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摘 要：作者利用自制的一套带有特殊结晶器的连续铸造实验装置，研究了连续铸造锰硅铁合金的工艺及其制品的外观和内部质量。稳定地连续铸造了直径分别为 44mm、52mm、54mm和74mm的锰硅铁合金铸锭。结果表明，所研究的锰硅铁合金连续铸造工艺稳定性良好，连续铸造生产锰硅铁合金产品的外观光 洁，内部组织致密、细化，质量明显优于传统模铸生产的锰硅铁合金。
关键词：锰硅 铁合金 连续铸造 工艺 模铸
一．引言
铁合金（包括Si-Fe，Mn-Fe，Mo-Fe等），主要
用 做炼钢的脱氧剂，合金元素的加入等。目前国内外铁合金的生产成型方法主要是模铸。经过冶炼→出铁→去渣→浇入铸模→一次破碎→清除杂质→二次破碎→最终产 品，在这些过程中有7%左右的铁合金变成了金属粉末，这是一个很大的消耗，也是一个很大的损失，仅八一铁合金厂每年就这一项损失 500～600万元，并且在破碎的过程中消耗大量的人力、物力（每天约有200～400人在现场进行人工破碎）。如何利用一种高新技术来生产铁合金材料是 铁合金生产单位和国内外铸造及冶金专家一致关注和要解决的问题。国外已经开始研究连续模铸方法生产铁合金。分析认为，利用连续铸造技术来代替模铸生产具有 以下特点：提高锰硅铁合金的产品质量。简化生产工艺，节省大量人力、物力和财力。提高锰硅铁合金的收集率和综合成材率。降低能耗和材料损耗、减少污染，保 护环境。易于实现机械化、自动化，实现铁合金的绿色生产。连铸的这些特点，可以说它给冶金企业带来了一次变革，是一个非常具有前景的铸造技术。综上所述， 锰硅铁合金连铸技术的研究与开发具有重要的实际意义，也具有重大的经济价值，如果把锰硅铁合金的模铸生产改变为连续铸造生产，预计每年获得的直接经济效益 仅八一铁合金厂一个单位就可达500万以上。因此，北京科技大学与广西八一铁合金（集团）有限责任公司于2001年9月开始共同开发锰硅铁合金连铸新技 术。
二．实验条件及内容
实验室以牌号为FeMn68Si18的锰硅铁合金为实验合金，其化学成分为：65.66%Mn， 18%Si，0.197%P，1.38%C， 0.030%S。利用自制带有特殊结晶器的连续铸造实验装置研究以下内容：研究锰硅铁合金连铸新工艺实现锰硅铁合金连铸生产的主要工艺参数（熔炼与浇注温 度，拉坯速度，结晶器的冷却强度等）和各种参数的相互匹配; 研究连铸锰硅铁合金制品的质量。
三．实验结果及分析
1．锰硅铁合金连铸工艺
（1）合金熔化温度、浇注温度

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作为研究金属相变问题的基础，首先简要地回顾一下金属的组织结构特点。
1 液态金属的结构
对 于液态金属结构的研究是通过三种方法进行的，一是通过固液态、固气态转变前后金属物理性质的变化，判断液态金属的原子结合状况。二是通过X射线或中子线结 构分析，研究液态金属中原子的排列。三是在假想模型的基础上进行实验模拟研究。大量研究表明，在熔点以上不高的温度范围里，液态金属在结构上具有以下特 点：

