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电火花线 切割加工模具已在模具制造中得到广泛应用。然而,线切割加工时也会对模具表面造成某些负面影响,在线切割的瞬时高温和工作液的快速冷却作用下,模具表面经 线切割后会形成变质层,使表面硬度下降,并产生显微裂纹等弊病,严重影响模具的制造质量和使用寿命,应引起足够重视。

  一 变质层的形成

  电火花线切割是利用瞬间放电能量的热效应,使工件材料熔化、蒸发达到尺寸要求的加工方法。由于线切割的工作液多采用具有 介电作用的液体,因此在加工过程中还伴有一定的电解作用。切割时的热效应和电解作用,通常使加工表面产生一定厚度的变质层,如表层硬度降低,出现显微裂纹 等,致使线切割加工的模具易发生早期磨损,直接影响模具冲裁间隙的保持以及模具刃口容易崩刃,缩短了模具的使用寿命。

  对于碳钢来说, 工件表面的熔化层(变质层由熔化凝固层与热影响层组成)在金相照片上呈现白色,有成为白层。它与基体金属完全不同,是一种树枝状的淬火铸造组织,与内层的 结合也不甚牢固。它主要由马氏体、大量晶粒极细的残余奥氏体和某些碳化物组成。

  二 变质层的影响因素

  1、工件材 料的金相组织及元素成份由于电火花的放电作用,使工件材料表面层的金相组织发生了明显的变化,形成不连续的。厚度不均匀的变质层。它与工件材料、电极丝材 料、脉冲电源和工作液等到参数有关。经金相组织分析,变质层中残留了大奥氏体。在使用钼丝电极丝和含碳工作液时,经光谱分析和电子探针检测,在变质层内, 钼和碳元素的含量大幅度增加;而使用铜丝电极丝和去离子水的工作液时,发现变质层内铜元素含量增加,而无渗碳现象。

  2、变质层的厚度 通常,变质层的厚度随脉冲能量的增大而变厚。因电火花放电过程的随机性,在相同的加工条件下,变质层的厚度往往是不均匀的,从有关试件所测得的变质层厚度 的数据表明,线切割电规准对变质层厚度有明显的影响。例如:电极丝为黄铜丝,低速走丝(0.6m/s)加工电压60V,电流 5.5A,变质层厚度最大值为20.0μm,平均增为13.8μm。

  3、显微硬度明显下降,并出现显微裂纹由于变质层金相组织和元素 含量的变化,使工件表面的显微硬度明显下降。例如在去离子水中进行电火花线切割加工后,工件表面硬度值由线切割前的970HV下降到线切割加工后的 670HV,通常在距表面十几微米的深度内出现了线切割的软化层。同时,表面变质层一般存在拉应力,会出现显微裂纹。尤其是切割硬质合金时,在常规的电规 准参数条件下,更容易出现裂纹,并存在空洞。危害极大。

  三 显微裂纹的形成机理与预防措施

  线切割是利用放电热效 应进行加工的,模具材料表面因放电产生高温而熔化,然后急冷产生变质层,变质层上常出现较多的显微裂纹,这种显微裂纹大多是由于金属从熔化状态突然急冷凝 固,材料收缩产生拉伸热应力所造成的。

  不同的工件材料对裂纹的第三性也不同,硬脆材料容易产生裂纹。工件预先热处理状态对裂纹的产生 也有较大影响,加工淬火材料比加工淬火后为或退火材料材料容易产生裂纹,因为淬火材料硬脆,原始应力也较大。

  为防止模具表面产生显微 裂纹,应对钢材热加工(铸、锻)、热处理直到制成模具的各个环节都要充分关注和重视,并采取相应的措施。①在线切割加工前的热处理,应不免材料过热、渗 碳、脱碳等现象;②线切割时应优化电规准:1)采用高峰值窄脉冲电参数,使工件材料以气相抛出,气化热大大高于融化热,以带走大部分热量,避免工件表面过 热;2)有效地进行逐个脉冲检测,控制好集中放电脉冲串的长度,也可解决局部过热问题,消除显微裂纹的产生;3)脉冲能量对显微裂纹的影响极其明显,能量 越大,显微裂纹则越宽越深;脉冲能量很小时,例如采用精加工电规准,表面粗糙度值小于Ra1.25μm,一般不易出现显微裂纹;③工作液中的电蚀产物(如 液渣等)常会导致集中放电,形成显微裂纹。

  此外,在线切割加工中心,为了预防裂纹和变形,加工条件也应慎重选择,尤其是对于那些大 型、厚壁、形状复杂、厚度不均匀的模具零件,宜采用多次切割法,这是减少和去除表面缺陷的一种非常有效的方法。以及应选择叫平坦,易精加工或对工件性能影 响不大的部位设置线切割的起始点,这也很重要。对于有些要求高的模具,可采用多种有效措施,在线切割加工后把表面变质层抛除、研磨掉,提高零件的表面质 量。

  四 结束语

  优化线切割加工的工艺方案,选择合理的工艺参数,以防止模具表面发生过热的现象,减少和避免变质 层的形成,消除表面显微裂纹,对于提高模具制造质量和延长模具使用寿命均是十分有效的.

