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经过四十多年的发展， CAD/CAM 技术有了长足的进步。现在 CAD/CAM 主要运行在工作站或微机平台上。工作站虽然性能优越，图形处理速度快，但价格却十分昂贵，这在一定程度上限制了 CAD/CAM 技术的推广。
随 着 Pentium 芯片和 WindowsNT 操作系统的出现并流行，以前只能运行在工作站上的 CAD/CAM 软件现在也可以运行在微机上。由于微机的价格远远比工作站低，性能也不比中低档工作站逊色多少，并且 windowsNT 操作系统的安全性与 DOS 、 Windows3.x 、 Windows95/98 等操作系统相比有了很大提高。所以，微机平台为普及 CAD 应用创造了绝好的条件。在此基础上， CAD/CAM 软件厂商展开了新一轮的竞争。一方面工作站上著名的 CAD/CAM 的软件（如 UG 、 CATIA ）全功能地移植到微机平台，使微机完全对等地实现了工作站环境的处理能力；另一方面 CAD/CAM 软件打破了原有 Unix 环境的桎梏，在 Windows 平台上全面拓展。 Pentium 以上处理器和 NT 环境已经或者正在成为 CAD/CAM 软件运行和应用的主流平台。

当今 CAD/CAM 软件动态如下：

一、使用微机作为开发和应用平台

微机平台的 CAD/CAM 软件的特点是：

1.采用 Windows 环境

采 用 WindowsNT 操作系统是新一代推出的微机 CAD/CAM 软件的共同特点。现在，个人计算机已经具备了与中低档工作站竞争的实力，再加上其价格低廉，使得普及 CAD 应用成为可能。 Windows 平台上的新一代 CAD/CAM 软件基本上都采用典型的 Windows 界面和操作规范，同时由于 DDE 和 OLE 技术的广泛应用，这些 CAD/CAM 软件可以与 Windows 平台的其他软件进行动态数据交换，也可以在不退出 CAD/CAM 软件的前提下嵌入（或链接）其他应用程序的对象。

2.采用 COM 技术

COM(ComponentObjectModel) 是国际上为提高软件稳定性和开发效率而引入的重要技术。现今推出的 Windows 平台的 CAD/CAM 软件都或多或少地应用了 COM 技术。通过使用现成的组件，软件开发商可以避免软件开发中许多烦琐和困难的基础部分，从而可以从极高的起点出发，大大缩短 CAD 软件上市周期，这样容易取得竞争优势。

同时，由于采用面向对象技术，使得微机 CAD 软件的可维护性和可扩展性得以增强。

3.吸收 Unix 平台软件的优点

新一代微机平台 CAD 软件充分吸取 Unix 工作站软件的精华。诸如参数驱动、特征造型、动态导航、二维与三维双向相关、 STEP 标准和动态图形显示等这些比较好的特点已经被微机平台软件全部吸收。

二、PDM 技术的实施

随 着 CAD 技术的推广，原有的技术管理系统面临着巨大的挑战。在采用计算机辅助设计以前，产品的设计、工艺和经营管理过程中涉及到的各类图纸、技术文档、工艺卡片、 生产单、更改单、采购单、成本核算单和材料清单等均由人工编写、审批、归类、分发和存档，所有的资料均通过技术资料室进行统一管理。自从采用计算机技术之 后，上述与产品有关的信息都变成了电子信息。简单地采用计算机技术模拟原来人工管理资料的方法往往不能从根本上解决先进的设计制造手段与落后的资料管理之 间的矛盾。要解决这个矛盾，必须采用 PDM 技术。

PDM （产品数据管理）是从管理 CAD/CAM 系统的高度上诞生的先进的计算机管理系统软件。它管理的是产品整个生命周期内的全部数据。工程技术人员根据市场需求设计的产品图纸和编写的工艺文档仅仅是 产品数据中的一部分。 PDM 系统除了要管理上述数据外，还要对相关的市场需求、分析、设计与制造过程中的全部更改历程、用户使用说明及售后服务等数据进行统一有效的管理。由此可见， PDM 系统管理的产品信息将涉及到企业的产品设计、工艺、制造、经营和服务等部门。因此， PDM 系统的实施具有涉及面广、信息工作量大等特点。

实 施 PDM 技术可以实现并行工程，提高产品设计效率，支持全面质量管理，实现人、过程、技术三者的平衡。因此它可以为企业带来巨大收益。 PDM 技术实施与 CAD/CAM 技术的实施不一样，前者调整的是企业的管理模式。将原来的人工管理方式转变为 PDM 的计算机管理模式，既要兼顾原有的管理习惯，又要考虑信息集成的要求。由于企业技术环境、管理水平、企业文化等方面的差异，每个企业的 PDM 实施过程都不会相同。只有对企业的计算机环境、企业过程以及 PDM 的总体目标有了充分的理解后，全面地分析企业对 PDM 产品的详细需求，才能选出最适合本企业发展的 PDM 产品和解决方案。

目前国际主流的 PDM 产品有 UG 的 IMAN ， SDRC 的 Metaphase 等软件，国内 PDM 产品有高华 PDM ，武汉天喻 PDM 等。

三、现代集成制造系统（CIMS）的研究及应用

1973 年美国的瑟夫哈林顿博士在《ComputerIntegratedManufacturing》一书中首次提出 CIM(ComputerIntegratedManufacturing) 的概念。它的内涵是借助计算机，把企业中与制造有关的各种技术系统地集成起来，进而提高企业适应市场竞争的能力。这个概念强调了两个方面：(1)企业的各 个生产环节是不可分割的，需要统一安排组织。（2）产品制造过程实质上是信息采集、传递、加工处理的过程。

CIM是一个先进的思想，但是 由于当时技术水平的限制，直到80年代初，这个思想才被制造领域重视并采用。近十余年来，在市场竞争的激励与相关技术进步的推动下，CIM 在实践中被不断充实、完善与发展。从这个概念出发，经历了信息集成、过程集成和企业集成的研究和实践，我们提出了现代集成制造系统 (ContemporaryIntegratedManufacturingSystem ，CIMS) 的概念。

我国于1986年3月提出863/CIMS主题计划，从而开始了对CIMS的全面研究和实施。863/CIMS主题研究和实施技术的核心是现代集成制造，其中集成分为三个阶段：信息集成、过程集成（如并行工程）和企业集成（如敏捷制造）。下面我们分别简要介绍这三种集成。