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尽管“微细加工”这个术语用在那些尺寸异常小的加工操作中，但Sandia国家实验室(美国新墨西哥州Albuquerque市)的研究者们却不愿意对自己的小规模铣削和车削操作采用该术语。
对他们而言，前缀“微细”隐含着可以生产出尺寸小至1μm的特征之能力。这是他们无法完成的——至少通过铣削和车削操作无法完成。Sandia的刀具更适合生产出尺寸至少为25μm的特征。
换言之，尽管他们避免说“微细加工”，但他们这里的加工几乎比任何其他金属切削厂所进行的加工都要更接近“微细”。
中加工(Meso-machining)是这些研究者们所用的术语。微小的铣刀和车刀是用聚焦离子束通过雕刻硬质合金及HSS毛坯而制成的。
用这种方式制成的立铣刀直径可能小至20 μm左右。车刀可以小至10μm宽。这种刀具正是中加工所需要的，因为对于机床而言，已经存在合适的技术。
前面三个照片是用聚焦离子束生产的立铣刀。
另两个照片是用相同方式生产的一把18μm宽车刀的视图
在这里有Sandia工作比较令人惊奇的一方面。尽管试验刀具必须开发，实验机床并不是使用这些刀具的必需。研究者们在可以从商业供应商处买到的精密机床上有效地使用这些刀具。
研 究中加工的主要原因与核武器有关。Sandia制造工程部经理Gilbert Benavides解释了这之间的联系。他说，现有核武器带有一些有时候需要更换的零件，而这些零件最好换上可以改善的型式。但是，每个零件都具有固定的 尺寸和形状，因为组件中它周围的元件不会改变。因此，添加新特征的唯一选择是在现有空间中压缩进更多特征。中加工可以提供满足这种需求的途径。
到底可以在核武器上添加什么样的新特征，这个问题存在很大的想象空间。但是这方面是Sandia的中加工作业中额外细节的一个选择。
能力
Sandia 已经可以熟练铣削20~30μm宽的槽，材料包括铝、黄铜和4340钢等。典型的切深为1μm。一个采用22μm直径两刃硬质合金立 铣刀、切深1μm、转速18,000r/min对铝进行的加工实验表明这把刀具可以以最高达50mm/min的进给速度高效加工。这把刀具可以铣削6小时 以上(采用不同的进给速度)而不产生裂纹。

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几乎二十年以来，高速切削 (HSC) 一直都被认为是高速生产加工的同义词。今天，人们的注意力越来越多地集中到了HPC(高生产率切削或高性能切削)这一新名词上了。
1. 什么是HPC铣削?
通常，HPC铣削被描述为能满足提高金属去除率要求的铣削加工，这是决定一个加工过程性能潜力的关键技术量值，与传统的加工技术相比，要提高200%到5
00%。更广义的解释就是，HPC这一名词还意味着对整个加工工艺链进行优化，目标是将生产成本降低10%到30%。
2. HPC与HSC之间有什么区别?
粗加工的目的主要是使金属去除率达到最大：由于事实上无论增加轴向或径向进给来加工3D曲面，都会严重地受到HSC技术的制约，要想提高加工率，就只有借助于增加切削速度了。然而，还会有其它实际的和技术上的制约。
同时增加轴向和径向的吃刀量，以及增加进给速度(提高vf 的速度并不一定会提高HSC的切削速度)，应该能够对提高加工效率有所帮助。
一 方面，这些铣削工艺的一个结果就是，与传统铣削加工的效率相差无几。另一方面，在一定的切削速度下提高进给速度会导致刀具的每齿进给速度提高，因此，就增 加了铣刀上的机械载荷。不管被选定的切削刃的几何形状和刀具材料如何，在加工过程中都会产生相当高的切削力，这反过来又会提高对机床工作环境的要求。
基于这一背景，提出的主要的问题就是，高切削率粗加工用刀具是否应该采用不同的刃部几何形状。
3. 高性能切削中产生的切削力和磨损现象 我们进行了很多实验，以确定不同形状的切削刃对加工过程中切削力的影响。图1显示用带有轮廓的刀具铣削10秒钟以后，在固定条件下的切削力曲线和具有平滑切削刃的刀具进行切削时的相应的曲线。

