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[摘 要] 研究应用ICP-AES 分析技术测定钛铁中钛元素的方法。考察了铁基体及共存元素对被测元素分析谱线干扰情况，考察了基体及共存元素对被测元素的影响，确定了分析谱线，并对 ICP 工作参数进行了优化选择，精密度和准确度实验表明，方法的相对标准偏差小于5%，回收率为99%～102%之间。采用本方法对标准样品进行测定，测定值与 推荐值相一致。
关键词：ICP-AES 钛铁 钛

钛铁中钛在国家标准中是采用氧化—还原滴定法来测定的。它是采用氢氟酸
、 硫酸、硝酸和盐酸溶样后，在二氧化碳或氮气气氛中用金属铝将钛还原为三价，用硫酸铁铵滴定钛，借此进行钛的测定。该方法干扰较为严重，首先必须进行干扰元 素分离，并且在滴定过程中空气可将三价钛氧化为四价钛，所以滴定必须在与空气隔绝装置中进行。一般需要氮气滴定保护装置，并且化学分析方法操作繁琐，分析 流程长。

为了解决这一问题，本人采用ICP-AES 分析技术开展了钛铁中主量元素钛的分析方法研究。本方法可直接进行钛元素的测定，效果良好。

1 试验

1.1 仪器及工作参数

法国JY 公司生产的70P 型电感耦合等离子发射光谱仪。

仪器工作条件：冷却气流量12 L/min；载气流量0.25L/min；反射功率（读数） 600；溶液提升量1.4mL/min；观测高度为感应线圈上方15mm。

1.2 试剂及标准溶液

硝酸（1+1） 分析纯
浓硫酸 分析纯
氢氟酸 分析纯
纯铁粉 （纯度99.98%）。
钇标准溶液：20ug/mL 由GSBG62032-90 钇标准物质稀释。
钛标准溶液：1mg/mL 由GSBG62014-90 钛标准物质。

1.3 样品溶液的制备

准 确称取0.1000g 样品于50mL 钢铁量瓶中，加入10 mL 硝酸（1+1），1 mL 氢氟酸，低温加热溶解，样品溶解后加5 mL 浓硫酸冒烟，取下，冷却至室温，加水溶盐，煮沸，取下冷却至室温后用水稀释至刻度，摇匀，吸取5 mL 试液于100 mL 钢铁量瓶中，加10.00 毫升钇标准溶液（20 μg/mL）用蒸馏水稀释至刻度，摇匀待测。

1.4 混合标准溶液的系列

移取适量钛标准溶液，按表1 所示，配制成混合标准溶液系列。

表1 混合标准溶液系列 (μg/mL)

2 结果与讨论

2.1 分析谱线选择及铁基体影响考察

分别对浓度为0、2、3mg/mL 的纯铁溶液、纯钛溶液及以纯铁打底的标准混合溶液进行扫描，结果表明，铁的存在对Ti334.904 谱线有干扰，对Ti334.941 谱线强度无影响，但为了使基体一致，我们还是进行了基体匹配。

2.2 共存元素之间相互影响

采用单一元素溶液在被测元素分析线处扫描，考察了Si、Mn、Al、Cu、P 对Ti 334.941 分析谱线的光谱干扰情况。试验结果表明：溶液中硅、锰、铝、铜、磷共存量在100ug/mL 对1ug/mL 钛的测定均不产生干扰。

2.3 ICP 工作参数选择

高频功率、载气流量、观测高度及冷却气流量是ICP 的主要参数，直接影响元素测定，不同的元素要求的工作参数也不同，必须逐一试验加以选择。

2.3.1 功率选择试验

固定冷却气流量、载气流量、观测高度、提升量，仅改变反射功率，以空白液为低标，混合标准溶液3 为高标，测得β值见表2。

表2 功率对测定的影响

2.3.2 冷却气流量选择试验

固定反射功率、载气流量、观测高度、提升量，仅改变冷却气流量，以空白液为低标，混合标准溶液3 为高标，测得β值见表3。

表3 冷却气流量对测定的影响

2.3.3 载气流量选择试验

固定反射功率、冷却气流量、观测高度、提升量，仅改变载气流量，以空白液为低标，混合标准标液3 为高标，测得β值见表4。

表4 载气流量对测定的影响

通过试验我们选择的仪器主要工作参数为：反射功率（读数）600；载气流量0.25L/min；冷却气流量为12 L/min；观测高度：15mm。

2.4 方法精密度试验

按样品处理方法分解钛铁标准样品，按相同的测试条件，对同一试样分别进行六次测定，计算出测定结果的平均值及相对标准偏差（见表5）。试验结果表明：各分析谱线测定精密度均较好，相对标准偏差小于5%

表5 精密度试验

2.5 加标回收试验

按样品处理方法分解钛铁标准样品。在试液中加入适量的钛标准溶液，测定钛元素含量，计算回收率，钛元素回收率在99%～102%之间。数据见表6。

表6 回收试验

2.6 样品分析结果对照

采用本方法对钛铁标准样品进行了测定，将本方法测定结果平均值与标准推荐值进行了对照，考察了本方法的测定准确度。试验结果表明：本方法测定值与标准样品标准推荐值相一致，分析误差符合化学标准分析方法允许差要求。数据见表7。

表7 准确度试验

3 结论

钛铁试样经硝酸、氢氟酸溶解，硫酸冒烟后，可采用ICP-AES 分析技术测定其主量元素钛含量。本文在试验基础上优化了工作条件，建立了钛铁中钛的ICP-AESf 分析方法。方法简便快速、分析数据可靠，能满足钛元素测定误差要求。