1.信息集成

在企业内部实现信息正确、高速的共享和交换，是改善企业技术和管理水平必须首先解决的问题。

信 息集成对于提高企业的市场竞争力是有效的，但是直到现在实施信息集成的手段还比较落后。这使得企业 CIMS 应用工程开发周期长，质量不易得到保证。所以，信息集成在今后仍然是企业信息化的主要内容，也是实施诸如并行工程技术的基础。在我国以信息集成为主要内容 的 CIMS 应用工程，将仍是今后大多数企业信息化过程中必然要经历的。

2.过程集成

传统串行作业的设计、开发过程， 往往会造成产品开发过程中出现反复，使产品开发周期长、成本增加。如果把产品设计中的各个串行过程尽可能多地转变为并行工程，在设计时考虑到下面工序中的 可制造性、可装配性，则可以减少反复，缩短开发时间。并行工程便是基于这一思想的一种先进制造模式。

3.企业集成

为提高 自身的市场竞争力，企业必须面对全球制造的新形势，充分利用全球的制造资源，以便更好、更快、更节省地响应市场，这就是敏捷制造的来源。敏捷制造的组织形 式是企业之间针对某一特定产品，建立企业动态联盟（即所谓的虚拟企业）。企业这种不断结盟的能力正是企业敏捷性的标志之一。

目前国内国外流行的CAD/CAM软件

CAD/CAM 技术经过几十年的发展，先后走过大型机、小型机、工作站、微机时代，每个时代都有当时流行的CAD/CAM 软件。现在，工作站和微机平台CAD/CAM软件已经占据主导地位，并且出现了一批比较优秀、比较流行的商品化软件。下面我们将分别介绍国内外一些流行的 软件。

一、国外软件

１.Unigraphics(UG)

UG是 UnigraphicsSolutions公司的拳头产品。该公司首次突破传统CAD/CAM模式，为用户提供一个全面的产品建模系统。在 UG中，优越的参数化和变量化技术与传统的实体、线框和表面功能结合在一起，这一结合被实践证明是强有力的，并被大多数CAD/CAM软件厂商所采用。

UG 最早应用于美国麦道飞机公司。它是从二维绘图、数控加工编程、曲面造型等功能发展起来的软件。90年代初，美国通用汽车公司选中UG作为全公司的 CAD/CAE/CAM/CIM主导系统，这进一步推动了UG的发展。1997年10月 UnigraphicsSolutions公司与Intergraph公司签约，合并了后者的机械CAD产品，将微机版的SOLIDEDGE软件统一到 Parasolid平台上。由此形成了一个从低端到高端，兼有Unix工作站版和WindowsNT微机版的较完善的企业级 CAD/CAE/CAM/PDM集成系统。

２.SOLIDEDGE

SOLIDEDGE是真正Windows软件。它不是 将工作站软件生硬地搬到Windows平台上，而是充分利用Windows基于组件对象模型 (COM)的先进技术重写代码。SOLIDEDGE与MicrosoftOffice兼容，与Windows的OLE技术兼容，这使得设计师们在使用 CAD系统时，能够进行Windows下字处理、电子报表、数据库操作等。

SOLIDEDGE具有友好的用户界面，它采用一种称为SmartRibbon的界面技术，用户只要按下一个命令按钮，既可以在 SmartRibbon上看到该命令的具体的内容和详细的步骤，同时在状态条上提示用户下一步该做什么。

SOLIDEDGE是基于参数和特征实体造型的新一代机械设计CAD系统，它是为设计人员专门开发的，易于理解和操作的实体造型系统。

3.AutoCAD

AutoCAD 是 Autodesk 公司的主导产品。Autodesk公司是世界第四大PC软件公司。目前在CAD/CAE/CAM工业领域内，该公司是拥有全球用户量最多的软件供应商，也 是全球规模最大的基于PC平台的CAD和动画及可视化软件企业。 Autodesk公司的软件产品已被广泛地应用于机械设计、建筑设计、影视制作、视频游戏开发以及Web网的数据开发等重大领域。

AutoCAD 是当今最流行的二维绘图软件，它在二维绘图领域拥有广泛的用户群。AutoCAD有强大的二维功能，如绘图、编辑、剖面线和图案绘制、尺寸标注以及二次开 发等功能，同时有部分三维功能。AutoCAD提供AutoLISP、ADS、ARX 作为二次开发的工具。在许多实际应用领域 (如机械、建筑、电子) 中，一些软件开发商在 AutoCAD 的基础上已开发出许多符合实际应用的软件。目前，Autodesk公司已经发布AutoCAD2000 ，它相当于AutoCADR15版。

4.MDT

MDT是Autodesk公司在PC平台上开发的三维机械CAD系统。它以三维设计为基础，集设计、分析、制造以及文档管理等多种功能为一体；为用户提供了从设计到制造一体化的解决方案。

MDT主要功能特点如下：

(１) 基于特征的参数化实体造型。用户可十分方便地完成复杂三维实体造型，可以对模型进行灵活地编辑和修改。

(２) 基于NURBS的曲面造型，可以构造各种各样的复杂曲面，以满足如模具设计等方面对复杂曲面的要求。

(３) 可以比较方便地完成几百甚至上千个零件的大型装配。

(４)MDT提供相关联的绘图和草图功能，提供完整的模型和绘图的双向联结。

该 软件的推出受到广大用户的普遍欢迎。至今为止，全世界累计销售已达７万套，国内已销售近千套。由于该软件与 AutoCAD同时出自Autodesk公司，因此两者完全融为一体，用户可以方便地实现三维向二维的转换。MDT为AutoCAD 用户向三维升级提供了一个较好的选择。

5.SolidWorks

SolidWorks是生信国际有限公司推出的基于 Windows的机械设计软件。生信公司是一家专业化的信息高速技术服务公司，在信息和技术方面一直保持与国际CAD/CAE/CAM/PDM市场同步。 该公司提倡的 " 基于Windows的 CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系统“是以Windows为平台，以SolidWorks为核心的各种应用的集成，包括结构分析、运动分析、工程 数据管理和数控加工等，为中国企业提供了梦寐以求的解决方案。”