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物 理学界的研究认为，当材料颗粒不断减小，直到进入凝聚态物理学中的特征长度，如电子的波长，平均自由程长度，将会出现一种物理极限。这时，很多传统的物理 规律将不复存在，而出现光、电、磁、化学、机械性能的奇异变化，构成全新的“介观物理”领域。这时，材料颖粒尺度在100nm以下，直到接近于原子尺寸 0.2nm～0.3nm，这种材料被称为“纳米材料”。
硬质合金是一种重要的刀具材料和模具材料，对工业的发展和社会的进步有着举足
轻 重的作用。但硬质合金是脆性材料，其硬度和强度之间存在着矛盾:硬度高则强度偏低，而强度高则硬度偏低。缓和两者矛盾使二者有效结合起来是人们一直努力的 方向。1984年德国科学家H.Gleiter首次成功研制出纳米晶体材料，这一成果开辟了材料史的新纪元，世界众多科学家竞相对这一“新材料”进行广泛 而深入的研究。研究发现，硬质合金中，在钴相含量不变的情况下，当WC晶粒降到1µm以下时，硬质合金的硬度和强度同时提高，而且这一提高的幅度随着晶粒 度进一步减小而更加明显。当显微结构的尺寸减小到5nm时。合金的性能会发生突变，这为解决硬质合金硬度和强度之间的矛盾提供了一种有效途径。纳米晶硬质 合金是纳米材料中的一个分支，是继发现纳米晶的陶瓷材料在具有较高硬度的同时又具有高的断裂韧性和延展性后，用纳米级的WC/Co粉末作原料，生产出的具 有高硬度、高耐磨性和高韧性的硬质合金材料。纳米级硬质合金的出现是硬质合金领域中的一场革命，由于这种合金具有纳米级的显微结构，因此具有极高的硬度和 韧性，从而实现了过去难以达到的力学性能。纳米级硬质合金的问世，为硬质合金在切削刀具，印刷板电路钻头等方面的发展提供了崭新的前景。

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本文通过对小音箱前面板模具的凸模进行三维造型和数控加工的研究，给出了型面三维造型和数控加工技术相结合在模具制造中的应用步骤。造型设计与数控加工有机的结合，对小型模具加工将是很好的选择。
在模具制造中，三维型面的加工一直是一个难点。在传统的加工中，三维型面一直采用大量的研修来实现，这样就必然影响模具的质量和加工效率。如果
能将型面三维造型和数控加工技术相结合，就能够大大提高工作效率和模具质量。
模具型面三维造型和数控加工技术是现代化模具生产中不可缺少的一部分，也是CAD/CAM技术在模具生产中应用的核心内容。对模具型面造型和数控加工技术进行研究，具有重要的理论和现实意义。
小音箱前面板的模具，凸凹模形状复杂，造型困难，传统的加工甚至难以实现，即使能够实现也不能保证精度，加工效率极低。本文将利用MasterCAM9.0对小音箱前面板模具的凸模进行三维造型和数控加工研究。
一、小音箱前面板凸模的加工造型设计
小音箱前面板模具，如图1所示。

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随着“镁合金应用开发与产业化”项目的深入实施，企业在实际生产中出现了不少问题，如工艺和安全方面的问题，这是因为国内大多数镁合金压铸企业第一次接触镁合金。因此，本文将对镁合金压铸零件的机械加工工艺及安全操作规程进行了概括性的介绍，以供参考。
1 镁合金的机械加工
密度为1.8g/cm3的镁合金比铝合金轻36%、比锌合金轻73%、比钢轻77%，被公认为是质量最小的结构
金 属材料。小批量镁合金零件的机械加工可在手动操作的小型机床上进行；大批量高效率加工镁合金零件时，采用专用的大型自动化机械加工中心或计算机数控机床将 更加经济。与那些机械加工性能较差的金属材料相比，切削性能良好的镁合金具有十分突出的优点。对于镁合金，可以在高切削速度和大进给量下进行强力切削，这 样机加工工时数就可以减少。因此，在完成同样的工作任务时，若采用镁合金作原材料，可以减少加工设备的台数，节约基建投资，减少占地面积，降低劳动力成本 和管理费用。
1.1 镁合金的切削功率消耗
对镁合金零件进行加工时，单位体积切削量的功率消耗比其他常见金属都要低。在几种典型的切削加工速度下，各种金属相对于镁的功率消耗如表1所示。