参考文献
1 钢铁及铁合金化学分析方法标准汇编（上）. 北京：中国标准出版社，
2 实用冶金分析. 沈阳：辽宁科学技术出版社 BW碧威股份有限公司針對客戶端改善切削方式、提供專業切削CNC數控刀具專業能力、製造客戶需求如：Cutting tool、切削刀具、HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、鎢鋼銑刀、航太刀具、鎢鋼鑽頭、高速剛、鉸刀、中心鑽頭、Taperd end mills、斜度銑刀、Metric end mills、公制銑刀、Miniature end mills、微小徑銑刀、鎢鋼切削刀具、Pilot reamer、領先鉸刀、Electronics cutter、電子用切削刀具、Step drill、階梯鑽頭、Metal cutting saw、金屬圓鋸片、Double margin drill、領先階梯鑽頭、Gun barrel、Angle milling cutter、角度銑刀、Carbide burrs、滾磨刀、Carbide tipped cutter、銲刃刀具、Chamfering tool、倒角銑刀、IC card engraving cutter、IC晶片卡刀、Side cutter、側銑刀、NAS tool、DIN tool、德國規範切削刀具、Special tool、特殊刀具、Metal slitting saws、Shell end mills、滾筒銑刀、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、交叉齒側銑刀、Long end mills、長刃銑刀、Stub roughing end mills、粗齒銑刀、Dovetail milling cutters、鳩尾刀具、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、鎢鋼圓鼻銑刀、Angeled carbide end mills、角度鎢鋼銑刀.aerospace tool、Carbide torus cutters、短刃平銑刀、Carbide ball-noseed slot drills、鎢鋼球頭銑刀、Mould cutter、模具用刀具、BW微型渦流管槍、Tool manufacturer、刀具製造商等相關切削刀具、以服務客戶改善工廠加工條件、爭加競爭力。歡迎尋購～～～碧威股份有限公司www.tool-tool.com

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钨钢纵切薄刀具有极高的耐磨性，切割瓦楞纸板的使用寿命是普通高速钢薄刀的十几倍，正确使用能提高切割质量，延长刀片的使用寿命，反之则容易导致刀片破碎。生产中，刀片的破碎是纸箱厂家备感头痛的事情。下面谈谈生产操作中的注重事项：

由于钨钢薄刀硬度高、脆性大，在搬运、保管及安装使用时须轻拿轻放，水平放置，切勿与任何硬物发生碰撞。

精度低、速度慢的薄刀纵切不要使用钨钢薄刀，因为这样会使刀片缩短寿命。

装刀：装刀前务必检查刀盘运转端面跳动量是否正常（0.1mm）以内，刀盘平整度是否符合标准。
注 意刀盘和刀片上是否有异物，刀片、刀盘擦净后将刀装入刀盘。确认刀片、刀盘无异物且配合间隙正确后对角紧固压盘螺栓，受力均匀，松紧适度，切忌强硬装配、 击打刀片、刀片与下刀座发生干涩摩擦，否则将造成刀片破裂。建议在刀片与压盘间加装纸质垫圈，以缓冲刀片与压盘之间的强硬配合。

磨刀：正 确调整刀片与砂轮间隙，如间隙有误则磨刀时发生扭曲导致刀片破裂。安装砂轮后，检查砂轮座螺栓是否松动，砂轮端面跳动量过大则磨刀时发生冲击导致刀片破 裂。砂轮磨刀角度应与刀片刃口角度大致相当。磨刀器定块、动块行程间隙大小决定磨刀时的稳定效果，要求行程间隙在3－5mm之间。磨刀时应调慢砂轮进刀速 度，空气压力在2kg左右，切忌砂轮冲击刃口。每次研磨量不宜过大，建议每个班次专人手动研磨，凭手感轻轻修磨锋利即可。磨刀时间长短则根据刀片锋利程度 和纸板切割质量而定，切忌频繁磨刀和刀片刃口出现锯齿仍继续使用。

调刀：调整刀距前将刀托松开移位后方可进行，调完刀距后将刀调整在刀托分纸槽中间位置，切忌刀片、刀托产生摩擦。调整中切忌工具、设备部件及其它硬物碰撞刀片。

维 护保养：每天检查薄刀刃口，按需轻微修磨。定时检查薄刀刀面，及时去除污垢。停机检查刀片是否有缺陷，同时清理刀托分纸槽内纸屑，以免夹刀。及时观察刀盘 运输情况，当端面跳动量过大时应立即停机维护，以免造成损失。使用设备前检查紧固螺栓及锁紧块，确保设备运输正常。计算机调刀的设备在工作时切忌刀片与下 刀座发生干摩擦，否则将造成刀片破裂。操作人员在与薄刀接触时，切忌站在刀片正前方，务必保持安全距离，时刻注意安全，防止刀片破裂伤人。

飞出以上要求及注意事项，务请操作者严格遵守，以免造成不必要的损失和伤害。
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随 着汽车、航空和航天技术的飞速发展，对材料性能及加工技术的要求日益提高。新型材料如碳纤维增强塑料、颗粒增强金属基复合材料（PRMMC）及陶瓷材料得 到广泛应用。这些材料具有强度高、耐磨性好、热膨胀系数小等特性，这决定了对它们进行机加工时刀具的寿命非常短。开发新型耐磨且稳定的超硬切削刀具是许多 高校、科研院所和企业研究的课题。

金刚石集力学、光学、热学、声学、光学等众多优异性能于一身，具有极高的硬度，摩擦系数小，导热
性高，热膨胀系数和化学惰性低，是制造刀具的理想材料。本文对近年来金刚石刀具制造方法的发展作一概述。

1．金刚石刀具的应用范围

（1）难加工有色金属材料的加工

加 工铜、锌、铝等有色金属及其合金时，材料易粘附刀具，加工困难。利用金刚石摩擦系数低、与有色金属亲和力小的特点，金刚石刀具可有效防止金属与刀具发生粘 结。此外，由于金刚石弹性模量大，切削时刃部变形小，对所切削的有色金属挤压变形小，可使切削过程在小变形下完成，从而可以提高加工表面质量。（2）难加 工非金属材料的加工

加工含有大量高硬度质点的难加工非金属材料，如玻璃纤维增强塑料、填硅材料、硬质碳纤维/环氧树脂复合材料时，材料的硬质点使刀具磨损严重，用硬质合金刀具难以加工，而金刚石刀具硬度高、耐磨性好，因此加工效率高。

（3）超精密加工

随 着现代集成技术的问世，机加工向高精度方向发展，对刀具性能提出了相当高的要求。由于金刚石摩擦系数小、热膨胀系数低、导热率高，能切下极薄的切屑，切屑 容易流出，与其它物质的亲和力小，不易产生积屑瘤，发热量小，导热率高，可以避免热量对刀刃和工件的影响，因此刀刃不易钝化，切削变形小，可以获得较高质 量的表面。

2．金刚石刀具的制造方法

目前金刚石的主要加工方法有以下四种：薄膜涂层刀具、厚膜金刚石焊接刀具、金刚石烧结体刀具和单晶金刚石刀具。

2.1 薄膜涂层刀具

薄膜涂层刀具是在刚性及高温特性好的集体材料上通过化学气相沉积法（CVD）沉积金刚石薄膜制成的刀具。

由 于Si3N4系陶瓷、WC-Co系硬质合金以及金属W的热膨胀系与金刚石接近，制膜时产生的热应力小，因此可作为刀体的基体材料。WC-Co系硬质合金 中，粘结相Co的存在易使金刚石薄膜与基体之间形成石墨而降低附着强度，在沉积前需进行预处理以消除Co的影响（一般通过酸腐蚀去Co）。