SolidWorks是微机版参数化特征造型软件的新秀，该软件旨在以工作站版的相应软件价格的1/4～1/5向广大机械设计人员提供用户界面更友好，运行环境更大众化的实体造型实用功能。

SolidWorks是基于Windows平台的全参数化特征造型软件，它可以十分方便地实现复杂的三维零件实体造型、复杂装配和生成工程图。图形界面友好，用户上手快。该软件可以应用于以规则几何形体为主的机械产品设计及生产准备工作中，其价位适中。
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1. 国际标准化组织简介

ISO 是 Interational Organization for Standardization 的缩写，是国际标准化组织的标准代号。 1986 年以后颁布的 ISO 钢铁标准，其牌号主要采用欧洲标准（ EN ）牌号系统。而 EN 牌号系统基本上是在德国 DIN 标准牌号系统基础上制定的，但有一些改进，这样更有利于交流。

1989 年该组织又颁布了“以字母符号为基础的牌号表示方法”的技术文件，它是作为建立统一的国际钢铁牌号系统的建议，该组织也率先采用这一方法。修订前后的标准会有两种牌号出现，只要是现行的标准，均可被采用。

2. 以力学性能为主牌号的示例

2.1 非合金钢牌号表示方法

非合金钢这里是指结构用非合金钢和工程用非合金钢。结构用非合金钢牌号首部为 S ，如 S235 ；工程用非合金钢牌号首部为 E ，如 E235 。数字表示屈服强度 ≥ 235Mpa ，相当于我国的 Q235 钢。过去，此类钢牌号最前面为化学元素符号 Fe, 并附有抗拉强度值，如 Fe360 （相当于 E235 ）， 360 是指抗拉强度（ MPa ）最低值，后来有的改为屈服强度值，但其牌号仍为 Fe XXX，选用时应注意。

牌号尾部字母为 A、B、C、D、E是表示以上两类钢不同的质量等级，并表示不同温度下冲击吸收工（A kv ）最低保证值。

2.2 低合金高强度钢牌号表示方法

这类钢牌号表示方法与工程用非合金钢相同，在 ISO 4950和ISO 4951两个标准中，屈服强度范围值为355—690Mpa,牌号为E355—E690。

2.3 耐候钢牌号的表示方法

耐候钢有时亦称耐大气腐蚀钢，牌号表示方法和工程用非合金钢基本相同，为表这类钢铁的特性，在牌号尾部加字母 W。

3. 以化学成分为主表示钢牌号的示例说明

3.1适用于热处理的非合金钢

这类钢相当于我国的优质碳素结构钢。牌号字头为 C，其后数字为平均碳含量X100 2 。例如平均碳含量为0.45%的热处理非合金钢，其牌号为C45。当为优质钢和高级优质钢时，牌号尾部加字母EX或MX字样，以示区别。

3.2 合金结构钢（含弹簧钢）牌号表示方法

这两类钢牌号的表示方法均与德国 DIN 17006标准的表示方法相同，可在本手册中查阅DIN 标准。

但需提出的是，这类钢产品牌号后面附加的表示热处理状态的字母，与德国的含义完全不同，现列表供参考，见表 1-14。

表 1-14附加字母及含义

附加字母


含义


附加字母


含义

TU


未经热处理


TQB


经等温淬火

TA


经软化退火处理


TQF


经形变热处理

TAC


经球化退火


TP


经沉淀硬化处理

TM


经热机械处理


TT


经回火

TN


经正火处理或控轧


TSR


经消除应力处理

TS


经固溶处理


TS


为改善冷剪切性能的处理

TQ


经淬火


H


保证淬透性的

TQA


经空气淬火


E


用于冷镦的（含冷挤压）

TQW


经水淬


TC


经冷加工的

TQO


经油淬


THC


经热 / 冷加工的

TQS


经盐淬火







3.3 易切削钢牌号表示方法

ISO683/9 标准按热处理的不同分为非热处理、表面硬化用和直接淬火用三大类易切削钢。按化学成分可分为硫易切削钢、硫锰易切削钢和加铅易切削钢三类，其牌号表示方法和合金结构钢相同。
3.4 冷镦和冷挤压用钢牌号表示方法

ISO 4954 标准中冷镦和冷挤压钢分为非热处理和热处理两大类。非热处理的冷镦和冷挤压用钢均为非合金钢，牌号前冠以字母 CC ，后面数字表示平均碳含量。

经热处理的冷镦和冷挤压用钢包括非合金多见和合金钢，非合金钢牌号最前面冠以字母 CE ，其余部分和高级优质非合金钢牌号表示方法相同。合金钢则是牌号尾部加字母 E ， E 字前面牌号表示方法和合金结构钢相同。

3.5 不锈钢牌号表示方法

ISO/TR 15510 ： 2003 不锈钢标准中采用了与欧洲（ EN ）相一致的牌号表示方法，即牌号开始冠以字母 X ，随后用数字表示碳含量。 1 、 2 、 3 、 5 、 6 、 7 分别表示感谢 w(C) ≤ 0.020% 、 ≤ 0.30%、≤0.040%、≤0.070%、≤0.080%和≤0.040%—0.080%，后面按合金元素含量排出合金元素符号，最后用组合数字标出 合金元素的含量。

旧标准中曾用 Type(1、2、8、9c)等表示铁素体不锈钢牌号，Type(3、4、5、7、9a)等表示马氏体型不锈钢牌号等。

3.6 耐热钢牌号表示方法

ISO 4955：1994标准中有两种牌号表示方法。一种是和不锈钢相同的牌号表示方法，另一种是原有的旧牌号表示方法。

旧标准是在牌号前面标注字母 H，后面加数字顺序号，如H1-H7表示铁素体耐热钢，H10-H18表示奥氏体耐热钢等。

3.7 非合金工具钢牌号表示方法

非合金工具钢在我国通称为碳素工具钢。

ISO 4957：1999标准中定名为冷作非合金工具钢，牌号表示方法与欧洲欧洲标准（EN）相一致，牌号前缀字母为C ，后缀字母为U，中间字母表示平均碳含量（以千分之几计）。

3.8 合金工具钢牌号表示

ISO 4957：1999标准中合金工具钢分为冷作和热作两种合金工具钢，牌号表示感谢方法与合金结构钢相同。对平均工资碳含量超过1.00%的牌号用三位数字表示，当有一种合金元素超过5%时，按高合金钢牌号表示。

