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何宗益     
 
前言
刀具材料對於加
工效率,加工成本,加工品質及耐用性有很大的影響.隨著機械加工高速高效率的要求,及被加工的素材有高硬度難切削的發展,塗層刀具TiC在1969年被研
究開發後,1980年代有快速的發展實用化
發展簡述
塗層刀具,是刀具發展過程中一項重要進展,主要改善,
且提升刀具耐磨性,高硬度,耐腐蝕等特性,同時解決了刀具材料中硬度耐磨與強度韌性之間矛盾的方法.塗層刀具是在一些韌性較好的硬直合金鋼或是高速鋼刀具
上塗覆一層耐磨性高的難熔化金屬化合物.常用的塗覆材料有TiC TiNAI2O3
.首次應用在硬質合金刀具上塗覆一層TiC,隨後又發展出2層塗覆TiN-AL2O3 每次新的開發,可將切削速度向上進一步提升,之後又有3層TiC-
AL2O3 -TiN 塗層,4層5層..也陸續出現,同時切削速度又向上提升,達到高速化的要求,且與不塗層的刀具比較可提高刀具壽命1-3倍.
塗
層方法
常用的塗層方法有CVD(化學蒸著法)PVD(物理蒸著法)
CVD(化學蒸著法)是利用氣體化學反應以約1000°C的溫度被覆
PVD(物理蒸著法)是將被覆層的主成分金屬蒸發離子化,與氣體反應而在負極處理的母材被覆(約500°C)在高速鋼刀具塗層大多為TiN
常用的方法為PVD,一般用在鑽頭,牙攻銑刀等刀具,塗層厚度只有幾μm,塗層硬度可達約70HRc,相當於一般硬質合金鋼的硬度,
硬質合金鋼的塗層是在韌性較好的硬質合金上塗覆一層耐磨,難鎔化的金屬化合物,一般採用CVD法.
 
塗層刀具
塗
層刀具被覆層只有約幾μm上下的厚度,所以不可能所有的切削性能只靠被覆層表現,母材的特性對刀具性能也有很大的影響.被覆層,材質,層數的改良提升,使
刀具性能提高的是母材表面的特性.被覆,塗層後,可以增加耐磨性及耐熱性,但同時也造成母材抗彎強度的減少,為了改善此一缺失在被覆層與母材間加上一層中
間層,同時刀具可依據其用途,來選用母材,如,為了強化母材的金屬韌性,可將其周圍部CO濃度含量提高來改善,所以塗層刀具使用在何種金屬切削上,會因不
同的刀具製造商,使用不同的母材及母材的硬度特性變化而有所不同.
結語
刀具塗層技術將會更進
步,更多元的塗層材料,及應用將會被開發.而塗層刀具也必須適材適性,才能在適當的切削條件下發揮最高的性能.
 
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刀、捨棄式圓鋸片組、粉末成型機、主機版專用頂級電感、’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
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its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting tool、aerospace tool .HSS  DIN Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end mill、disc milling cutter,Aerospace
cutting tool、hss
drill’Фрезеры’Carbide drill、High speed steel、Compound Sharpener’Milling cutter、INDUCTORS FOR PCD’CVDD(Chemical Vapor Deposition
Diamond )’PCBN
(Polycrystalline Cubic Boron Nitride) ’Core drill、Tapered end
mills、CVD Diamond
Tools Inserts’PCD
Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool. INDUCTORS FOR PCD .
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режущие инструменты ‘Пустотелое сверло
‘Pilot reamer、Fraises’Fresas con mango’
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diamond) ‘Frese’POWDER
FORMING MACHINE’Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、Staple Cutter’PCD diamond cutter specialized in
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PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert’
PCD Diamond Tool’
Saw Blade with Indexable Insert’NAS tool、DIN or JIS tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills’end mill grinder’drill grinder’sharpener、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angel carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-nosed slot drills、Mould
cutter、Tool manufacturer.