 

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 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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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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陶瓷燒製的CBN砂輪的修整粒度基本粒群尺寸

    立方體氮化硼(CBN)是僅次於金剛石之後的第二硬的材料。由於它具有很好的物理性能,所以它在磨削過程中起很重要的作用。在修整過程中,這兩個最硬的材 料相遇。因此,對修整工具有特殊的設計要求。

“消耗層”

    用于陶瓷燒製結合劑的CBN砂輪修整的修整工具,其最重要之處是“消耗層”。通過修整工具的定位磨損,將會不斷地產生出新的金剛石刃口,用于砂輪的修復。

    有兩種修整工具:電鍍的(RIG)和燒結的(RI)修整工具可供使用。在這兩種修整工具的聯接基體中,存在著很多的,無規律分布的金剛石。通過對磨損形成 的利用,可以使得修整條件保持接近恆定。此外,還可以通過對金剛石圖案結構和金剛石聯接的選擇,來精確地調整修整力,從而按意願地影響修整過程。


RIG 工具

    電鍍聯接的金剛石修整工具(產品組RIG)具有鋼的基體,在這個基體上固定了一層鎳聯接的金剛石。通過這種工具的修整,砂輪將具有很鋒利的刃口。它的缺點 是,由於只有一個顆粒層可供利用,所以它的磨損相對來說快,壽命短。

RI 工具

    燒結結構的修整工具,它的金剛石是多顆粒層的,因此它的耐用壽命長。這個聯接是金屬型的,它具有高的熱傳導性。為了對砂輪的外形輪廓進行修整,可以把這個 金剛石層高精度地磨光(比如弧度)。

鑽石、CBN砂輪削整器
1.鑽石、CBN砂輪削整器:
● 最有效延長砂輪壽命
●高精度、高效率、低成本
●較傳統削整速度快10倍
●削整精度、真圓度與平坦度均在0.1um以內
2. 適用:
●平面磨床與外圓磨床
●樹脂、金屬Dia & CBN砂輪專用
3.應用:
●精密、鏡面、電子、太陽能板、 輥筒業等
4.實例:
●鑽石砂輪粒度#1000、直徑200MM、厚度45MM
●削整前真圓度為50um
●經10分鐘內削 整後,
真圓度與平坦度都在0.1um以內

 

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  1.引言 聚晶金刚石复合片由pcd(polycrystalline diamond)层和硬质合金基底组成。pcd层具有高硬度,硬质合金基底则具有良好的韧性,二者结合使pcd复合片在切削加工、木材加工和钻探等行业获 得了广泛应用。pcd工具的制作方法有多种,大体依据加热方式、焊料的使用与否来划分。制作过程中,加热方式起着决定性的作用,焊料的选择对焊接质量会产 生重大的影响,焊接接头的结构设计也是提高质量的重要手段。因此在pcd工具制造过程中,焊接成为其关键技术。 pcd复合片的焊接实质上是硬质合金基底与刀杆等支撑体的焊接。对硬质合金的焊接多用mn基钎料,钎焊温度为1000℃左右。然而pcd层的耐热温度一般 不超过700℃,否则会造成pcd层的热损伤,降低刀具焊接后的使用性能。因此必须寻找一种既能降低钎焊温度,又能同时保证足够焊接强度的焊接方法。目前 pcd复合片的焊接方法有激光焊接、真空扩散焊、真空钎焊、高频感应钎焊、水冷钎焊、惰性气体保护钎焊等。虽然焊接强度足够,但有些方法所用设备的成本 高、维护费用大,且其工艺过程复杂,不便于生产操作,大大增加了pcd复合片刀具的制作成本,不利于pcd刀具的推广应用。本文就各种pcd复合片焊接方 法的优缺点进行了比较分析。 2.pcd的焊接方法 2.1 激光焊接 激光焊(laser beam welding)是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。激光焊接具有高能量密度、可聚焦、深穿透、高效率、适应性强等优点。激光焊接 过程属于传导焊接,即激光辐照工件表面,产生的热量通过热传导向内部传递。通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数,使工件达到一定的熔 池深度而表面又无明显的汽化,即可进行焊接。由于功率密度大(可达10的9次方瓦/平方厘米),因此激光焊接过程中在金属材料上生成小孔,激光能量通过小 孔往工件的深部传输,减少横向扩散,材料的融合深度大,焊接速度快,单位时间焊合的面积大。此外,激光焊接形成的焊缝深而窄,深宽比大(可达2~10), 焊合单位面积所需能量小,热影响区小,焊接变形小。一般不加填充金属,依赖焊件自身融合。激光焊接系统有高度的柔性,易于实现自动化。但用激光焊接时,要 求被焊件有较高的装配精度,原始装配精度不能因焊接过程热变形而改变,且光斑应严格沿待焊缝扫描而不能有显著的偏移,否则将造成严重的焊接缺陷。此外,由 于激光器及其焊接系统的一次投资较大,焊接成本高,对母材的要求较高,参数多,对操作技能的要求高等等,都制约了激光焊接的广泛应用。使用激光进行pcd 复合片的焊接,获得的焊接接头强度可高达1800mpa,且对金刚石层不会产生热损伤,是一种理想的pcd焊接方法,目前多用于金刚石圆锯片的焊接。 2.2 真空扩散焊 真空扩散焊(vacuum diffusion bonding)是指在较高的温度和较大的压力下,使处于真空中清洁的零件表面相互靠近,在相当小的距离内原子相互扩散从而将两部分连接在一起的焊接方 法。真空扩散焊一般是在被焊材料熔点温度(绝对温度)的60~80%的温度下进行的,因此对于膨胀系数差异很大的材料(如pcd复合片的硬质合金基底与 45钢刀杆),此种方法显得十分有效。