3.9 高速工具钢牌号表示方法

牌号前缀字母为 HS，后面字母分别表示W、Mo、V、Co等元素的含量。仅含Mo的高速工具钢为两组数字，一般高速工具用三位数字表示，不含Mo的高速工具钢，其中一个 数字用0表示，不含Co的高速工具钢，仍用三组数字表示。尾部加字母C的高速工具钢，表示碳含量高于同类牌号钢的碳含量。

3.10 轴承钢牌号表示方法

ISO 683/17：1999标准中，轴承钢分为整体淬火轴钢（相当于我国高碳铬轴承钢）、表面硬化轴钢、高频加热淬火轴承钢、不锈轴承钢和高温轴承钢五大类别。

整体淬火轴钢牌号前部均标注三位数字 100，其后表示与合金结构相同，如100CrMo7-4。另外亦可用B1—B8表示不同成分的高碳铬轴承钢。

3.11铸钢牌号表示方法

(1) 普通工程用铸钢和工程与结构用高强度铸钢，采用两组数字表示牌号，它是铸钢件应满足的力学性能。前者表示屈服强度最低值，后者表示抗增强度最低值。

牌号 200-400只规定P、S含量上限值，其他化学成分供需供双方协商确定。如为可焊接铸钢，牌号尾部加字母W。除规定C、Si、Mn、P、S含量要求外，尚规定每种残余元素含量的上限值，并其总和≤1.00%。

(2) 自变量承压铸钢（含不锈铸钢、耐热铸钢和低温用铸钢）牌号，采用前缀字母C加数字和后缀字母组成，有的牌号后面不加后缀字母。后缀字母H表示耐热铸钢，后缀字母L表示低温用铸钢。

3.12 铸铁牌号表示

(1) 灰铸铁和球墨铸铁有两种牌号表示方法。一种是以力学性能值来表示，如100表示灰铸铁最低抗拉强度值（MPa），600-3两组数字分别表示球墨铸铁牌号 和力学性能值。前者表示最低抗拉强度值（MPa），后者为断后伸长率最低值（%）。另一种是以布氏硬度（HB）值来表示，例如：H175表示布氏硬度平均 值为175HB的灰铸铁，H300表示硬度平均值为300HB的球墨铸铁。

(2) 可锻铸铁亦分为黑心、珠光体和白心可锻铸铁三种。用一组力学性能值表示可锻铸铁牌号，前缀字母B、P、W分别表示黑心可锻铸铁、珠光体可锻铸铁和白心可锻铸铁。例如：B35-10、P65-02和W38-12等。
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机械零件所用金属材料多种多样，为了使生产、管理方便、有序，有关标准对不同金属材料 规定了它们牌号的表示方法，以示统一和便于采纳、使用。现将常用金属材料牌号表示方法向读者作一些简单介绍。

　　一、钢铁产品牌号表示方法(参照GB/T221—2000)

　　1.标准的基本概况

　　GB/T221—2000标准是参照国外钢铁产品牌号表示方法和国内钢铁产品牌号表示方法变化( 如Q345代替16Mn)等情况修订后，于2000年4月1日发布，并于2000年11月1日开始实施。

　　2.主要技术内容变动情况

　　(1)由于一些钢铁产品牌号有它们专用的标准，故取消了原标准中铁合金、铸造合金、高温 合金、精密合金、耐蚀合金和铸铁、铸钢、粉末材料等牌号表示方法。

　　(2)一些新的钢铁产品的出现，更加完善了原标准。新标准增加了脱碳低磷粒铁、含钒生铁 JP2、铸造耐磨生铁、保证淬透性钢、非调质机械结构钢、塑料模具钢、取向硅钢(电讯用)等牌号表示方法。

　　(3)对不适应科技发展和与生产不协调的一些用钢牌号作了彻底改变或修改。如碳素结构钢A ３改为Q235，低合金高强度结构钢16Mn改为Q345等。对不锈钢、耐热钢和冷轧硅钢等的牌 号表示方法也做了修改。

　　(4)原标准中“钢铁产品牌号表示方法举例”的表3，因不适用于新标准而被删除。

　　3.钢铁产品牌号表示方法的基本原则

　　(1)凡国家标准和行业标准中钢铁产品的牌号均应按GB/T221—2000标准规定的牌号表示方法 编写。凡不符合规定编写的钢铁产品牌号，应在标准修订时予以更改，一些新的钢铁产品，其牌号也应按此予以编写牌号。

　　(2)产品牌号的表示，一般采用汉语拼音字母，化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法来 表示。

　　(3)采用汉语拼音字母表示产品名称、用途、特性和工艺方法时，一般从代表产品名称的汉 语拼音中选取第一个字母。当和另一个产品所选用的字母重复时，可改用第二个字母或第三个字母，或同时选取两个汉字中的第一个拼音字母。

　　(4)暂时没有可采用的汉字及汉语拼音的，采用符号为英文字母。

　　4.钢铁产品名称、用途、特性和工艺方法表示符号(摘录)

　　钢铁产品名称、用途、特性和工艺方法表示符号见表1。



　　5.钢铁产品牌号表示方法示例及说明

　　(1)生铁牌号表示方法生铁牌号采用表1中规定的符号和阿拉伯数字表示。

　　①阿拉伯数字表示平均含硅量(以千分之几计)。例如：含硅量为2.75%～3.25%的铸造用生 铁，其牌号表示为“Z30”；含硅量为0.85%～1.25%的炼钢用生铁，其牌号表示为“L10”。

　　②含钒生铁和脱碳低磷粒铁，阿拉伯数字分别表示钒和碳的平均含量(均以千分之几计)。例 如：含钒量不小于0.40%的含钒生铁，其牌号表示为“F40”；含碳量为1.20%～1.60%的炼钢用脱碳低磷粒铁，其牌号表示为“TL14”。

　　(2)碳素结构钢和低合金高强度结构牌号表示方法以上用钢通常分为通用钢和专用钢两大类。

　　①通用结构钢采用代表屈服点的拼音字母“Q”。屈服点数值(单位为MPa)和表1中规定的质 量等级、脱氧方法等符号，按顺序组成牌号。例如：碳素结构钢牌号表示为：Q235AF，Q235BZ；低合金高强度结构钢牌号表示为：Q345C，Q345D。