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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、
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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
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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
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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
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（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
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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 
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硬態切削是指把淬硬鋼的切削加，[作為半精加工或精加
工的工藝方法。這種工藝方法可改變傳統切削一淬硬～磨削製造工序，能有效地提高生產率、降低能量消耗及提高加工零件的疲勞強度。硬態于式切削技術還是一種
有利於環境保護的清潔生產工藝和綠色製造技術。有限元分析法是工程實際中強有力的數值分析方法之一，與試驗研究相比，它具有節省時問，節省人力財力等優
點。本文以有限元理論為基礎，針對硬念切削的特點，建立了硬念切削的有限元模型。
　　對於切削過程的有限元模擬分析，正確的簡化模型不僅
可以提高計算結果的精度，並且可以大大的減少計算的時間。本文采用平面應變問題來處理二維硬態切削問題，極大的簡化了模型;通過把材料的機械物理性能看成
溫度的函數來模擬材料的非線性問題：採用網格重劃分來解決接觸穿透問題，模擬切屑的形成;為了處理硬態切削過程中的幾何非線性問題，採用了更新的
Lagrange格式的增量有限元法;編制用戶子程式來實現有限元模型網格的局部細分，即保證了計算的精度，又節省了計算的資源;根據硬態切削的特點，採
用修正的庫侖摩擦模型來模擬硬態切削過程中的摩擦問題。這些建模方法對於研究硬態切削的機理有著重要的參考價值。
　　有限元模擬分析得到
了硬態切削過程的應力分佈、溫度分佈以及切屑的形成過程，通過對剪切區的測量得到了剪切角的大小。對不同速度、不同切削厚度的硬態切削過程進行了模擬分
析，結果表明：隨著切削速度的增大，切削的最高溫度值增大，當切削速度大於220m/min時，由於金屬的軟化效應，溫度升高趨勢隨速度的增加而變緩：隨
著切削厚度的增大，切削的最高溫度值增大，並且切削厚度對溫度的影響沒有切削速度的影響大。在相同的切削條件下，負倒棱切削的溫度大於圓弧刃切削的溫度，
因此用圓弧刃代替負倒棱切削，町以改善刀具上的溫度分佈情況。本文模擬方法可以部分的取代實驗研究，拓展了有限元理論的應用範圍，促進了硬態切削機理的研
究。
　　關鍵詞
　　硬態切削;有限元倣真：切屑形狀：PCBN刀具
　　第1章 緒論
　
　隨著社會的發展，環境問題已經成為制約人類社會發展的因素之一。製造業是人類創造財富的支柱產業，同時又是產生環境污染的主要行業之一。製造過程引起的
環境污染問題已經引起了世界各國的重視。國際生產工程學會一直對生態平衡、環境保護、可持續發展給予充分重視，提倡運用有利於保護環境的綠色製造技術。硬
態幹式切削技術就是一種具有環保性質的切削加工技術。硬態切削是指採用超硬刀具對硬度大於HRC50的淬硬鋼進行精密切削的