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摘　要：研究了真空热处理对硬质合金性能的影响，硬质合金刀片和冲模热处理后均得到整体强韧化，特别是抗弯强度σbb明显提高。通过生产试验，能成倍提高使用寿命。
关键词：硬质合金；真空热处理；强韧化；抗弯强度
1 前言
硬质合金作为机械、矿山、电子、标准件等行业的工模具材料，虽然具有高硬度、耐磨、耐腐蚀等优良性能，但在矿山钻采和金属切削刀具
的 使用中，普遍存在的因韧性差导致严重崩刃脆断和早期磨损失效两大难题，限制了它的使用范围，特别在受冲击载荷的场合，如矿山凿岩、地质钻探、冷冲冷锻、粗 铣等工模具材料中，不仅要求高硬度、耐磨，重要的还需要整体强韧性好。近十几年来，我们对硬质合金热处理作了比较系统的研究。80年代末，研制出新一代矿 山用硬质合金，已得到了广泛应用［1］，取得了显著的经济效益和社会效益。为了进一步拓宽与开发热处理硬质合金的使用领域，形成热处理硬质合金系列化，是 今后研究的方向。这里重点对铣削和冲模用硬质合金的真空热处理进行了研究，并获得明显的效果。
2　试验方法
2.1　热处理方式
以 前，硬质合金热处理方式是仿效钢材的热处理，即在硬质合金制品烧结后，再进行二次升温淬火，然后回火。而今我们用一种新的热处理方式来取代它，这种方式就 是烧结淬火，即产品烧结后，不随炉冷却至室温，而是在烧结温度或冷却到一定的温度直接淬火，免去二次升温过程，从而达到省时、省力、降低能耗及提高效率的 目的。
2.2　原料及合金牌号
本试验配制两种系列硬质合金：
①模具系列：YG15C、YG20C；
②铣削系列：YG6、YG8、YS30、YT14、YT5、YW2。
还配制了作某些条件对比试验用YG6C、YG8C、YG15合金。
配制以上合金所用WC、（TiW）C及Co粉均取自株洲硬质合金厂。
2.3　试验设备
硬质合金配料混合及压制直至脱蜡均采用常规生产设备，烧结淬火在WZS-20型和WZS-45型真空烧结淬火两用炉中进行。
在WZS-20炉做工艺试验，在WZS-45炉进行工业生产应用。两台真空炉均可完成真空烧结、真空淬火、气冷淬火等多种工艺。淬火工艺的全过程可按预先给定的程序自动进行，还可手动操作。
3　试验内容
常规检测项目采用的标准试样是5mm×5mm×30mm抗弯强度试样，用A116刀片测试合金密度、硬度和矫顽力。压制好的试样，经脱蜡后，做以下试验。
3.1　两种热处理方式的对比
分别对YG15C和YT14合金进行了烧结后二次升温淬油和烧结后直接淬油，两种热处理方式对比试验。
在两种热处理方式中，各取一个效果最佳的工艺对YG6、YG8、YG11C、YG15C、YG20C、YS30、YT14、YT5、YW2合金进行处理，试验结果均为经回火后的最后检测结果，见图1（抗弯强度增量为与烧结态对比的相对增量，以下各图均同）。
从图1可见，直接热处理是可行的，用该方法处理WC-（TiW）C-Co合金优于二次升温热处理。

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1 范围 本标准规定了低压和中压锅炉用无缝钢管的尺寸、外形、重量、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量说明书。 本标准适用于制造各种结构低压和中压锅炉及机车锅炉用的优质碳素结构钢热轧（挤、扩）和冷拔（轧）无缝钢管。

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一、钢板(包括带钢)的分类：
1、按厚度分类：(1)薄板(2)中板(3)厚板(4)特厚板
2、按生产方法分类：(1)热轧钢板(2)冷轧钢板