　　碳素结构钢的牌号组成中，镇静钢符号“Z”和特殊镇静钢符号“TZ”可以省略，例如：质 量等级分别为C级和D级的Q235钢，其牌号表示应为Q235CZ和Q235DTZ，但可以省略为Q235C和 Q235D。

　　低合金高强度结构钢有镇静钢和特殊镇静钢，但牌号尾部不加写表示脱氧方法的符号。

　　②专用结构钢一般采用代表钢屈服点的符号“Q”、屈服点数值和表1中规定的代表产品用途 的符号等表示，例如：压力容器用钢牌号表示为“Q345R”；耐候钢其牌号表示为：Q340NH。

　　③根据需要，通用低合金高强度结构钢的牌号也可以采用两位阿拉伯数字(以万分之几计平 均含碳量)和标准的元素符号组成；专用低合金高强度结构钢的牌号，除一般组成外，尚应加写表1中规定代表产品用途的符号。

　　(3)优质碳素结构钢和优质碳素弹簧钢牌号表示方法

　　优质碳素结构钢采用两位阿拉伯数字(以万分之几计表示平均含碳量)或阿拉伯数字和元素符 号、表1中规定的符号组合成牌号。

　　①沸腾钢和半镇静钢，在牌号尾部分别加符号“F”和“b”。例如：平均含碳量为0.08%的 沸 腾钢，其牌号表示为“08F”；平均含碳量为0.10%的半镇静钢，其牌号表示为“10b”。

　　②镇静钢(S、P分别≤0.035%)一般不标符号。例如：平均含碳量为0.45%的镇静钢，其牌号表示为“45”。

　　③较高含锰量的优质碳素结构钢，在表示平均含碳量的阿拉伯数字后加锰元素符号。例如： 平均含碳量为0.50%，含锰量为0.70%～1.00%的钢，其牌号表示为“50Mn”。

　　④高级优质碳素结构钢(S、P分别≤0.030%)，在牌号后加符号“A”。例如：平均含碳量为0.45%的高级优质碳素结构钢，其牌号表示为“45A”。

　　⑤特级优质碳素结构钢(S≤0.020%、P≤0.025%)，在牌号后加符号“E”。例如：平均含碳量为0.45%的特级优质碳素结构钢，其牌号表示为“45E”。

　　优质碳素弹簧钢牌号的表示方法与优质碳素结构钢牌号表示方法相同(65、70、85、65Mn钢 在GB/T1222和GB/T 699两个标准中同时分别存在)。

　　(4)合金结构钢和合金弹簧钢牌号表示方法

　　①合金结构钢牌号采用阿拉伯数字和标准的化学元素符号表示。

　　用两位阿拉伯数字表示平均含碳量(以万分之几计)，放在牌号头部。

　　合金元素含量表示方法为：平均含量小于1.50%时，牌号中仅标明元素，一般不标明含量； 平均合金含量为1.50%～2.49%、2.50%～3.49%、3.50%～4.49%、4.50%～5.49%、……时，在合金元素后相应写成2、3、4、5……。

　　例如：碳、铬、锰、硅的平均含量分别为030%、0.95%、0.85%、1.05%的合金结构钢，当S、P含量分别≤0.035%时，其牌号表示为“30CrMnSi”。

　　高级优质合金结构钢(S、P含量分别≤0.025%)，在牌号尾部加符号“A”表示。例如：“30 CrMnSiA”。

　　特级优质合金结构钢(S≤0.015%、P≤0.025%)，在牌号尾部加符号“E”，例如：“30CrM nSiE”。

　　专用合金结构钢牌号尚应在牌号头部(或尾部)加表1中规定代表产品用途的符号。

　　②合金弹簧钢牌号的表示方法与合金结构钢相同。例如：碳、硅、锰的平均含量分别为0.60%、1.75%、0.75%的弹簧钢，其牌号表示为“60Si2Mn”。高级优质弹簧钢，在牌号尾部加符号“A”，其牌号表示为“60Si2MnA”。

　　(5)易切削钢牌号表示方法易切削钢采用标准化学元素符号、表1规定的符号和阿拉伯数字 表示。阿拉伯数字表示平均含碳量(以万分之几计)。

　　①加硫易切削钢和加硫、磷易切削钢，在符号“Y”和阿拉伯数字后不加易切削元素符号。

　　例如：平均含碳量为0.15%的易切削钢，其牌号表示为“Y15”。

　　②较高含锰量的加硫或加硫、磷易切削钢在符号“Y”和阿拉伯数字后加锰元素符号。例如 ：平均含碳量为0.40%，含锰量为1.20%～1.55%的易切削钢，其牌号表示为“Y40Mn”。

　　③含钙、铅等易切削元素的易切削钢，在符号“Y”和阿拉伯数字后加易切削元素符号。例 如：“Y15Pb”、“Y45Ca”。

　　(6)非调质机械结构钢牌号表示方法非调质机械结构钢，在牌号头部分别加符号“YF”和“F”表示易切削非调质机械结构钢和热锻用非调质机械结构钢，牌号表示方法的其他内容与合金结构钢相同。例如：“YF35V”、“F45V”。

　　(7)工具钢牌号表示方法工具钢分为碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢三类。

　　①碳素工具钢采用标准化学元素符号、表1规定的符号和阿拉伯数字表示。阿拉伯数字表示 平均含碳量(以千分之几计)。

　　a.普通含锰量碳素工具钢，在工具钢符号“T”后为阿拉伯数字。例如：平均含碳量为0.80%的碳素工具钢，其牌号表示为“T8”。

　　b.较高含锰量的碳素工具钢，在工具钢符号“T”和阿拉伯数字后加锰元素符号。例如：“ T8Mn”。

　　c.高级优质碳素工具钢，在牌号尾部加“A”。例如：“T8MnA”。

　　②合金工具钢和高速工具钢

　 　合金工具钢、高速工具钢牌号表示方法与合金结构钢牌号表示方法相同。采用标准规定的合金元素符号和阿拉伯数字表示，但一般不标明平均含碳量数字，例如： 平均含碳量为1.60% ，含铬、钼，钒含量分别为11.75%、0.50%、0.22%的合金工具钢，其牌号表示为“Cr12MoV”；平均含碳量为0.85%，含钨、钼、铬、 钒含量分别为6.00%、5.00%、4.00%、2.00%的高速工具钢，其牌号表示为“W6Mo5Cr4V2”。