化学气相沉积法是采用一定的方法把含有C源的气体激活，在极低的气体压强下，使碳原子在一定区域沉积下来，碳原子在凝聚、沉积过程中形成金刚石相。目前用于沉积金刚石的CVD法主要包括：微波、热灯丝、直流电弧喷射法等。

金 刚石薄膜的优点是可应用于各种几何形状复杂的刀具，如带有切屑的刀片、端铣刀、铰刀及钻头；可以用来切削许多非金属材料，切削时切削力小、变形小、工作平 稳、磨损慢、工件不易变形，适用于工件材质好、公差小的精加工。主要缺点是金刚石薄膜与基体的粘接力较差，金刚石薄膜刀具不具有重磨性。

2.2 金刚石厚膜焊接刀具

金刚石厚膜焊接刀具的制作过程一般包括：大面积的金刚石膜的制备；将金刚石膜切成刀具需要的形状尺寸；金刚石厚膜与刀具基体材料的焊接；金刚石厚膜刀具切削刃的研磨与抛光。（1）金刚石厚膜的制备与切割

常 用的制备金刚石厚膜的工艺方法是直流等离子体射流CVD法。将金刚石沉积到WC-Co合金（表面进行镜面加工）上，在基体的冷却过程中，金刚石膜自动脱 落。此方法沉积速度快（最高可达930μm/h），晶格之间结合比较紧密，但是生长表面比较粗糙。金刚石膜硬度高、耐磨、不导电决定了它的切割方法是激光 切割（切割可在空气、氧气和氩气的环境中进行）。采用激光切割不仅能将金刚石厚膜切割成所需要的形状和尺寸，还可以切出刀具的后角，具有切缝窄、高效等优 点。

（1）金刚石厚膜刀具的焊接

金刚石与一般的金属及其合金之间具有很高的界面能，致使金刚石不能被一般的低熔点合金所浸润，可焊性极差。目前主要通过在铜银合金焊料中添加强碳化物形成元素或通过对金刚石表面进行金属化处理来提高金刚石与金属之间的可焊性。

①活性钎料法

焊 料一般用含Ti的铜银合金，不加助熔剂在惰性气体或真空中焊接。常用的钎料成分Ag=68.8wt%，Cu=26.7wt%，Ti=4.5wt %，常用的制备方法是电弧熔炼法和粉末冶金法。Ti作为活性元素在焊接过程中与C反映生成TiC，可提高金刚石与焊料的润湿性和粘结强度。加热温度一般为 850℃，保温10分钟，缓冷以减小内应力。

②表面金属化后焊接

金刚石表面的金属化是通过表面处理技术在金刚石表面镀覆 金属，使其表面具有金属或类金属的性能。一般是在金刚石的表面镀Ti，Ti与C反应生成 TiC，TiC与Ag-Cu合金钎料有较好的润湿性和结合强度。目前常用的镀钛方法有：真空物理气相沉积（PVD，主要包括真空蒸发镀、真空溅射镀、真空 离子镀等），化学气相镀和粉末覆盖烧结。PVD法单次镀覆量低，镀覆过程中金刚石的温度低于500℃，镀层与金刚石之间是物理附着、无化学冶金。CVD法 Ti与金刚石发生化学反应形成强力冶金结合，反应温度高，损害金刚石。

（2）厚膜金刚石刀具的刃磨

金刚石厚膜刀具的加工方法有：机械磨削，热金属盘研磨，离子束、激光束和等离子体刻蚀等。

2.3 金刚石烧结体刀具

将 金刚石厚膜用滚压研磨破坏的方法加工成平均粒度为32～37μm的金刚石晶粒或直接利用高温高压法制得金刚石晶粒，把晶粒粉末堆放到WC- 16wt%Co合金上，然后用Ta箔将其隔离，在5.5GPa、1500℃条件下烧结60分钟，制成金刚石烧结体，用此烧结体制成的车刀具有很高的耐磨 性。

2.4 单晶金刚石刀具

单晶金刚石刀具通常是将金刚石单晶固定在小刀头上，小刀头用螺钉或压板固定在车刀刀杆上。金 刚石在小刀头上的固定方法主要有：机械加固法（将金刚石底面和加压面磨平，用压板加压固定在小刀头上）；粉末冶金法（将金刚石放在合金粉末中，经加压在真 空中烧结，使金刚石固定在小刀头上）；粘结和钎焊法（使用无机粘结剂或其它粘结剂固定金刚石）。由于金刚石与基体的热膨胀系数相差悬殊，金刚石易松动，脱 落。

3.结语

目前在金刚石的产业化中还存在一些关键问题函待解决，如高速大面积的金刚石厚膜沉积工艺、控制金刚石膜的晶 界密度和缺陷密度、金刚石膜的低温生长，金刚石薄膜与基体结合力弱等。金刚石刀具优异的性能和广泛的发展前途吸引国内外无数的专家进行研究，有些已经取得 了突破性进展，相信不久的将来金刚石刀具将广泛应用到现代加工中。

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拉刀是一种高精度、高效率的多齿刀具，可用于加工各种形状的内、外表面。其中，硬质合金可转位拉刀具有切削效率高、使用寿命长等特点，其应用日趋广泛。本文以曲轴加工为例，介绍用于加工外回转表面的硬质合金可转位拉刀的工作原理、设计特点以及拉刀角度的设计要点。

　　1 拉刀的工作原理

图1 拉刀加工原理示意图

　 　采用拉削方式加工回转体外表面时，拉刀工作原理如图1 所示。加工时，工件固定在夹具上随主轴一起高速旋转，拉刀沿工件圆周切线方向作直线进给 运动。拉刀的每个刀齿均可看作一把切向成形车刀。由于拉刀各刀齿的切削刃与拉刀支撑平面的距离各不相同，当各刀齿依次切入工件时，从切削刃到工件轴线的最 小距离也逐齿变化，从而决定了各刀齿切除金属层的厚度。拉刀可在一次工作行程中完成粗、半精和精加工，且每一加工阶段可安排不同的加工余量。由于工件的径 向尺寸由刀具安装位置决定，与进给运动的时间无关，因此加工精度易于保证。

