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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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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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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

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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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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.

 

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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

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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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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