　　若平均含碳量小于1.00%时，可采用一位阿拉伯数字表示含碳量(以千分之几计)。例如：平 均含碳量为0.80%，含锰量为0.95%，含硅量为0.45%的合金工具钢，其牌号表示为“8MnSi”。

　　低铬(平均含铬量＜1.00%)合金工具钢，在含铬量(以千分之几计)前加数字“0”。例如：平均含铬量为0.60%的合金工具钢，其牌号表示为“Cr06”。

　 　(8)塑料模具钢牌号表示方法塑料模具钢牌号除在头部加符号“SM”外，其余表示方法与优质碳素结构钢和合金工具钢牌号表示方法相同。例如：平均含碳量 为0.45%的碳素塑料模具钢，其牌号表示为“SM45”；平均含碳量为0.34%，含铬量为1.70%，含钼量为 0.42%的合金塑料模具钢，其牌号表示为“SM3Cr2Mo”。

　　(9)轴承钢牌号表示方法轴承钢分为高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢、高碳铬不锈轴承钢和高 温轴承钢等四大类。

　　①高碳铬轴承钢，在牌号头部加符号“G”，但不标明含碳量。铬含量以千分之几计，其他 合金元素按合金结构钢的合金含量表示。例如：平均含铬量为150%的轴承钢，其牌号表示 为“GCr15”。

　　②渗碳轴承钢，采用合金结构钢的牌号表示方法，另在牌号头部加符号“G”。例如：“G20 CrNiMo”。

　　高级优质渗碳轴承钢，在牌号尾部加“A”。例如：“G20CrNiMoA”。

　　③高碳铬不锈轴承钢和高温轴承钢，采用不锈钢和耐热钢的牌号表示方法，牌号头部不加符 号“G”。例如：高碳铬不锈轴承钢“9Cr18”和高温轴承钢“10Cr14Mo”。

　　(10)不锈钢和耐热钢的牌号表示方法不锈钢和耐热钢牌号采用标准规定的合金元素符号和阿拉伯数字表示，为切削不锈钢、易切削耐热钢在牌号头部加“Y”。

　 　一般用一位阿拉伯数字表示平均含碳量(以千分之几计)；当平均含碳量≥1.00%时，用两位阿拉伯数字表示；当含碳量上限＜0.10%时，以“0”表示 含碳量；当含碳量上限≤0.03%，＞0.01%时(超低碳)，以“03”表示含碳量；当含碳量上限(≤0.01%时极低碳)，以“01”表示含碳量。含 碳量没有规定下限时，采用阿拉伯数字表示含碳量的上限数字。

　　合金元素含量表示方法同合金结构钢。例如：平均含碳量为0.20%，含铬 量为13%的不锈钢，其牌号表示为“2Cr13”；含碳量上限为 0.08%，平均含铬量为18%，含镍量为9%的铬镍不锈钢，其牌号表示为“0Cr18Ni9”；含碳量上限为0.12%，平均含铬量为17%的加硫易切 削铬不锈钢，其牌号表示为“Y1Cr17”；平均含碳量为1.10%，含铬量为17%的高碳铬不锈钢，其牌号表示为“11Cr7”；含碳量上限为 0.03%，平均含铬量为19%，含镍量为10%的超低碳不锈钢，其牌号表示为“03Cr19Ni10”；含碳量上限为0.01%，平均含铬量为19%， 含镍量为11%的极低碳不锈钢，其牌号表示为“01Cr19Ni11”。

　　(11)焊接用钢牌号表示方法

　　焊接用钢包括焊接用碳素钢、焊接用合金钢和焊接用不锈钢等，其牌号表示方法是在各类焊 接用钢牌号头部加符号“H”。例如：“H08”、“H08Mn2Si”、“H1Cr18Ni9”。

　　高级优质焊接用钢，在牌号尾部加符号“A”。例如：“H08A”、“08Mn2SiA”。
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一．可转位刀具刀片型号编制标准

１．可转位车刀型号表示规则

　　GB／T5343.1，它等效采用ISO5680－1989。它适用于可转位外圆车刀、端面车刀、防形车刀及拼装复合刀具的模块刀头的型号编制。其型号也是由按规定顺序排列的一组字母和数字代号所组成。

２．可转位带孔铣刀型号表示规则

　 　它是在ISO7406－1986的基础上制订的。它适用于可转位面铣刀、三面刃（槽）铣刀、套式立铣刀及圆柱形铣刀型号的编制。其型号由11个号位组成 （面铣刀只有10个号位，没有第11个号位）。前1～4号位表明刀体的特征。波折号后边的号位表示刀片装夹方式和刀片特征。

３．可转位带柄铣刀型号表示规则

　　它是在国际标准ISO7848－1986的基础上制订的。它的型号也由11个号位组成。其中有5个号位表示刀体的特征，两个号位表示柄部的特征，另外4个号位则表示刀片的装夹方法及其切削刃长度的特征。

４．可转位刀片型号表示规则

　 　GB2076-87，等效ISO1832-85，国内外硬质合金厂生产的切削用可转位刀片（包括车刀片和铣刀片）的型号都符合这个标准。它是由给定意义 的字母和数字代号，按一定顺序排列的十个号位组成。其中第8和第9个号位分别表示切削刃截面形状和刀片切削方向，只有在需要的情况下才予标出。

二．可转位刀片标准

１． GB2079－87（代替GB2079－80）无孔的硬质合金可转位刀片：此标准等采用国际标准ISO0883－1995。标准中规定了TNUN、 TNGN、TPUN、TPGN、SNUN、SNGN、SPUN、SPGN、TPUR、TPMR、SPUR、SPMR共12种类型刀片的系列尺寸。

２．GB2077－87（代替GB2077－80）硬质合金可转位刀片圆角半径：此标准等效采用国际标准ISO3286－1976。标准规定刀尖圆角半径rε的尺寸系列为0.2、0.4、0.8、1.6、2.0、2.4、3.2mm。