　　2 拉刀的设计特点

　　加工具有复杂廓形的外表面时，通常将拉刀设计为组合式，即将若干把拉刀安装在一个刀体上，使其分别加工同一零件的各部分表面。组合拉刀中的各把拉刀既可同时工作也可顺次工作。

　 　设计组合拉刀时，首先需将待加工表面廓形划分成若干简单的单元。为使加工每一单元的拉刀设计最简化，同时又能提高拉削效率和缩短拉刀长度，在廓 形分段及拉刀配置时应考虑尽可能让几把拉刀同时参与工作，但这样往往会造成拉刀结构过于复杂、拉刀及其紧固件布置困难、拉床过载、零件加工时变形过大、排 屑困难等问题，因此在多数情况下最好采用同时加工与顺次加工相结合的方式来安排拉刀位置，合理拉削复杂表面。例如在图2所示的加工曲轴用组合拉刀结构中， 布置在前面两侧的多排刀片可同时加工曲轴两侧板面，布置在后面的三排刀片则用于加工连杆轴颈表面。

图2 加工曲轴用组合拉刀结构示意图

1.楔块 2.螺钉 3.可转位刀片 4.内六角螺钉 5.刀垫 6.长刀座
图3 组合拉刀中可转位刀片的夹固方式

　 　采用硬质合金可转位刀片的拉刀可大大提高拉削效率和刀具使用寿命。图3所示为加工曲轴用组合拉刀中可转位刀片的夹固方式。在长刀座6上顺次布置 了若干刀槽，为满足齿升量的不同要求，各刀槽的底面高度尺寸各不相同。在刀槽中装入刀垫5并用内六角螺钉4紧固在长刀座上，可转位刀片3安放在刀垫上，利 用底面及两个侧面实现六点定位，并用楔块1和螺钉2夹紧固定。加工时，切削平面与工件的回转轴线相互平行。

　　由于可转位刀片的刃长较 窄，而需加工的轴颈较宽，因此需将多个可转位刀片沿轴颈轴线方向并排布置，以达到轴颈宽度，两相邻刀片应在相交处的左右 各重叠一部分，以保证加工后不留刀痕。在设计组合拉刀时，其结构应能实现拉刀高度可调，以保证在加工复杂零件廓形时能获得所需加工精度。拉刀高度的调整通 常在装配新拉刀时进行，通过用厚度一致的垫片垫入刀座与进给滑台之间或采用可沿拉刀长度方向移动的专用调整楔铁均可实现拉刀高度调整。调整楔铁的斜角为 1°30´～2°，其长度应比拉刀总长大一个最大调节行程，其宽度等于拉刀底面宽度，楔铁上的紧固螺钉孔应做成长条形，其长度应大于楔铁的行程长度。

　　3 拉刀角度的设计要点

图4 刀具前、后角的变化关系

　　前角和后角

　　如图4所示，某一切削刃上的任意点从A点开始切削，在B点结束切削。在切削过程中，切削刃上任意点的工作前角和后角都在不断变化。现在讨论切削刃在直线段AB上的任意位置C点时(C 点位置可用半径R_i=OC和角度h来表示)垂直于工件轴线的剖面内的前角和后角。若忽略进给运动对工作基面和切削平面的影响，则切削平面P_se为通过C点切于圆周的平面，工作基面P_re为通过OC的轴向平面。前刀面与工作基面P_re之间的夹角为工作前角g_fe，后刀面与切削平面P_se之间的角度为工作后角a_fe；g_f和a_f分别为标注前角和后角，h为工作角度与标注角度的变化值，即

　　g_fe=g_f-h

　　a_fe=a_f+h

　　当切削刃上C点从位置A向位置B移动时，h由A点上的最大值变化到B点上的0°。h的最大值的计算关系式为

　　cosh=r/(r+f_z)

　　式中：r——经该刀齿加工后的零件半径

　　f_z——齿升量

　　通过以上分析可知，在切削过程中，前角g_fe减小，后角a_fe增大。随着齿升量f_z的增大，切削时前、后角的变化幅度也随之增大，刀具的切削能力反而下降。因此，为了避免前、后角变化范围过大，齿升量的取值不应过大。在拉刀设计中，标注后角af应取较小值(一般为2°左右)，而标注前角g_f的取值可适当大一些。

　　刃倾角l_s

　　为使切削刃在切削时逐渐切入和切离工件，使切削过程平稳，排屑顺利，获得较高加工质量，在安装刀片时应使切削刃与工件轴线间有一偏斜角(即刃倾角l_s) ，但设计时应注意，刃倾角l_s必须小于所选刀片的法向后角，以保证合理的副刃后角。

图5 刀具的副偏角kr´

　　副偏角kr´

　 　若选用正方形的可转位刀片，对于加工两侧板面的拉刀部分，可将刀片倾斜1°～2°，形成副偏角kr´(如图5a所 示)，以减小副切削刃与侧板面之间的摩擦。虽然此时主切削刃相对于工件轴线也倾斜了一个角度kr´，但因该部分的外圆表面加工精度要求较低，因此完全可以 达到工艺要求。对于加工曲轴轴颈的拉刀部分，两侧边的刀片可选用平行四边形刀片，以获得副偏角kr´(如图5b所示)。

　　4 结语

　　加工回转外表面的硬质合金可转位拉刀同时具有普通拉刀、切向成形车刀和可转位刀具的综合特点，其设计、制造难度较大，成本较高。但这种刀具切削效率高，加工质量好，使用寿命长，在批量生产时能产生显著的经济效果，对于推进可转位式复杂刀具的国产化将起到积极作用。

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1.肖氏硬度(HS)=勃式硬度(BHN)/10+12
2.肖式硬度(HS)=洛式硬度(HRC)+15
3.勃式硬度(BHN)= 洛克式硬度(HV)
4.洛式硬度(HRC)= 勃式硬度(BHN)/10-3
　
硬度測定範圍:
HS<100
HB<500
HRC<70
HV<1300
(80~88)HRA, (85~95)HRB, (20~70)HRC

洛氏硬度中HRA、HRB、HRC等中的A、B、C为三种不同的标准，称为标尺A、标尺B、标尺C。
洛氏硬度试验是现今所使用的几种普通压痕硬度试验之一，三种标尺的初始压力均为98.07N(合10kgf)，最后根据压痕深度计算硬度值。标尺A使用的是球锥菱形压头，然后加压至588.4N(合60kgf)；标尺B使用的是直径为1.588mm(1/16英寸)的钢球作为压头，然后加压至980.7N(合100kgf)；而标尺C使用与标尺A相同的球锥菱形作为压头，但加压后的力是1471N(合150kgf)。因此标尺B适用相对较软的材料，而标尺C适用较硬的材料。
实践证明，金属材料的各种硬度值之间，硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的，材料的强度越高，塑性变形抗力越高，硬度值也就越高。但各种材料的换算关系并不一致。
硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