使用真空扩散焊进行pcd复合片焊接时,其焊接工艺过程复杂,焊接时间较长,成本高,需用专用设 备,一次性投资很大。目前,真空扩散焊一般只用于焊接强度要求高、使用时振动较大的地质钻头的焊接,还未用于大批量制造通用刀具的生产中。 2.3 真空钎焊 真空钎焊(vacuum brazing)是指在真空状态下进行零件的钎焊焊接。由于这种方法是在无氧化气体的气氛中进行的,所以能获得强度、韧性和均匀性都比较高的优良接头,是 一种新兴的焊接方法。进行真空钎焊必须采用专用设备,焊接过程中,在控制真空度的同时还要控制焊接温度,因此工艺复杂,操作难度较大。目前,利用真空钎焊 的方法进行pcd油田钻头的焊接,其钎缝的剪切强度可达451.9mpa。 2.4 高频感应钎焊 高频感应加热技术是二十世纪初发展起来的一项加热技术。由于它具有加热速度快、材料内部发热和热效率高、加热均匀且有选择性、产品质量好、几乎无环境污 染、易于实现生产自动化等一系列优点而得到迅速推广。目前,这种加热技术在机床制造、汽车、拖拉机制造、轴承制造、量具刃具制造及一般机械零件制造中都得 到了广泛应用,并且其应用范围日益扩大,高频感应钎焊就是其中一个主要应用方向。 高频感应钎焊(hi-frequency induction brazing)就是利用电磁感应原理使电磁能在钎料和零件中转化成热能,将钎料加热到熔融状态,从而将零件焊接在一起的焊接方法。采用这种方法,钎焊加 热速度快,功率密度可达10~100kw/cm2,通常可在几秒钟内完成加热过程,并能保证零件的尺寸精度,其剪切强度可达300~400mpa。 与激光焊接、真空扩散焊、真空钎焊等焊接方法比较,高频感应钎焊的最大优势在于其设备投资少、焊接工艺易于掌握,其缺点在于高频感应加热的温度难于控制。 目前,高频感应钎焊pcd复合片的应用比较广泛,但其工艺还有待于进一步提高。 3.焊接接头结构的设计 金刚石圆锯片特殊的接头结构设计增强了锯片的使用性能,减少了掉头率。英国de beers公司推出镶有pcd的麻花钻新产品,其新颖的接头结构设计,减少了pcd材料的浪费,节约了开支,可以实现钻头几何参数的变化。 4.焊接钎料、钎剂的研究 除了对焊接方法和工艺的研究外,研究人员还针对pcd复合片的特点,开发了专用的钎料和钎剂,用以改善钎料对焊接金属的润湿能力。如de beers实验室开发的一种含钢53%、金14.5%、锰29%、镍3.5%的新焊料,改善了焊接质量;含氯化钴的钎剂能使银基或铜基钎料很好的润湿 pcd复合片和硬质合金表面,并能防止它们脱钴,从而提高焊接强度,降低钻头的脱片率;特殊的焊前处理方法能在pcd或硬质合金表面烧渗一层ni-co- pd合金层,填充其表面裂纹等缺陷,防止硬质合金脱钴,具有良好一致的润湿性,钎缝剪切强度可达320mpa。

使用真空扩散焊进行pcd 复合片焊接时,其焊接工艺过程复杂,焊接时间较长,成本高,需用专用设备,一次性投资很大。目前,真空扩散焊一般只用于焊接强度要求高、使用时振动较大的 地质钻头的焊接,还未用于大批量制造通用刀具的生产中。 2.3 真空钎焊 真空钎焊(vacuum brazing)是指在真空状态下进行零件的钎焊焊接。由于这种方法是在无氧化气体的气氛中进行的,所以能获得强度、韧性和均匀性都比较高的优良接头,是 一种新兴的焊接方法。进行真空钎焊必须采用专用设备,焊接过程中,在控制真空度的同时还要控制焊接温度,因此工艺复杂,操作难度较大。目前,利用真空钎焊 的方法进行pcd油田钻头的焊接,其钎缝的剪切强度可达451.9mpa。 2.4 高频感应钎焊 高频感应加热技术是二十世纪初发展起来的一项加热技术。由于它具有加热速度快、材料内部发热和热效率高、加热均匀且有选择性、产品质量好、几乎无环境污 染、易于实现生产自动化等一系列优点而得到迅速推广。目前,这种加热技术在机床制造、汽车、拖拉机制造、轴承制造、量具刃具制造及一般机械零件制造中都得 到了广泛应用,并且其应用范围日益扩大,高频感应钎焊就是其中一个主要应用方向。 高频感应钎焊(hi-frequency induction brazing)就是利用电磁感应原理使电磁能在钎料和零件中转化成热能,将钎料加热到熔融状态,从而将零件焊接在一起的焊接方法。采用这种方法,钎焊加 热速度快,功率密度可达10~100kw/cm2,通常可在几秒钟内完成加热过程,并能保证零件的尺寸精度,其剪切强度可达300~400mpa。 与激光焊接、真空扩散焊、真空钎焊等焊接方法比较,高频感应钎焊的最大优势在于其设备投资少、焊接工艺易于掌握,其缺点在于高频感应加热的温度难于控制。 目前,高频感应钎焊pcd复合片的应用比较广泛,但其工艺还有待于进一步提高。 3.焊接接头结构的设计 金刚石圆锯片特殊的接头结构设计增强了锯片的使用性能,减少了掉头率。英国de beers公司推出镶有pcd的麻花钻新产品,其新颖的接头结构设计,减少了pcd材料的浪费,节约了开支,可以实现钻头几何参数的变化。 4.焊接钎料、钎剂的研究 除了对焊接方法和工艺的研究外,研究人员还针对pcd复合片的特点,开发了专用的钎料和钎剂,用以改善钎料对焊接金属的润湿能力。如de beers实验室开发的一种含钢53%、金14.5%、锰29%、镍3.5%的新焊料,改善了焊接质量;含氯化钴的钎剂能使银基或铜基钎料很好的润湿 pcd复合片和硬质合金表面,并能防止它们脱钴,从而提高焊接强度,降低钻头的脱片率;特殊的焊前处理方法能在pcd或硬质合金表面烧渗一层ni-co- pd合金层,填充其表面裂纹等缺陷,防止硬质合金脱钴,具有良好一致的润湿性,钎缝剪切强度可达320mpa。