　　加工工
藝，是現代最富有生氣的切削技術之一。與磨削相比，其刀具費用低、加工工時短、容易實現幹切削加工。硬態切削具有良好的加工柔性、經濟性和環保性能，在精
磨工序中採用硬態切削是加工淬硬鋼的最佳選擇。硬態切削加工的機械技術條件主要有：系統剛度高。基礎穩定，熱對稱穩定性好，運動驅動系統結構合理並實現無
振動傳動，工作軸的運動精度高等。然而，目前硬態切削加丁技術仍然未被廣泛採用，其主要原因不僅是由於企業對硬態切削加工機理及刀具的使用技術未完全了解
和掌握，同時也因為硬態切削工藝中一些不穩定的因素制約了它的推廣應用。硬態切削加工技術已引起世界範圍內製造業和科研機構的高度重視和極大興趣，推廣硬
態切削加工技術仍存在一定障礙，主要有：如何使已加工表面保持穩定的表兩粗糙度和尺寸精度;加工表面品質能否滿足零件的工況需要並具有一定的壽命;如何進
行硬態切削加工刀具的選擇、使用、成本控制等。
　　立方氮化硼(CBN)是氮化硼BN的同素異構體之一，其結構與金剛石相似。立方氮化硼
的硬度略次於金剛石，但卻遠遠高於其他高硬度材料。聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具非常適合於硬態材料的高速切削、幹式切削，並能加T會剛石刀具所不能加
工的黑色金屬材料，特別適合數控設備及自動化生產線的使用。PCBN刀具有很高的耐磨性，其使用壽命遠遠高於硬質合金，可加工大部分高硬度材料，在許多場
合可以以車、鏜、銑等代磨加工工藝，能使被力u1零件獲得高的精度和良好的表面品質，並大大提高生產效率。PCBN刀具的切削性能主要體現在以下幾個方
面：
　　1)具有較高的硬度和耐磨性，CBN的|f紂熱性可達l 400
—1500℃，PCBN在800℃時的硬度還高於陶瓷和硬質合金的常溫硬度。
　　2)具有很高的熱穩定性，CBN晶體結構與金剛石相似，
化學鍵類型相同，品格常數相近，因此具有與金剛石相近的硬度和強度。CBN微粉的顯微硬度為HV8 000～9
000，其燒結體PCBN的硬度一般為HV3 000—5 000。
　　3)具有優良的化學穩定性，CBN的化學惰性特別大，在l
200 1 300℃時也不與鐵係材料發生化學反應，與碳在2
000℃時才發生反應;在中性、還原性的氣體中，對酸鹼都是穩定的，對各種材料的粘結、擴散作用比硬質合金小得多。
　　4)具有較好的導
熱性，在各類刀具材料中CBN的導熱性僅次於金剛石，導熱系數為1
300W/(m·℃)，是紫銅的3.2倍，是硬質合金的20倍，而且隨著溫度的升高，PCBN導熱系數是增加的。
　　5)具有較低的摩擦
系數，與不同材料的摩擦系數CBN為0.1～0.3、硬質合金為0.4～0.6，隨著切削速度的提高，摩擦系數是減小的。
　　
6)PCBN刀具切削淬硬鋼時的金屬軟化效應。PCBN刀具的重要用途之一是加工硬質材料，由於它的高溫硬度和熱穩定性，因此可以進幹亍高速切削，切削熱
使被切削層金屬軟化、硬度降低而易於切削加工，刀具仍然保持高硬度。PCBN刀具的這一特性被稱為金屬軟化效應。產生會屬軟化效應的決定性因素是切削溫
度。實驗證明，對軸承鋼GCrl5材料，HRC50是切削機理產生變化的臨界點，產生金屬軟化效應的條件是硬度要大於HRC50。另外，HRC50也是區
分其普通切削與硬態切削的硬度臨界值。
　　可見，PCBN刀具具有優良的切削性能，具有廣闊的運用前景。在國外，PCBN刀具已廣泛用來
加工淬硬鋼、高硬度鑄鐵和抗磨零件，並帶來了巨大的經濟效益。國內PCBN刀具的使用還不夠廣泛，主要是由於對PCBN刀具的認識不夠，技術支援不夠。隨
著國內對 PCBN刀具的不斷研究，刀具性價比的不斷提高.PCBN刀具必將廣泛運用於製造工業，推動中圖製造業的發展。
 
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硬車削的目標是隨切屑帶走至少80%
的熱量，以保持零件的熱穩定性。合理的硬車削系統可以減少甚至省去磨削以及與之相關的高昂的刀具成本和較長的加工時間。採用合理的硬車削工藝可獲得