1.布氏硬度(HB)
以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。
2.洛氏硬度(HR)
当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示：
HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。
HRB：是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。
HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。
3 维氏硬度(HV)
以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度HV值(kgf/mm2)。
HK=139.54·P/L2。式中：HK－努普硬度，Mpa；P－荷重，kg；L－凹坑对角线长度，mm。我国和欧洲各国采用维氏硬度，美国则采用努普硬度。兆帕（MPa）是显微硬度的法定计量单位，而kg/mm2是以前常用的硬度计算单位。它们之间的换算公式为1kg/mm2=9.80665Mpa。

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一、钢合金
简单地说：钢就是铁和碳的合金。其它成分是为了使钢材性能有所区别。以下以字母顺序列出重要的钢材，他们包含以下成分：
碳（Carbon）
存在于所有的钢材，是最重要的硬化元素。有助于增加钢材的强度，我们通常希望刀具级别的钢材拥有5%以上的碳，也成为高碳钢。
铬（Chromium）
增加耐磨损性，硬度，最重要的是耐腐蚀性，拥有13%以上的认为是不锈钢。尽管这么叫，如果保养不当，所有钢材都会生锈的。
锰（Manganese）
重要的元素，有助于生成纹理结构，增加坚固性，和强度、及耐磨损性。在热处理和卷压过程中使钢材内部脱氧，出现在大多数的刀剪用钢材中，除了A-2,L-6和CPM 420V。
钼（Molybdenum）
碳化作用剂，防止钢材变脆，在高温时保持钢材的强度，出现在很多钢材中，空气硬化钢（例如A-2,ATS-34）总是包含1%或者更多的钼,这样它们才能在空气中变硬。
镍（Nickle）
保持强度、抗腐蚀性、和韧性。出现在L-6\AUS-6和AUS-8中。
硅（Silicon）
有助于增强强度。和锰一样，硅在钢的生产过程中用于保持钢材的强度。
钨（Tungsten）
增强抗磨损性。将钨和适当比例的铬或锰混合用于制造高速钢。在高速钢M-2中就含有大量的钨。
钒（Vanadium）
增强抗磨损能力和延展性。一种钒的碳化物用于制造条纹钢。在许多种钢材中都含有钒，其中M-2，Vascowear，CPM T440V和420VA含有大量的钒。而BG-42与ATS-34最大的不同就是前者含有钒。

二、碳合金钢 (非不锈钢)
这 一类钢材是通常用于锻造的钢材。其实不锈钢也是可以锻造的(象 Sean McWilliams 就锻造不锈钢), 但非常困难。另外，同一块碳钢可以用经由分段冶炼方法来获得非常坚硬的刃端和坚韧而具弹性的背端，而不锈钢不可以这样冶炼。当然，在不同程度上碳钢比不锈 钢容易生锈，也比使用不锈钢风险大 -- 但我相信，只要热处理方法正确，下面举出的所有的钢材都相当不错。
在 AISI 钢材命名系统中，10xx 是碳钢，其他的则是合金钢，例如，50xx 系列是铬钢。在 SAE 命名系统中，带有字符标示的 (例如, W-2, A-2) 是工具钢。另外还有ASM 命名系统，但它在刀具界中很少被提及，所以在这里我们可以忽略它。通常在钢材名称中的最后一个数字即为该种钢材的含碳量，如1095 约含0.95%的碳，52100 约含1.0% 的碳，而 5160 则约含0.60% 的碳。
O-1
这是一种应用得很广泛的优秀钢材，用作刃材可加工出非常坚韧和可深度打磨的刀刃，但它容易生锈。Randall刀具和Mad Dog都用0-1。
W-2
这种钢材由于含有0.2%的钒，因此可用于加工相当坚韧和可打磨的刀刃。大部分锉刀都用W-1，一种与 W-2 很相似的钢材，只是W-1不含钒。
10-系列 -- 1095 (1084, 1070, 1060, 1050, 等等)
在刀具业中，1095是被用得最广泛的 10-系列钢材。 按从 1095 - 1050 排序，总地来说，含碳量从高到低，可达到的打磨度也从高到低，但坚韧性却从低到高到最高。
同 样的，按从 1060 - 1050 排序通常适应于制剑业。而对刀来说，1095是一种很“标准”的碳钢材料，性能良好而且成本不贵，具有适当的坚韧度和打磨度。这是一种较单纯的钢材，容易 生锈，仅含有两种合金成分：0.95%的碳和0.4%的锰。KABAR系列通常使用1095，再加上黑色涂层。
碳V
碳V 是一个Cold Steel （冷钢公司）专用的术语，它并不一定是指某种特殊的钢材，确切地说，它指Cold Steel 采用的任何一种钢材，代表着他们不断选用不同钢材来制造刀具的历程。以我之见，碳V 的性能大致在1095系列和O-1系列之间，抗锈能力和 O-1 差不多。我曾听人说碳V就是O-1或1095，现在我知道它们当然是不同的。很多业界人士坚持说它是 0170-6，而有rec.knives的读者作过粗略实验后，好象指出它是50100-B，其实 50100-B 和 0170-6 是同一种钢材（见下文）。这就是今天的碳V的情况。
0170-6 和 50100-B
同一种钢材却有不同的名称：0170-6 是炼钢业的叫法，而50100-B 是 AISI 的命名。这是一种很不错的铬-钒钢，有点象 O-1，但比0-1便宜得多。刚去世的 Blackjack 曾用O170-6制造过一些刀。碳V 可能就是0170-6。 50100基本上是52100，但铬含量只有52100的1/3。 而50100-B中的B 表示这种钢材加入了钒，是铬-钒钢。
A-2
A-2是一种非常优秀的压缩钢材，以很好的坚韧性和打磨度而著名。因 为是压缩钢，所以不能指望它可以进行分段冶炼，突出的坚韧性使其常常作为生产战斗刀具的首选。Chris Reeve 和Phil Hartsfield 都采用 A-2，而 Blackjack的几款刀也是用的A-2。
L-6
L-6是一种锯齿钢材，坚韧度和打磨度都很好，但容易生锈。和0-1一样，L-6是锻工的最爱。如果你不计较成本，这是制刀的最好选择之一，尤其是坚韧性要求高的刀具。
M-2
一种高速钢，可以承受很高的温度，所以被运用在高温下的切割工作中。可以达到非常优秀的打磨度。它的坚韧程度当然比不上那些以坚韧而出名的钢材，但比不锈钢好，打磨度也胜过不锈钢。Benchmade 在AFCK系列中开始用到M-2。
5160
一种很普遍的高端钢材，主要是一种简单的弹簧钢加入铬来增强硬度，具有很好的打磨度。但其更广为人知的是杰出的坚韧性（象L-6一样）。通常被用于制造剑类（硬度低于50s RC）和使用强度大的刀具（最高硬度大于60s RC）。
52100
52100是一种滚轴钢材，只被锻工们使用。它和5160很近似， (但52100约含有 1% 碳，而5160 约含有0.60%碳)，比5160的打磨度好， 但不如5160坚韧。常被用于制造猎刀和其他打磨度要求高而坚韧度要求不似5160那么高的刀具。
D-2
D-2 有时被叫作“半不锈钢”，含铬量较高（12%），但不到不锈钢的程度。它比上面提到的碳钢的抗锈性都好，也有很优秀的打磨度，但坚韧度不如前述碳钢，也不能达到完美的表面处理度。Bob Dozier 爱用D-2。
Vascowear
一种很难找到的高钒钢材，加工非常困难，但抗磨损性出奇地好。未用于产品化刀具生产。