 

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!!

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:

(1)精密 HSSエンドミルのR&D

(2)Carbide Cutting tools設計

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(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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 目前,金刚石圆锯片刀头的制造在国外普通采用粉末冶金法压制成型工 艺。该工艺有几方面不利因素:1)该工艺制造的刀头所用的金刚石要求有较高的品级;2)粉末冶金法压制刀头对胎体配方的设计和工艺要求较严格,否则金刚石 脱落现象将非常普遍,从而造成极大的浪费;3)粉末冶金法生产过程会使金刚石产生热损伤影响金刚石原有的性能,并进一步影响锯片的切削性能。

   近年来,研究工作者针对某些硬度较高的难加工石材 http://www.stonebuy.com/,采用各种手段对制造刀头进行了大量研究,刀头的切削性能有所改善。但刀头中金刚石利用率低的 问题仍未得到很好的解决,而且制造成本很高。本文提出了电镀与粉末冶金结合制造金刚石圆锯片刀头的新方法,并针对有关技术问题进行了初步研究和探讨。

   制造方法

  1)采用电镀方法制取金刚石复合片

  选用1mm厚铜板作为基体,经过除油、清洗后用夹具夹持牢固。夹具 将铜板分割为众多的24mm×12mm小块,每个小块表面经复合电沉积金刚石后揭下即成一复合片。

  将铜板作为阴极,通电沉积Ni或 Ni-Co金属后,在平放的铜板上均匀撒上一层金刚石(称之为上砂),以小电流密度沉积一定时间后下砂,随后加大电流密度进行加厚镀,在金刚石大部分或全 部被沉积金属埋入时,取出夹具,用水清洗干净,从铜板基体上揭下沉积好的复合片,烘干后备用。

  2)粉末冶金法粘结金刚石复合片

   选用几种金属粉末,低熔点铜粉为主,廉价金属粉为辅。加工石材 http://www.stonebuy.com/材质不同,要选择不同的金属粉及配比。

  3)装模方式的选择

   模具尺寸为24mm×12mm×9mm。使用金刚石复合片取代原来的磨料层,每片复合片尺寸为24mm×12mm,其厚度主要取决于电镀工艺过程中的加 厚沉积时间及电流密度,与复合片中使用的金刚石磨粒的直径值相近。组装层数可根据加工石材http://www.stonebuy.com/材质进行调整。加工石材http://www.stonebuy.com/晶粒越大,层数越 小。

  4)烧结工艺的选择

  由于主要采用低熔点金属粉作为粘结剂,因此可采用较低的烧结温度,相比于普通的粉末冶金 烧结法,能够降低金刚石的热损伤程度。也可采用冷压成型,真空烧结工艺。

  新方法的主要特点

  1)降低金刚石热损伤

  电镀工艺制造金刚石复合片不存在对金刚石的热损伤,在使用金属粉末热压连接时,可采用相对较低的热压温度,从而可一定程度地降低对金 刚石的热损伤。

  2)降低了刀头的烧结难度

  对于本工艺制造的金刚石锯片刀头,磨料把持力问题由电镀工艺决定,易于 得到良好的把持力。金刚石氧化问题可以不考虑,而且烧结温度较低,因此降低了烧结难度。

  3)制造的刀头锋利度好

   电镀金刚石制品锋利度好,可提高加工效率。
4)可采用高浓度

  电镀金刚石制品可采用很高的磨料浓度,这是粉末冶金法所无法达 到的。

  5)制造成本较低

  电镀金刚石复合片的制备可选用Ⅱ、Ⅲ型低品级金刚石,可大大降低金刚石圆锯片刀头制造成 本。

  讨论

  1)电镀金刚石复合片的质量问题

  由于使用了电镀复合片取代金刚石磨料层,所以复合 片上的金刚石就成为锯切加工的主体。复合片的质量是本工艺制造刀头的基础,对于最终的刀头质量具有关键作用。复合片质量取决于电镀时选用的金刚石质量以及 电镀过程的工艺控制。