３． GB2078－78（代替GB2078－80）带圆孔的硬质合金可转位刀片：此标准等效采用国际标准ISO3364－1985。标准中规定了TNUM、 TNMM、TNUG、TNMG、TNUA、TNMA、ENUM、FNMM、WNUM、SNUM、SNMM、SNUG、SNMG、SNUA、SNMA、 CNUM、CNMM、CNUG、CNMG、CNUA、CNMA、DNUM、DNMM、DNUG、DNMG、DNUA、DNMA、VNUM、VNMM、 VNUG、VNMG、VNUA、VNMA、RNUM、RNMM共36种类型的带圆孔硬质合金刀片尺寸系列。

４．GB2081－87 （代替GB2081－80）硬质合金可转位铣刀片：此标准等效采用国际标准ISO3365－1985。此标准规定了SNAN、SNCN、SNKN、 SPAN、SPCN、SPKN、SECN、TPAN、TPCN、TPKN、TECN、FPCN、LPEX共13种类型的可转位铣刀片系列尺寸。

５． GB2080－87（代替GB2080－80）沉孔硬质合金可转位刀片：此标准等效采用国际标准ISO6987／1－1993。标准中规定了TCMW、 TCMT、WCMW、WCMT、SCMW、SCMT、CCMW、CCMT、DCMW、DCMT、RCMW、RCMT共12种类型的沉孔硬质合金可转位刀片 系列尺寸。

三．可转位铣刀标准：

１．可转位立铣刀国家标准GB5340－85：它是参照国际标准ISO6262／1－1982和ISO6263／2－1982制订的。有削平型直柄立铣刀和莫氏锥柄立铣刀两部分。

２．可转位三面刃铣刀国家标准GB5341－85：它是参照国际标准ISO6986－1983制订的。


３．可转位面铣刀国家标准GB5342－85：它是参照国际标准ISO6462－1983制订的。

４．可转位螺旋立铣刀：标准规定了直径32～100mm直柄或锥柄的立铣刀。因其刃部较长，由沿螺旋线方向排列的多片硬质合金可转位刀片相互交错搭接而成，适用于粗铣。
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YT类合金，ISO称为P类（主要成份为WC-TiC-Co）；YG类合金，ISO称之为K类（主要成份为WC-Co）。


硬度


碳化物WC、TiC等的硬度很高，所以合金整体也就有高硬度，一般在HRA89~93之间。硬质合金的硬度值随碳化物的性质、数量和粒度而变化，又随粘结剂含量的增多而降低。在粘结剂含量相同时，WC-TiC-Co合金的硬度高于WC-Co合金。


硬质合金的硬度又随着温度升高而降低。在700~800℃时，部分合金保持着相当于高速钢在常温时的硬度，另一部分合金则低些。合金的高温硬度仍取决于碳 化物在高温下的硬度，故WC-TiC-Co合金的高温硬度比WC-Co合金高些。添加TaC(NbC)能提高高温硬度。


抗弯强度和韧性


常用牌号硬质合金的抗弯强度在0.90~1.50GPa范围内。粘结剂含量越高，则抗弯强度也就越高。当粘结剂含量相同时，WC-TiC-Co合金的抗弯强度总是低于WC-Co合金，并随着TiC的含量的增加而下降。


硬质合金是脆性材料，常温下其冲击韧性仅为高速钢的1/8~1/30。韧性不足是硬质合金的弱点。故硬质合金刀具一般是将合金刀片焊接或夹固在刀柄（刀 体）上使用，有的小模数齿轮滚刀或小的硬质合金钻头和立铣刀等才做成整体的。和抗弯强度的情况一样，WC-TiC-Co类韧性低于WC-Co类。


导热系数


由于TiC的导热系数低于WC，所以WC-TiC-Co合金导热系数比WC-Co合金低，并随着TiC的含量增加而下降。


线膨胀系数


总的说来，硬质合金的线膨胀系数比高速钢小得多。WC-TiC-Co合金的线膨胀系数大于WC-Co合金，并随着TiC的含量的增加而加大。


由于WC-Co合金的线膨胀系数比WC-TiC-Co合金小，而且WC-Co合金抗弯强度较高，导热系数较大，所以焊接时产生裂纹的倾向比WC-TiC-Co合金小。


抗冷焊性


硬质合金与钢发生冷焊的温度高于高速钢，WC-TiC-Co合金与钢发生冷焊的温度高于WC-Co合金
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牌号/相当标准ISO/ 物理机械性能(min):抗弯强度N/mm2 ;硬度HRA/用 途

1、YG3x/ K01/ 1420; 92.5 /适于铸铁.有色金属及合金.淬火钢合金钢小切削断面高速精加工.

2、YG6/ K20 /1900; 90.5 /适于铸铁.有色金属及合金.非金属材料中等到切削速度下半精加工和精加工.

3、YG6x /K15/ 1800; 92.0/ 适于冷硬铸铁.球墨铸铁.灰铸铁.耐热合金钢的中小切 削断面高速精加工.半精加工.

4、YG6A/ K10/ 1800 ;92.0 /适于冷硬铸铁.球墨铸铁.灰铸铁.耐热合金的中小切削断面高速精加工

5、YG8/ K30/ 2200 ;90.0/ 适于铸铁.有色金属及合金.非金属材料低速粗加工.

6、YG8N/ K30/ 2100; 90.5 /适于铸铁.白口铸铁.球墨铸铁以及铬 镍不锈钢等合金材料的高速切削.

7、YG15/ K40/ 2500 ;87.0 /适于镶制油井.煤炭开采钻头.地质勘 探钻头.

8、YG4C/ 1600; 89.5/ 适于镶制油井.煤炭开采钻头.地质勘 探钻头.

9、YG8C/ 1800; 88.5 /适于镶制油井.矿山开采钻头一字.十 字钻头.牙轮钻齿.潜孔钻齿.

10、YG11C/ 2200 ;87.0 /适于镶制油井.矿山开采钻头一字.十字钻头.牙轮钻齿.潜孔钻齿.

11、YW1/ M10/ 1400; 92.0 /适于钢.耐热钢.高锰钢和铸铁的中速 半精加工.

12、YW2/ M20/ 1600; 91.0 /适于耐热钢.高锰钢.不锈钢等难加工 钢材中.低速粗加工和半精加工.

13、GE1/ M30/ 2000; 91.0 /适于非金属材料的低速粗加工和钟表 齿轮耐磨损零件.

14、GE2 /2500; 90.0 /硬质合金顶锤专用牌号.