三、"不锈钢" 钢材
首先，请记住，所有的钢材都会生锈，但是下面这些钢材由于含有高于13% 的铬，所以具有比上面提到的钢材高得多的抗锈能力。我要指出的是并没有一致的标准来规定钢材需要含多少铬才能被认为是不锈钢。在刀具界，实际上规定为 13%，但ASM金属手册说“大于10%”，而另一些书记录又不同。另外，其他合金元素的含量对含铬量要求的影响很大，如果使用的合金得当，即使含铬量较 低也能达到“不锈钢”品质。 420
比440系列低的碳含量(<.5%)使420非常柔软，不能打磨。通常用于潜水刀，因为它抗锈能力非常好，可以在盐水中使用。也被用于生产低成本刀具，但其过于柔软，不能用于日常实用刀具。
440 A - 440 B - 440C
含 碳量和硬度由A-B-C逐次增加（A-0.75%，B-0.9%，C-1.2%）。 440C 是一种很优秀的高端不锈钢，硬度通常达到56-58 Rc。这三种钢材的抗锈能力都不错，440A最好，而440C相比最低。SOG SEAL 2000用的是440A，Randall 用440B 来生产他们的不锈钢刀具。 440C 用的非常普遍，可能是第二最常用的不锈钢（仅次于ATS-34）。如果你的刀标有“440”，那么它很可能比440A便宜；如果厂商用更贵的440C，他 们会很愿意宣传这一点。普遍感觉440A对于日常使用来说刚刚好，尤其是经过优质热处理的440A（我们听说SOG的440A热处理很受好评，不知道他们 请谁来做这个）。440B更加结实，而440C是优秀的。
425M - 12C27
这两种钢材都和440A很相似，425M (含碳0.5% )被用到Buck刀具中。12C27 (含碳0.6%)是一款斯堪迪那维亚钢材，经常被Finish Puukkos和Norwegian Knives选用。
AUS-6 - AUS-8 - AUS-10 (AKA 6A 8A 10A)
日 本不锈钢材，大略与440A (AUS-6, 含碳0.65%)、 440B (AUS-8, 含碳0.75%)、440C (AUS-10, 含碳1.1% )相似。 AUS-6 被用来制造 Al Mar；Cold Steel使用 AUS-8，从而使这种钢材变得很普遍，CS的热处理方法使AUS-8的打磨度不如ATS-34，但也使它更柔软，或许也更坚韧。AUS-10 的含碳量近似于440C，但是含铬量降低，因此抗锈能力也相应下降，不过也增强了坚韧性。这三种钢材都加入了钒（这是440系列没有的），因此增加了抗磨 损能力。
GIN-1 （AKA G-2）
一种很好的不锈钢，含碳量略低，含铬量略高，而钼含量比ATS-34低。经常被 Spyderco选用。
ATS-34 - 154-CM
目前最热的高端不锈钢。154-CM是最初的美洲版本，但很长时间达不到高端制刀业期望的生产标准，所以未被广泛使用，最新爆出的消息说高品质的154-CM会卷土重来。
ATS-34 是一种日本日立的产品，它和154-CM非常、非常相似，是顶级高质不锈钢。
通常硬度约为 60 Rc，打磨度非常好，即使硬度如此高仍然具有足够的坚韧度。抗锈能力不如前面提到的400系列。很多定制手工刀匠使用ATS-34，Spyderco (在他们的高端产品刀) 和 Benchmade 等众多知名厂商都选用它。
ATS-55
和ATS -34很相似，但去掉钼，加入了其他一些元素。目前对这种钢材所知不多，但它看起来具有似乎是保留了ATS-34的优秀打磨度并增加了坚韧性。钼是高速钢 生产中一种昂贵而有用的元素，而刀锋并不需要用到高速钢，所以去掉钼可以大幅度降低钢材成本，且仍然保持了ATS-34的特性。Spyderco 选用这种钢材。
BG-42
Bob Loveless 最近宣称他从ATS-34转向这种钢材。留神，这是个征兆。BG-42 在某种程度上与ATS-34近似，而有两个最大的不同之处: BG-42有两倍于ATS-34的锰含量，和1.2%的钒含量 (ATS-34不含钒), 所以可知它比ATS-34的打磨度更好。Chris Reeves 在生产Sebenzas时，也从 ATS-34 转向了 BG-42。
CPM T440V - CPM T420V
两 种具高打磨度的钢材 (高于 ATS-34)，但很难把打磨度放到第一位来考虑。 这两种钢材都含有高量的钒。Spyderco 都至少有一款 CPM T440V型号。手工刀匠 Sean McWilliams 是440V迷。要想使这种钢材变得锋利有点困难，——同样的，也别指望ATS-34能很坚韧——取决于热处理情况。 420V 是 CPM 440V的变种，含铬量较低，而含钒量加倍，抗磨损能力更高，或许比440V的坚韧度也更高。
400 系列不锈钢
在Cold Steel 转而选用 AUS-8之前，他们的很多不锈钢产品都是用"400 系列不锈钢"制造的。其他刀具厂商正开始使用这个系列钢材。那么，什么是“400 系列不锈钢”? 我一直假设它是 440-A，但也不排除厂商使用的其他4xx钢材，象420 或 425M，并统称为 400 系列不锈钢。