  要求电镀过程能沉积出细密的胎体材料,并对固化在其中的金刚石有良好的把持力。这取决于沉积合金的选择、电镀工 艺参数的选择、上砂工艺等,其中上砂工艺决定了复合片的金刚石浓度。电镀制品允许采用较高的磨料浓度,这是其一大优势。本工艺通过锯切试验确定了含有不同 粒度、品级金刚石的复合片中的金刚石浓度。

  2)复合片与金属结合剂的粘结问题

  复合片与金属结合剂之间的粘结是通 过金属粉末的烧结来连接的,所以金属粉末层与复合片磨料层之间的结合力是非常重要的,决定了本工艺方法的可行性,并对锯切加工性能有重要的影响。研究表 明,如果电镀复合片时金刚石埋入深度较深,则金属与复合片之间的连接转化为电镀胎体金属材料与粉末冶金金属材料之间的连接,两者之间的结合力良好,可以承 担锯切时的载荷。

  结语

  综上所述,采用本工艺制造的刀头具有成本低,加工效率高的优势,其生产应用将产生良好的经 济效益。因此电镀与粉末冶金结合法制造金刚石圆锯片刀头具有一定的推广应用价值。

《中国石材网》

 

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一般来说电刷与碳刷是一样的,但是 咬文嚼字的话还是不一样。电刷的范围比碳刷要广。

碳刷只能是由碳粒组成或含有碳的成份。而电刷就不一样了,电刷可能根本不含有碳的成分。比如小型的剃须刀就有 用两片铜片当电刷的。而大部分电刷是由碳或含有碳的成分。

国家正规文件的叫法也是叫电刷,而不是叫碳刷。叫碳刷比较多的行业是电动工具行 业。电动工具用电刷基本上都是碳刷。因为电动工具的功率都比较小,所以都是选碳刷。

我国行业推荐标准《JB/T4003-2001电机用 电刷》中把电刷分为四大类:1.石墨电刷;2.电化石墨电刷;3.树脂粘合石墨电刷;4.金属石墨电刷。

现在我们先弄清什么是电刷?它的 作用是什么?电刷是用于换向器或滑环上,作为导入导出电流的滑动接触体。它的导电,导热以及润滑性能良好, 并具有一定的机械强度和换向性火花的本能。几乎所有的直流电机以及换向式电机都使用电刷,它是电机的重要组成部件。广泛适用于各种交直流发电机,同步电动 机,电瓶直流电动机,吊车电机集电环,各型电焊机等等。随着科学技术的发展,电机的种类和使用的工况条件越来越多样化,因而需要有各种不同品级的电刷来满 足这些要求,故电刷的种类也随着电机工业的发展而越来越多。人们为了使用和管理上的方便,对众多的电刷进行了分类。目前国内外流行的主要分类方法有:
1, 按材质的软硬可分为软质电刷,中硬质电刷和硬质电刷。
2,按电刷的使用对象可分为汽轮发电机用电刷,轧钢电机用电刷,牵引电机用电刷,汽车拖拉 机用电刷,电动工具用电刷,飞机电机用电等。

3,按 电刷的颜色分为黑色电刷(用纯碳石墨材料制成)和有 色电刷(用铜等金属材料和石墨制成 ) 。

下面说一下电刷的选用:

1、从直观来看,电刷应当倒角得体、规格适当、结构规 范、导线的截面和长度符合要求,没有松动、脱落、破损、掉边、掉角、卡箍等现象。  
2、从使用来看,电刷使用性能良好的标志主要有以下几种情 况: 
    (1)使用寿命长并且不磨损换向器或集电环,不使换向器出现划痕、不平、烧蚀、拉丝等。 
    (2)具有良好的换向和集流性能,使火花抑制在允许的范围内,并且能量损耗小。 
    (3)电刷运行时,不过热,噪音小,不破损,刷辫不变色,不烧蚀。 
    (4)运行过程中,能够在换向器或集电环表面较快地形成一层均匀、适度和稳定的氧化薄膜。     
    3、通过仪器对电刷进行检测。从技术层面看,电刷应当符合国家部颁标准。通过仪器可对电刷按照《电刷技术性能表》所要求的性能进行检测。如电刷的电阻率、 洛氏硬度、体积密度、电流密度、接触电压降、摩擦系数、50小时磨损、允许圆周速度、单位压力,甚至金属含量的大小等等。现在我唯一弄不清的就是这儿。不 知这些参数都是怎么测得的。有会的专家给指点一下。并且这些参数是否为一般电机的测量数据,而对于电动工具电机电刷来说,又是怎么测呢?   
    4、在同一电机上,应选择使用同一型号、同一制造厂的电刷。由于不同制造厂生产的电刷性能差别很大,甚至同一制造厂在不同时间生产的电刷性能也有所差别。 因而,针对同一电机来说,应尽量选择同一型号同一制造厂,最好是同一时间生产的电刷,以防止由于电刷性能上的差异造成并联电刷电流分布的不平衡,影响电机 的正常运行。   
    5、对于个别换向特别困难的大中型电机,可选择采用分辫电刷。目的是以增加电刷内短路电流的方式来改善换向性能。对于单向旋转换向困难的电机,可选择采用 组合电刷。即滑入边选择使用润滑性能好、成膜能力强的低电阻值石墨基电化石墨电刷,滑出边选择使用换向性能好的高电阻率的炭黑基电化石墨电刷。这样既易形 成氧化膜,又对换向性能起到极大的改善作用。在滑出边也可采用碳纤维复合电刷,突出利用其灭弧能力强的特点,从而使电机的运行取得最佳效果。