0.0028?m的表面光潔度、0.0002?m的圓度和±0.005?m的直徑公差。要想這樣的精度在對淬硬前工件進行"軟車削"的相同機床上達到這樣
的精車，從而最大限度地提高設備利用率不是不可以實現的。但由於某些工廠錯誤地選用了刀片（確切地說是選用了廉價刀片），或不清楚所用機床是否具有足夠的
剛性以承受二倍于普通車削的壓力，從而使得硬車削工藝沒有充分地、完全地發揮出其高率。因此，硬車削時須注重以下8個方面：
　　1、工
件和刀具
　　儘管45HRC硬度是硬車削的起始點，但硬車削經常在硬度高於60HRC以上硬度的工件上進行。硬車削材料通常包括工具鋼、
軸承鋼、滲碳鋼以及鉻鎳鐵合金、耐蝕耐熱鎳基合金、鎢鉻鈷合金等特殊材料。根據冶金學，在切深範圍內硬度偏差小（小于2個HRC）的材料可顯示出最好的過
程可預測性。最適合於硬車削的零件具有較小的長徑比（L/D），一般來說，無支撐工件的L/D之比不大於4:1,有支撐工件的L/D之比不大於8:1.儘
管細長零件有尾架支撐，但是由於切削壓力過大仍有可能引起刀振。
　　在傳統刀具製造中，刀柄材料通常是45鋼調質到HB210-240,
而在硬車削工藝中採用的刀柄硬度應提高1.5倍。為了最大限度地增加硬車削的系統剛性，刀具伸出長度不得大於刀桿高度的1.5倍，工件在裝夾時也應儘量減
小懸伸長度。
　　2、機床和工藝系統
　　除選擇合理的刀具外，機床剛度決定了硬車削的加工精度。近15~20年內製造的
機床幾乎都有很好的剛性，足以承受硬車削。若車床或車削中心剛度足夠，且加工軟的工件時能得到所要求的精度和表面粗糙度，即可用於淬硬鋼的加工，精心維護
的普通車床都可以用於硬車削。為了保證車削操作的平穩和連續，常用的方法是採用剛性夾緊裝置和中等前角刀具。並保證工件在切削力作用下其定位、支承和旋轉
可以保持相當平穩。系統剛性最大化意味著儘量減少懸空、刀具延伸和零件伸出，並取消調隙片和墊圈，其目標是保持所有零部件盡可能地接近轉塔刀架。
　
　3、刀片
　　儘管立方氮化硼（CBN）刀片的價格昂貴，但CBN刀片最適合於硬車削。CBN刀片能夠在斷續切削過程中保持定位不變，在
連續切削過程中提供安全的刀具磨損率。當採用合理的硬車削工藝時，CBN刀片除了在控制直徑公差方面比不上磨削以外，其他性能都是首屈一指的。
　
　陶瓷不如CBN耐磨，因此一般不用於公差要求小于±0.025mm的加工。陶瓷不適合於斷續切削，而且不能加冷卻液，因為冷熱衝擊可能造成刀片破裂。刀
片的鈍緣幾何形狀是陶瓷材料的固有特點，這一特點使切削力增大而工件表面光潔度下降。另外，陶瓷刀片刃口斷裂可能是災難性的，它可能導致所有切削刃均不能
使用。
　　金屬陶瓷（立方碳化鈦）對連續切削滲碳硬化材料很有效，儘管它不具備CBN那樣的耐磨性，但這類刀片在大多數情況下會成比例地
磨損而不斷裂。正前角刀片由於其切削力較小，通常用在剛性不高的機床上進行硬車削。關於刀片的最合理應用，建議與刀具供應商密切合作，特別是在最初階段，
以迅速達到最佳切削速度。
　　4、冷卻液
　　其最大問題是用還是不用冷卻液。對於齒輪之類的斷續切削零件來說，最好採
用"幹車削",否則進刀和退刀時的熱衝擊很可能引起刀片破裂。至於連續切削，刀頭在幹車削過程中產生的高溫足以韌化（軟化）預切削區域，從而降低材料硬度
使之易於剪切。這個現象說明瞭幹切削時增大速度是有益的。同時，無冷卻液切削方式具有明顯的成本優勢。
　　在連續切削中，冷卻液可能有助
於延長刀具壽命和提高表面光潔度。問題的關鍵是要使冷卻液能夠到達刀頭，高壓噴吸冷卻法是解決這個問題的最好辦法，因為它不容易在高溫下蒸發。此外，高壓
可以減少切屑堆積，從而減少因為切屑阻塞對冷卻液流至刀頭的影響。另一個辦法是將冷卻液同時噴壓到刀片的頂部和底部，以確保冷卻液連續到達刀頭。
　
　如果使用冷卻液，其成份必須是水基的。在完全匹配的硬車削過程中形成的切屑可以帶走80%~90%的熱量（切削區域最高溫度可達
1700°F）。如此熾熱的切屑一旦接觸低燃點冷卻油，整個工序將有可能遭到徹底破壞。如果在敞開式機床上進行硬車削，必須增加適當的保護裝置，避免操作
人員被切屑燙傷。