四、制刀用的非钢材料
钴-斯泰利特硬质合金6K
是一种具有很好抗磨损性的弹性材料，实际上其抗腐蚀性也很好。斯泰利特硬质合金6K是一种钴合金，有时可以看到其被使用在刀具中。 David Boye 在他的潜水刀中使用钴。
钛
新的钛合金可以达到50 Rc的硬度，而即使在这种硬度下，仍保持可用的打磨度。它极度抗锈，无磁性。常被用于生产高级而昂贵的潜水刀，因为SEALs特种部队用这种潜水刀来在磁性引爆雷区行动。另外特种用途刀具也用到钛。Tygrys用将钛作为钢质刀锋的中间夹层。
陶瓷
很 多刀具都提供陶瓷刀刃型号。通常，这种刀刃都非常非常易碎，也不可以由用户自行打磨；但是，它们可以制造出非常锋利的刀锋。Boker 和 Kyocera 用这种陶瓷来生产刀具；Kevin McClung 最近开发出比以前的陶瓷坚韧得多的混合陶瓷刀具，其坚韧程度可以胜任很多工作，可由用户自行打磨，且其打磨度难以置信地好。返回

刀具的保养与打磨 返回

任 何时候都要保证清洁和润滑要创造一种具较好切割能力又不生锈的钢材是一种特殊的挑战。尽管大多数知名刀具厂商均采用优秀不锈钢，但如果没有好的保养，这些 刀仍然会生锈，这不是工厂的质量问题。通常钢材中含碳量高会增加切割能力，即锋利性，但同时会降低抗锈性。当在盐水或潮湿的环境下使用刀具时，一定要注意 防锈：如有锈斑出现一定要注意及时用金属防锈剂擦拭；如在海水或盐水中用过要及时在清水中冲洗干净，将刀具完全甩干涂上润滑油或硅油，越全面越好。为了保 证安全使用，要注意摩擦部分，最好是用牙签清理污垢和用热水溶掉不易清理的污渍，然后在滴几滴润滑油，就可以保证轻松安全开关。
　 　永远保持刀刃锋利 刀越钝则越不安全，越懒磨刀，刀就越难磨。锋利的刀刃，可以顺利的切割，保持锋利并不难，根据你的刀具所要求的磨刀角度，采用质量较好的磨刀器打磨或送回 经销商处免费打磨。比较好的磨刀器品牌有LANSKY、蜘蛛、钻石、单价较高。你也可以选用数十元的便于携式卡式磨刀器。通常磨刀角度在15-25之间， 一些高档刀具均有磨刀角度说明。请勿从背面打磨带齿刀刃，最好用齿刃磨刀器。打磨时要两面同样次数，保持同样角度。

　　使用打磨钢是一种很好的保养刀具的方法，尤其对厨刀等使用频繁的直柄刀具而言是这样的。经常使用可以保持刀刃锋利。专家们建议，应该在频繁使用刀具的时期经常打磨，至少在你每次使用前后打磨一次。事实上，打磨钢并不是真的将刀刃磨利，而是校正和清理刀具的刃缘。

　 　一个最基本的打磨钢是一根带柄的金属杆，上面分布着直条的细沟。而更好的打磨钢经过磁化处理，能吸引刀具的分子使之重新排列成一条直线。刀具和打磨钢摩 擦后，可以得到矫正，并能够去掉一些细微的划痕。未经磁化的陶瓷打磨钢同样有此功效。而钻石打磨钢也正作为一种新的潮流在厨具界流行起来，其表面覆盖着一 层单晶体钻石，它具有和传统打磨钢同样好的效果，但比传统打磨钢更加耐用，更加轻便，打磨速度也更快。

　　使用打磨钢时，将刀锋以20 度角接触打磨钢的顶端，然后轻轻地将整个刀锋沿划过整条打磨钢至底部，就好象正用刀切下一片打磨钢似的。每次正、反各一次交替打磨，使刀锋两面能被打磨均 匀。一种简单方法可以判断是否已打磨好刀具：用拇指分别沿着刀锋两面轻轻摸过，如果两面的感觉是一样的，则说明你已经打磨好了。如果某一面摸上去比另一面 略为粗糙，那么轻轻地将这一面再打磨，每打磨一次在对比，直到两面感觉一样为止。
　　用天然磨石打磨刀具 首先我们列出可以用于打磨的天然磨石种类以及它们的粒度当量（研磨能力）：瓦仕塔石（Washita Stone） - 外观象大理石，其粒度当量为300-350。很好的起始打磨石，可以去处小划痕，并形成斜面轮廓。硬阿肯色石（Hard Arkansas） - 白色或浅灰色，其粒度当量为500-600。用于打磨最后时使边缘完美。黑硬阿肯色（BlackHardArkansas） - 黑色或暗灰色，其粒度当量通常为800-1000. 非常好的磨光石，可以用来打磨如剃刀般锋利的刀锋。多年以来，这种石材几乎被采掘殆尽，只有很少些地方还出产这种石材。一般磨刀并不需要这种石材，最初只 有使用折叠剃刀的人才爱用它来磨刀。

　　一般来说，我们选择一块瓦仕塔石和一块硬阿肯色石来作天然磨石，磨石的尺寸取决于刀锋的长度。例如：便携刀 - 3-5" 长的磨石 猎刀 - 4-8" 长的磨石 厨刀 - 6-8" 长的磨石。

　 　使用磨刀油可以防止细小的金属屑嵌入磨石中，不要使用普通的润滑油，它会堵塞磨石的凹孔。磨刀时刀刃与磨石接触的角度是最不易掌握的部分。将刀平放在磨 刀石上，然后慢慢抬起刀背，直到刀刃的斜面与磨刀石表面平行，如果抬得太高会磨钝刀锋，而太低则打磨不到刀锋，可以尝试一下以20度角度来打磨。打磨时，应该在磨石上覆盖大量的磨刀油，不能干磨，因为金属屑会被刮下嵌入磨石表面，损害磨石和刀锋。