现 在说说小功率电机电刷在设计时的选用:

电刷的选择对电动机换向时抑制火花有重要的作用,应按功率、电压、负载特性及换向器圆周速度等条件 选用。一般常用电化石墨电刷,因其电阻系数和接触电压较高,对抑制火花有利。但对于低压电动机而言,过大的接触电压使它在总电压降落中所占比例太大,因此 采用金属石墨电刷。

1.电刷的宽度。

电刷所覆盖的换向片数至少应保证能与m重绕组的支路相联,即电刷宽度bb应 满足下式:

bb>mt 0 m----绕组的重数。

2.电刷的长度

电 刷的电流密度可查相应的电刷规范。电刷长度lb.

Lb=2I/pbbJb

式中Jb----电刷电流密度,一般取12A/cm2.

如果电流很大,且 lb. >>bb,则应增加刷杆上的电刷并联数,使每只电刷的面积不致太大,使接触更为可靠。

3. 电刷与刷架的配合。

电刷装入刷架后,应以电刷能够上下自由移动为宜,只有这样,才能确保电刷在弹簧的压力下随着不断的磨损,而与整流子或 集电环持续保持紧密接触。因此,电刷的四个侧面与刷架内壁之间必须留有一定的间隙。实践证明,这个间隙一般在0.1~0.3毫米之间。既不宜过大,也不宜 过小。间隙过小,可能造成电刷卡在刷架中,弹簧无法压紧电刷,电机工作失去意义;间隙过大,电刷则会在架内产生摆动,不仅出现噪音,更重要的是出现火花, 对整流子或集电环产生破坏性影响。

4.刷架的下端边缘距整流子或集电环表面的距离应保持在2~4毫米范围内。其距离过小,刷架易擦损整流 子或集电环;过大,电刷易颠动而造成损坏。

 

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 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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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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近年來由於碳纖維及碳/碳複合材料(Carbon/Carbon Composites)製程技術之研究發展,使碳/碳複合材料及其他碳纖維強化複合材料的性質都有大幅的進展。碳纖維強化碳基材碳/碳複合材料的優點為耐 高溫、高彈性係數及高強度、低密度、高疲勞抵抗力(Fatigue)等,特別是在高溫時(高達約2200℃)還能維持優異的強度(圖1-1)。

Fig.1-1 高溫物質之強度與溫度之關係

碳/碳複合材料今日已成為最具國防及一般工業潛力的尖端工程材料之一,其性質是目前其他材料無法相 比的,例如在航空及太空梭工業上已實際應用在火箭及飛彈噴嘴(nozzle)、太空梭(space shuttle)的鼻錐罩(nosecone)、翼端(wing leading edge)及活塞(Piston)等部位(圖1-2)。

Fig.1-2 碳/碳複合材料所製成之活塞

由於碳/碳複合材料擁有高熱容量(heat capacity)及高熱傳導係數、自生潤滑(self-regenerative lubrication)及低磨耗等特性,遂成為高性能飛機煞車(aircraft brake)材料的最佳選擇。目前幾乎所有最新型的戰鬥機均已採用,許多商用飛機的煞車系統也已使用碳/碳複合材料。碳/碳複合材料也具有良好的化學安定 性(chemical intertness)及與人體組織(tissue)良好的生物相容性(biocompatibility),故已被廣泛的應用在醫療材料上。(圖 1-3)

Fig.1-3 碳/碳複合材料人工骨關節結構圖

 