15、GE3/ M40/ 2600; 90.0 /适于制造细径微钻.立铣刀.旋转挫刀等.

16、GE4/ 2600; 88.0/ 适于打印针.压缸及特殊用途的管. 棒.带等.

17、GE5 /2800 ;85.0 /适于轧辊.冷冲模等耐冲击材料.
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随着材料工业及精密机械工业的发展，精密切削、超精密切削和难切削材料使用的增多，超硬刀具材料的应用日益广泛。

超硬材料刀具具有工效高、使用寿命长和加工质量好等特点，过去主要用于精加工，近几年来由于改进了人造超硬刀具材料的生产工艺，控制了原料纯度和晶粒尺 寸，采用了复合材料和热压工艺等，应用范围不断扩大，除适于一般的精加工和半精加工外，还可用于粗加工，被国际上公认为是当代提高生产率最有希望的刀具材 料之一。
利用超硬材料加工钢、铸铁、有色金属及其合金等零件，其切削速度可比硬质合金高一个数量级，刀具寿命可比硬质合金高几十、甚至几百倍。同 时它的出现，还使传统的工艺概念发生变化，利用超硬刀具常常可直接以车、铣代磨（或抛光），对淬硬零件加工，可用单一工序代替多道工序，大大缩短工艺流 程。

超硬刀具材料发展概况

超硬刀具材料是指天然金刚石及硬度、性能与之相近的人造金刚石和CBN（立方氮化硼）。由于天然金刚石价格比较昂贵，所以生产上大多采用人造聚晶金刚石（PCD）、聚晶立方氮化硼（PCBN），以及它们的复合材料。

早在50年代，美国就利用人造金刚石微粉和人造CBN微粉在高温、高压、触媒和结合剂的作用下烧结成尺寸较大的聚晶块作为刀具材料。之后，南非戴比尔 （DeBeers）公司、前苏联和日本也相继研制成功。70年代初又推出了金刚石或CBN和硬质合金的复合片，它们是在硬质合金基体上烧结或压制一层 0.5mm～1mm的PCD或PCBN而成，从而解决了超硬刀具材料抗弯强度低、镶焊困难等问题，使超硬刀具的应用进入实用阶段。目前，又出现了人工合成 大单晶金刚石，以及用CVD（化学气相沉积）法制出的金刚石薄膜涂层和金刚石厚膜等功能性材料，大大拓宽了超硬刀具材料的应用领域。

我国超硬刀具材料的研究与应用开始于70年代，并于1970年在贵阳建造了我国第一座超硬材料及制品的专业生产厂——第六砂轮厂，从1970～1990年 整整20年中，超硬材料年产量仅从46万克拉增至3500万克拉。90年代前后不少超硬材料生产专业厂从国外引进了成套的超硬材料合成设备及技术，产量得 到迅速发展，至1997年我国人造金刚石年产量就已达到5亿克拉左右，CBN年产量达800万克拉，跃居世界上超硬材料生产大国之首。

超硬刀具材料性能

金刚石具有极高的硬度和耐磨性，其显微硬度可达10000HV，是刀具材料中最硬的材料。同时它的摩擦系数小，与非铁金属无亲和力，切屑易流出，热导率 高，切削时不易产生积屑瘤，加工表面质量好。能有效地加工非铁金属材料和非金属材料，如铜、铝等有色金属及其合金、陶瓷、末烧结的硬质合金、各种纤维和颗 粒加强的复合材料、塑料、橡胶、石墨、玻璃和各种耐磨的木材（尤其是实心木和胶合板等复合材料）。

金刚石的缺点是韧性差，热稳定性低。700℃～800℃时容易碳化，故不适于加工钢铁材料。因为在高温下铁原子容易与碳原子作用而使其转化为石墨结构。此外，用它切削镍基合金时，同样也会迅速磨损。

CBN 的硬度仅次于金刚石（可达8000HV～9000HV），并且热稳定性高（达1250℃～1350℃），对铁族元素化学惰性大，抗粘结能力强，而且用金刚 石砂轮即可磨削开刃，故适于加工各种淬硬钢、热喷涂材料、冷硬铸铁和35HRC以上的钴基和镍基等难切削材料。

超硬刀具材料应用前景广阔

超硬刀具材料是一种先进的刀具材料，在生产中有着广阔的应用前景。人造超硬刀具材料，目前单晶的向粗颗粒、高强度、多功能方向发展。美国GE公司现可工业 生产出6克拉重的人造金刚石（约10mm），最大颗粒达11.14克拉重。PCD则向大直径、细粒度、高抗冲击、高热稳定性方向发展。

PCD 最大直径已可达74mm，然后用激光切割成所需的任何形状。PCD颗粒的商品尺寸为2μm～25μm；颗粒越细，切削刃的质量越好；颗粒越大，刀具使用寿 命越长。DeBeers公司生产的PCBN产品，最大直径为101.6mm，可加工70HRC的高硬度材料。此外，据英国专利介绍，英国还研制出一种在 PCD和PCBN刀片外表面上用CVD法沉积一层镍、铜、钛、钴、铬、钽的混合物，以及氮化钛或碳化钛的防护涂层，其耐磨性可比普通PCD和PCBN刀片 高4倍。

CVD金刚石薄膜和厚膜是近几年新研制出的功能性材料，尽管至今生产还未形成规模，但因其性能优异，有着广泛的用途。

天然和人工合成的单晶金刚石，以及PCD和TFD之间存在着相互交叉的应用领域，它们在一定程度上能相互补充，须根据不同具体情况，特别是性能价格比加以 选用。预计在新世纪，超硬刀具材料CBN和金刚石将得到更多的应用，可能会发现制造出崭新的刀具材料的品种，具有更优异的性能。据Lellond公司介 绍，他们开发了一种由陶瓷＋CBN的超硬复合材料，它兼有陶瓷和CBN两种材料的优点，是高速加工高硬耐磨铸铁的理想材料。又如，用石墨原料合成的金刚石 聚晶体，而当今的金刚石为C12，已有研究，同位素C13和C60则更为坚硬。前几年，武汉大学研制出一种C3N4/TiN薄膜，亦具有超硬材料性质，用 其涂覆在高速钢钻头上，可使钻头寿命大大提高。可以预料，今后随着各种新型难切削材料应用的增多，必将促进超硬刀具材料进一步的发展与应用。
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