　　用瓦仕塔磨石开始粗打磨，将刀锋向着磨石表面，而刀背面向你自己，并使刀面与磨石表面成20 度角，然后向前推动刀，好象你正想从磨石前端削下一小片一样。重复从下到上这个动作2-3次，然后反转刀使刀锋面向你自己，再以刀面与磨石表面成20度 角，打磨相同的次数。要注意两面打磨的次数应该相同。当这个打磨过程完成后，就可以获得一条清晰的斜面线，这样就准备进入最后的精细打磨过程了。我们用硬 阿肯色磨石来进行精细打磨，同样地，需要在磨石表面涂上大量的磨刀油，重复粗打磨的动作，直到你得到你所期望的锋利程度，这样打磨就完成了。

　 　请注意，每次打磨后都要将磨石用布擦干净，而每一年，你都应该用特殊的溶液和钢丝刷彻底清洗一次磨石，使石上的凹穴畅通清洁。切记：钝刀更危险！事实上 一把刀锋完美锋利的刀比钝刀更加安全，因为它切割容易，不需要你使出大力或工作时看上去笨手笨脚，也更加有效率。无论多么昂贵精美的刀具都不可能自行保持 锋利，所以你必须周期性地打磨和保养刀锋使其始终在最佳状态。

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Reference source from the internet.
对一种合金的轻型结构潜力做出判断，需要按照材料的密度首先求出强度值和刚度值。当求出的刚度仅达到与钢相同的水平时，象AA 5182或AZ 31这样的合金在相关的强度上就显然超过传统的深冲钢的强度。

轻金属合金在室温下的变形性较小，这种特性有其缺点。特别是镁板，在室温下只能进行简单的变形过程，如果以大半径弯曲，或者做出简单
的工件形状，只有将变形温度提高到阈值以上大约200℃，它的变形能力才能有跃变式的提高。其原因在于晶体格子中额外的滑移系统被热激活，而且允许表现为复杂的构件形状。提高变形温度的另一个有益的结果是流变应力减小了。这样，需要的变形力也就下降了。

与深冲相比省去了一半模具

对 于制造平面轻型结构件，艾尔朗根大学制造技术讲座所进行的研究工作，重点集中在室温下以及更高温度下以作用介质为基础的变形。这种制造方法是用一种带有流 体静力压力状态的液态介质以同样的形式作用于金属板上，并根据模具的沟槽制成一定的形状。与采用固定模具冲头的深冲相比，这种方法可以省去制作半个模具， 尤其是在小批量生产时具有经济合算的优点。此外也可以制造出形状复杂的零件，例如背切。例如一种可能的组件几何形状，其背切规定为一种抓槽的形状。在传统 的深冲情况下，将需要一个多级的过程。现在，采用有效介质，仅用一个唯一的变形步骤就可以完成加工。在空心的双模板材结构方式下，流体静力的压力状态同样 也可以在一个变形步骤中完成加工。

300℃以下的压力介质可保证调温状态

镁合金变形加工成复杂的构件形状，需要对模具和 工件进行调温。鉴于可能出现的温度范围大约在200℃至300℃之间，从核心模具到机床的加热和绝热在模具技术上的额外费用是有限的。由此达到的起始温度 并不以任何耐高温的特殊工具钢为前提。为了准备压力介质，此次讲座安装了一个热压转换器，转换器以载热油为压力介质，将其加热到300℃，同时产生的工作 压力达1000巴。同时，高压和高温对密封技术提出了很高的要求。试验工作中取得的有关所用活塞密封件的泄漏率和寿命方面的经验，导致了建造一台压力转换 器试验台，该试验台与两家工业伙伴(Schuler-Hydroforming GmbH & Co.KG，Dego-Hydraulik GmbH)共同使用，用于对现存的以及替代的密封技术方案进行调研。

为了能够使象镁合金AZ 31这样的轻型结构材料的性能达到适合变形加工的水平，对材料的特性进行了各种各样的试验。比如在确定可以达到的最大膨胀度和为此付出的变形时，可在不同 温度下进行扁平拉伸试验。在温度升高情况下，对出现的膨胀进行测量时，采用光学无接触测量的膨胀测量系统(Aramis，制造厂家为布伦瑞克市Gom GmbH公司)，这种系统不仅可以确定出现膨胀的尺寸，而且可以确定膨胀在试样的宽度和长度上的分布情况。

该测量方法的依据是图样识别原 理，该原理使用的是在变形过程中用数字照相机拍摄的随机取景功能。从这些照片中由软件生成反映发生膨胀情况的测量格栅。这种测量方法的一个重要优点是：可 以超出同比尺寸的膨胀对材料的流变曲线进行测量。曲线表明，随着膨胀率的下降，材料对变形的阻力也随之减小。至于以后的过程设计，特别是在膨胀率为 0.1/s和0.01/s时拍摄的曲线可以提供良好的依据，以便在尽可能低的模具温度、尽量短的过程持续时间和尽量小的压力应力场中取得折衷。

板材“后随流变”的前提是摩擦知识

设 计变形过程时，不仅需要掌握材料的机械特征值，而且也需要了解有关温度升高时的摩擦性能。在采用象深冲这种工艺时通过内部高压过程，在这个过程中希望板材 从夹紧的压紧装置部位发生“后随流变”而进入模具空腔，必须有关于法兰中摩擦条件的精确特征值，以用于在数字仿真中取得过程的正确图象。轻金属合金需要克 服的摩擦力随着温度的升高有不断增加的趋势，为了利用所谓的摩擦系数对这种性能加以描述，使用大学讲座设计的可加热深冲模具进行了改进的深冲试验。通过对 径向膨胀和切向镦粗的板材在模具被加热的入口半径上滑动掠过，可以真实地模拟出以后模具中的各种条件，并求出深冲过程中的摩擦系数。

利用 该讲座现有的模具技术和系统技术设备，制造出了圆形和长方形的组件。制造这些组件的目的是求出铝合金与镁合金板内部高压变形的适当过程窗。用可以时效硬化 的铝合金AA 6016和天然硬度的铝合金AA 5182，在200℃的过程温度下即已制成了示范零件“标志板”。现在，通过Salzgitter公司利用AZ 31新型镁板的可使用性，鉴于其接近系列产品的质量，由巴伐利亚研究基金会于2003年中期批准了“镁板的内部高压变形”项目。该项目的目标是，研究镁板 在温度升高情况下以有效介质为基础进行变形加工的依据。除了变形过程本身以外，还同参与该项目的工业伙伴奥迪股份公司合作，对后续过程如接缝过程和表面处 理过程进行了调研。镁板的半热变形加工潜力将导致制造具有复杂形状的演示零件，该零件的机械性能可以在符合现实的荷载状态下得到评价。
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