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吳漢朗、馬振基

國立清華大學化學工程學系

一、 前言

       燃料電池的基本發電原理是以氫氣與氧氣經過化學反應後產生水、熱能與化學能,而化學

能可直接 轉換成電能,如圖一所示(1)。早在十九世紀時,內燃機發明前就發現燃料電池的存

在,不過,因為石油的發現與大量 開採,在低成本與無環保意識的當時,人們選擇利用燃燒石

油的方式來產生能源,因此燃料電池的發展在當時不受到重視。西元1980年,石油 危機的產

生,在全世界的石油短缺的危機下,儘管在開發各種能源,例如太陽能、核能、風能、潮汐能

等再生潔淨能源等方面取 得很大的進展,但由於這些能源的來源不穩定,而燃料電池可以持續

且穩定地供電因而受到矚目。目前能源的主要是來自於核能、石油、天然氣與 煤等礦物,發電

的原理是將礦物燃燒或反應產生大量的熱能轉換為機械能,再將機械能轉換成電能。利用內燃

機來產生電的方式 具有低效率以及污染氣體排放的缺點。燃料電池透過一個潔淨的方式高效率

發電(~83%),同時具有低污染排放特性,能取代傳統內燃機發電 方式,因此世界許多先進

國家紛紛投入許多人力在燃料電池的研究與發展。

二、燃料電池介紹

        燃料電池有許多種類,見表一(2),而其中質子交換膜燃料電池(PEMFC)可在低溫的環境下

操作,並使用固態 電解質,能應用在需要可移動性能源的產業上,例如汽車產業與電子3C產

業,是目前所有燃料電池種類中最熱門的一種。質子交換膜燃料電池的 核心元件包括膜電極組

(Membrane Electrode Assembly, MEA)、氣體擴散層(氫氣系統)與導電雙極板。而膜電極組是

由觸媒電極與質子傳導膜組裝而成,如圖二(3)所 示。目前質子交換膜燃料電池在應用上有許多

方面亟待克服,例如電池壽命的提升以及價格的降低。質子交換膜燃料電池就燃料來區別上可

分 為兩種,分別是氫氣燃料系統與甲醇燃料系統。一般來說,質子交換膜燃料電池(PEMFC)是

以氫氣為燃料,以甲醇為燃料的系統稱為直接甲 醇燃料電池(DMFC)。展望全球製造燃料大廠或

者是汽車大廠,例如Ballard、Toyota、Ford與Honda等,質子交換膜 燃料電池在元件技術發展

上已成熟,目前,降低質子交換膜燃料電池的製造成本是各燃料電池製造大廠致力於發展的目

標。

一  主要燃料電池比較(1)

圖一、燃料電池的發電原理(1)

圖二、質子交換膜燃料電池元件組裝圖(3)

       在另一方面,直接甲醇燃料電池因為單位能量密度大,組裝簡易,體積小與燃料補充容易

等優點,很適合應用在 電子3C產品,例如手提電腦或手機等產品。因此,歐美日等大廠,例如

Smart Fuel、Gore Associates、Toshiba、NEC或松下電器等公司皆投入大量的研發經費來開發

直接甲醇燃料電池。然而,研究發現,直接甲醇 燃料電池若使用和氫氣質子交換膜燃料電池相

同的元件,其發電效率極低,電池壽命也很短。探討原因後發現,在氫氣系統中所使用的質子

交 換膜多半是全氟系樹脂膜材,例如Nafion,在甲醇溶液中有極大的膨潤性,對甲醇的阻隔性

不佳,因此會面臨到嚴重甲醇擴散的問題,進而 使得白金觸媒毒化而造成壽命降低,或者是甲

醇未經白金催化產生質子而直接與氧氣反應而造成燃料利用效率降低。

三、 質子交換膜

應用在燃料電池的質子交換膜需要具備以下基本性質:

     1. 高質子導電度 (Proton conductivity)

     2. 良好的機械強度 (mechanical strength)

     3. 耐化性優 (Chemical resisitance)

     4. 耐久性佳 (Durability)

        直接甲醇燃料電池的質子交換膜在基本性質的要求上與氫氣質子交換膜燃料電池相同,不

同的是,因為用甲醇做為燃料,所以要特別考慮甲醇滲 透的問題。甲醇滲透會造成燃料電池整體

的放電表現下降,也會造成燃料電池的壽命縮短。因此,應用於直接甲醇的質子交換膜在材料的

選 擇與設計上一定要考量到甲醇滲透的問題。

        目前有許多廠商皆有生產質子傳導膜,表二(4)為目前製 造質子交換膜的製造廠商與使用材

料。在氫氣質子交換膜燃料系統中,質子交換膜的要求是必須要具有良好的質子導電度、機械強

度 以及耐久度,杜邦早在1960年便已開發出來的Nafion可以符合上述要求。目前其他公司所生產

的氟系高分子質子傳導膜大多是仿照 Nafion的高分子結構,如圖三所示。然而,Nafion不能直接

應用在直接甲醇燃料電池系統中,因為全氟系質子交換膜有極高甲醇滲透 率,降低燃料電池放電

的壽命與表現。高甲醇滲透率的原因是來自於極大的離子基團所形成的大通道,而此大通道形成

的原因和 其高分子結構有關。

表二 國外廠商的質子交換膜材料(4)

Company/Univ./Organization

Membrane

MTI

Nafion

PolyFuel

S-PEEK

Hitachi

Sulfoalkylated Poly(ether ether sulfone)

