥其全貌。其特征可概括如下: 

马 氏体相变是无扩散相变之一,相变时没有穿越界面的原子无规行走或顺序跳跃,因而新相(马氏体)承袭了母相的化学成分、原子序态和晶体缺陷。马氏体相变时原 子有规则地保持其相邻原子间的相对关系进行位移,这种位移是切变式的(图1切变式位移示意)。原子位移的结果产生点阵应变(或形变)(图2 原子位移产生 点阵应变)。这种切变位移不但使母相点阵结构改变,而且产生宏观的形状改变。将一个抛光试样的表面先划上一条直线,如图3a马氏体相变时的形状改变中的 PQRS,若试样中一部分(A□B□C□D□-A□B□C□D□)发生马氏体相变(形成马氏体),则PQRS直线就折成PQ、QR□及R□S□三段相连的 直线,两相界面的平面A□B□C□D□及A□B□C□D□保持无应变、不转动,称惯习(析)面。这种形状改变称为不变平面应变(图3 马氏体相变时的形状 改变)。形状改变使先经抛光的试样表面形成浮突。由图4 高碳钢中马氏体的表面浮突×600可见,高碳钢马氏体的表面浮突,它可由图5表面浮突示意示意, 可见马氏体形成时,与马氏体相交的表面上发生倾动,在干涉显微镜下可见到浮突的高度以及完整尖锐的边缘(图6Co-30.5Ni合金形成六方马氏体时产生 的表面浮突干涉图像)。 

马氏体的惯习(析)面 马氏体相变时在一定的母相面上形成新相马氏体,这个面称为惯习(析)面,它往往不是简单 的指数 面,如镍钢中马氏体在奥氏体(γ)的{135}上最先形成(图7 Fe-25Ni-0.3V-0.3C钢中的马氏体及其周围的奥氏体)。马氏体形成时和母 相的界面上存在大的应变。为了部分地减低这种应变能,会发生辅助的变形,使界面改变如图7Fe-25Ni-0.3V-0.3C钢中的马氏体及其周围的奥氏 体中由{135}变为{224}面。图7Fe-25Ni-0.3V-0.3C钢中的马氏体及其周围的奥氏体中马氏体呈透镜状,它具有中脊面,是孪晶密度很 高的面,即{135}□面,这些马氏体内部的孪晶是马氏体内的亚结构。在铁基合金的马氏体中存在孪晶或(和)位错,在非铁合金中一般存在孪晶或层错。由图 7Fe-25Ni-0.3V-0.3C钢中的马氏体及其周围的奥氏体还可见到:在马氏体周围的母相(奥氏体)中形成密度很高的位错,这是在马氏体相变时, 母相发生协作形变而形成的。 

由于马氏体相变时原子规则地发生位移,使新相(马氏体)和母相之间始终保持一定的位向关系。在铁基合金中由面心立方母相γ变为体心立方(正方) 

 

引用出處: 

http://iask.fh21.com.cn/q/433/360433.shtml

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Mashiti xiangbian

马氏体相变

Martensitic transformation

 

   钢淬火会变硬,很早就被人们所认识,中国在战国时代已进行钢的淬火。但直到19世纪后期才知道其内部发生了组织变化,并将淬火形成的片状相命名为马氏体。 1930年以后相似的转变又在许多非铁合金以及非金属晶体中发现。马氏体并不一定变硬,热弹性马氏体则具有弹性软化效应,而且与之相联系的超弹性、铁弹性 及形状记忆等现象也获得重要应用。

马氏体相变特征 马氏体相变属于一种广义的位移型无扩散相变,以切变位移为其特征,新旧相成分不变。相 变特征是:①新相与母相之间有一定的位向关系。例如 Fe-C合金的体心四方马氏体(M)与面心立方奥氏体(γ)──碳在γ-Fe中的固溶体──间有[784-02],[784-03]。② 相界面是确定的晶面,称为惯习面。例如含碳量为 0.5~1.4C 的Fe-C合金的惯习面是[784-04]。惯习面在相变过程中不畸变不转动(即所谓不变平面)。③转变区由于形成马氏体发生切变,所以在平的样品表面上 会出现浮凸。④马氏体形态呈片状或条状,内有亚结构,往往是孪晶。⑤是一级相变,具有成核成长过程。⑥晶体长大速率接近声速(10~10厘米/秒) ⑦相变动力学有两类:a.变温转变,成核率很大,马氏体形成数量只是温度的函数,不依赖于时间。b.等温转变,成核率(或孕育期)依赖于温度,具有“C” 字形动力学曲线。变温转变可视为很快的阶梯式的等温转变;而等温转变如仅考虑转变后期马氏体的极限量则同样满足变温转变的动力学方程。

由于相变的普遍性及技术上的重要性,大半个世纪以来开展了大量的理论研究。早期的工作可参阅J.W.克里斯琴的著作,理论现状主要有下列两方面。

马 氏体相变晶体学 主要说明位向关系、惯习面、形状变化以及亚结构等特征。经典模型着重解决位向关系,未能解释惯习面的不畸变不转动。50年代从惯习面不畸 变的概念出发运用矩阵方法建立了原始的表象理论。认为相变产生的总应变[784-4][kg2]是由三部分组成:①产生点阵变化的贝茵应变 [784-3];②不改变点阵类型的不均匀切变[kg2][784-5]以保持惯习面不应变;③刚性转动[784-2][kg2]以保持惯习面不转动,矩 阵表达式为[784-1]([784-4][784-3]和[784-5]都是应变张量的矩阵表式,[784-2]为转动变换矩阵),[kg2]应用此理 论可预测惯习面、位向关系以及亚结构。在Au-Cd、In-Tl等合金中符合很好,但对钢中 (225)γ马氏体还不能得到满意解释。针对此又发展了近代表象理论。

马氏体相变动力学 马氏体长大很快,因此成核率就成为相变动力学的主 要控制因素。按均匀成核模型计算得的相变激活能太大(几千电子伏)与实际不符。实验表 明成核位置与缺陷有关,因而提出了位错圈成核、层错成核、应变成核等模型。近年来对一些合金的电子显微镜观察与电子衍射实验表明核胚是在相变温度以上形成 的。关于预先相变的局部软模理论值得注意,它将力学稳定性的丧失与缺陷联系起来,缺陷附近的应变诱致声模先行软化,使自由能达到自由能-应变曲线的拐点形 成核胚。

参考书目

徐祖耀编著:《马氏体相变与马氏体》,科学出版社,北京,1980。

J.W.Christian,The Theory of Transformations inmetals and Alloys,Pergamon Press,London,1965.

引用出處: 

 

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