BW Professional Cutter Expert www.tool-tool.com

Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.

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

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

  σ_e——弹性极限

2）屈服阶段：过e点至水平段右端

   σ_s—— 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↑

σ_b—— 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b_k

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： F_0——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_弹+ε_{塑 ，} 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σ_0。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σ_w

抗剪强度τ_b        抗扭强度σ_n

常用来表示金属材料强度的指 标:

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

抗拉强度 (Pa N/m²) P_b-断裂前最 大应力.

   σ_s \σ_b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σ_s的条件下工作,否则会塑变.超过σ_b工作,机件会断裂.

     σ_s--σ_b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：

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: σ_b=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a_k

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a_k

a_k=A_k/F(J/m²)   A_k=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         a_k↑,冲击韧性愈好.

     2         A_k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, a_k只 做校核.

    3         a_k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 σ_0.2 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刀、捨棄式圓鋸片組、粉末成型機、主機版專用頂級電感、’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 tool、aerospace tool .HSS  DIN Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end mill、disc milling cutter,Aerospace cutting tool、hss drill’Фрезеры’Carbide drill、High speed steel、Compound Sharpener’Milling cutter、INDUCTORS FOR PCD’CVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) ’Core drill、Tapered end mills、CVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool. INDUCTORS FOR PCD . POWDER FORMING MACHINE ‘Single Crystal Diamond ‘Metric end mills、Miniature end mills、Специальные режущие инструменты ‘Пустотелое сверло ‘Pilot reamer、Fraises’Fresas con mango’ PCD (Polycrystalline diamond) ‘Frese’POWDER FORMING MACHINE’Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、Staple Cutter’PCD diamond cutter specialized in grooving floors’V-Cut PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert’ PCD Diamond Tool’ Saw Blade with Indexable Insert’NAS tool、DIN or JIS tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills’end mill grinder’drill grinder’sharpener、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angel carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-nosed slot drills、Mould cutter、Tool 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.