Sony

OH-Modified Fullerene-Based Membrane

JSR

Sulfonated Poluarylene

Univ. of Stuttgrad, Germany

Acid/Base Blend Ionomers

LANL

S-Sulfone; PVDF-g-SPS

Ballard

Sulfonated-F-Styrene

Covalent Ceramic

Composite

Du Pont

Modified Nafion

Asahi Glass

PFS/PTFE Fibril

圖三、全氟系質子交換膜材料的化學結構 (a) Nafion® (b) Asahi

        由圖三可發現,在全氟系質子交換膜的材料設計上皆是利用碳氟樹脂作為高分子主鏈增加

薄膜的化學安定度、熱穩定度以及機械強度。此外,在側鏈導入具有磺酸基的碳氟短鏈,磺酸

基具有傳導質子的功用。 Nafion®具有高質子導電度的原因是來自於在碳氟短鏈上的磺酸基具

有良好的移動性,而形成磺酸基團簇,此磺酸基團簇在吸水的情況下會 撐開碳氟高分子主鏈,

將質子傳導的通路增大。然而,也因為質子傳導通路增大的緣故,在甲醇燃料電池系統中,甲

醇分子透過 大通道的速率也較高。具有高甲醇滲透率的全氟系樹脂造成整體壽命減短,發電效

率與效能大幅降低。為了增加甲醇燃料電池的發電效率以及電池 壽命,減少白金觸媒受到甲醇

毒化或是降低質子交換膜的甲醇滲透率是目前降低甲醇主要的研發趨勢。就降低質子交換膜的

甲醇 滲透率而言,改良的方式可分為兩種,一是就原本的全氟系材料質子交換膜,例如

Nafion®,去改質,利用添加固態酸或者是無機氧化物等 來降低全氟系膜材中甲醇滲透的通

道,或者是藉由不同高分子混摻的方式,利用其他高分子來限制Nafion®的膨潤,也可以利用

無 機多孔性材料含浸Nafion®來降低Nafion®的膨潤,或者是在Nafion®質子交換膜兩側加上一

個良好甲醇阻擋薄膜。

         再者,利用非氟系含有苯環的高性能工程塑膠,例如polyamide、poly(ether sulfone)、

poly(ether ether ketone)或含多苯環的高分子材料,因為價格低廉,具有之良好的化學安定

性、機械強度以及熱穩定度,所以許多研究者嘗 試將非氟系高分子,經過磺酸化處理而得磺酸

化高分子,而用於質子交換膜。磺酸基的產生使得磺酸化高分子具有質子導電度,而質子導電

度 跟磺酸化程度有關,對同一個高分子而言,磺酸化程度越高,質子導電度也會越高。但是,

當磺酸化程度提高的同時,材料的吸水率也會提升,當 磺酸化程度大於特定值的時候,薄膜浸

泡在水中時會因為大量吸水而造成高分子的膨潤甚至是溶解。經由磺酸化高分子所製備的質子

交 換膜為了要使質子導電度達到Nafion的水準,因而會提升磺酸化程度。然而,在質子導電度

提升的同時,受限於薄膜含水率的增加進而造成 薄膜溶解,使得後磺酸化薄膜之質子導電度無

法與Nafion®比擬。後來,為了改善後磺酸化高分子無法在低含水率的情況下得到高質子導電

度,研究方向便朝向直接合成磺酸化非氟系高分子。研究結果顯示(7),利用直接合成磺酸化

polyimide 所得到的質子交換膜雖然導電度略低於Nafion®,但是其甲醇滲透率不到Nafion®的

十分之一,不僅如此,在含水率方面,磺酸化 polyimide也低於Nafion®。在低含水率之下能維

持高質子導電度對質子傳導膜來說是相當重要的,因為當DMFC陽極端接觸空 氣時,低含水率

的質子傳導膜之水揮發速率較含水率高的質子傳導膜慢,因此,可以減少水分的散失,增加甲

醇溶液燃料使用的 時間。

四、國內現況

        目前國外氫氣燃料電池技術已發展成熟,許多產品也已經推出,例如電動機車與混合動力

汽車等,如圖四(5)所示。台 灣發展燃料電池起步的比國外晚,所以在氫氣燃料電池用之質子傳

導膜材料的開發上,已經沒有太大的發展空間,但是,針對直接甲醇燃料電池用 之質子交換膜

材料,目前世界上尚未發展出一個理想的材料,在材料開發上還有需多發展空間。因此,台灣

許多研究研究機構便 嘗試著開發直接甲醇用燃料電池質子傳導膜較材料,目前較具成果的機構

為工研院,其次是元智大學的燃料電池研究團隊及其他大學及研究機構。 現階段在台灣首先推

出的氫氣質子交換膜燃料電池商業產品是電動機車,早期的電動機車主要是以鉛酸電池作為主

要的動力來 源,但是由於充電時間長加上電池重量過重,所以電動機車始終無法與傳統內燃機

驅動的機車競爭。有鑑於此,國內有廠商如亞太燃料電池公司投 入氫氣質子交換膜燃料電池之

電動機車的組裝與測試,並嘗試開發與進行小規模的生產,目前該公司也正努力的向政府推銷

燃料 電池電動機車,之後在初期量產銷售時,若能配合政府提供相關的補助措施,燃料電池電

動機車是相當具有競爭力的。除了將氫氣燃料電池應用在 電動機車上,亞太燃料電池公司目前

也有販售燃料電池試驗機台以及一般用小型發電機,增加氫氣燃料電池的應用性。

圖四、(a) Honda公司的燃料電池電動機車(6) (b) Ford燃料電池混摻動力系統(4)

  Ref:

  1. 楊志忠、林頌恩、韋文誠 “燃料電池的發展現況” 科學發展 367期,2003年7月

  2. 工研院 IEK 計畫, 2004/01

  3. http://www.ballard.com/be_informed/media_resources/image_gallery

  4. www.fuelcelltoday.com

  5. 陳振鑾、陳致源、施志哲、陳中屏 “直接甲醇燃料電池用質子傳導膜研發” 工業材料雜誌  215

期 104-110.  93年11月

  6. http://www.honda.com/index.asp?bhcp=1

  7. Youngtai Woo, Se Young Oh, Yong Soo Kang, Bumsuk Jumg. “Synthesis and characterization  

of sulfonated polyimide membranes for direct methanol fuel cell”. J. Membrane Science, 220

(2003) 31-45

 

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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

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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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