　　5、加工工藝
　　因為硬車削產生的熱量大部分由切屑帶走，加工前後對切屑進行檢查可以發現整個過程
是否協調。連續切削時，切屑應該呈熾燃的橙黃色，並象一根緞帶似地飄逸而出。如果切屑冷卻後用手一壓基本斷裂，表明切屑帶走的熱量是正常的。
　
　6、白化層
　　令人討厭的"白化層（熱影響區）"可能出現在硬車削和磨削操作中，即在材料表面形成一層肉眼看不見的非常薄（通常
1?m）的硬殼。在硬車削過程中形成白化層，一般是因為刀片鈍化導致過多的熱量傳遞到零件內部。白化層經常在軸承鋼上形成，而且對於軸承圈之類需要承受高
接觸壓力的零件是非常有害的，隨著時間的推移，白化層可能剝離並導致軸承失效。
　　對於剛開始從事硬車削的工廠，建議在生產的頭幾週內進
行隨機抽查，以確定每個刀片能夠車削多少零件而不形成白化層。另外，一個刀片即使可加工
400個零件，也有可能在加工300件後就變鈍並且開始使零件表面產生白化層。
　　7、鏜孔
　　鏜削淬硬材料需要很大的
切削壓力，因此往往需成倍增加鏜桿承受的扭力和切向力。採用正前角（35°或55°）、小刀尖半徑刀片可以減小切削壓力。在增加切削速度的同時減小切深和
進刀速度，也是減小切削壓力的辦法。
　　鏜孔時，刀具必須與零件同心或略高於零件中心，因為切削引起的撓曲變形會降低實際中心線的位置降
低了。最好的夾緊形式是全長度對開套筒。在鏜削淬硬材料時，全長度對開套筒夾頭可提供最高的刀夾剛度。其次是彈簧夾頭和單點螺絲夾頭。
　
　8、車螺紋
　　採用合適的刀片幾何形狀是在淬硬材料上車螺紋的關鍵，最好的螺紋刀片是類似于鏜桿上安裝的三角形刀片。在淬硬材料上車螺
紋時，為了控制切削壓力和延長刀片壽命，有必要增加走刀次數並減小切深。另一種選擇是採用交替式側面切入方式，可改變切削力承受位置並延長刀具壽命。
本
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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
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隨著現代科學技術的發展，各種高硬度的工程材料越來越
多地被採用，而傳統的車削技術難以勝任或根本無法實現對某些高硬度材料的加工。
塗層硬質合金、陶瓷、PCBN等超硬刀具材料因其具有很高的高溫硬度、耐磨性和熱化學穩定性，這為高硬度不
銹鋼材料的切削加工提供了最基本的前提條件，並在生產中取得了明顯效益。
超硬刀具及其選用
超硬刀具採用的不
銹鋼材料及其刀具結構和幾何參數是實現硬車削的基本要素，因此，如何選擇超硬刀具材料，設計出合理的刀具結構和幾何參數對穩定實現硬車削是十分重
要的。
1，超硬刀具材料及其選用
塗層硬質合金
在韌性較好的硬質合金刀具上塗覆1層或多層不
銹鋼製品耐磨性好的TiN、TiCN、TiAlN和Al3O2等，塗層的厚度為2~18µm，塗層通常具有比刀具基體和工件材料低得多的熱傳導係
數，減弱了刀具基體的熱作用；另一方面能有效地改善切削過程的摩擦和粘附作用，降低切削熱的生成。
塗層按生成方法可分為物理氣相沉積
(PVD)與化學氣相沉積(CVD)2種。 PVD塗層(2~6µm)主要包括TiN、TiCN、 TiAlN等，其成分還在不斷地增加，如TiZrN。
TiN 和TiC塗層的最高壓力分別可達到3580MPa和3775MPa，TiAlN塗層因缺乏可靠的彈性模量不
銹鋼製品數據而得不到準確的壓應力值，高速切削實驗結果表明TiAlN性能最好。
圖1為這3種塗層硬度隨溫度變化的情況，在室溫下硬度最高，當溫度超過[Y;時，TiAlN塗層的硬度高於TiCN和TiN塗層。
圖2為加工鎳基高溫合金Inconel178時用2種切削速度v1=193.5m/min和v2=380m/min條件下的刀具壽命，實驗表明TiCN和
TiAlN塗層的切削性能明顯優於TiN塗層。
儘管
PVD塗層顯示出很多優點，但一些塗層如Al2O3和金剛石則傾向於採用CVD塗層技術。 Al2O3是一種耐熱和抗氧化很強的塗層，它能夠將不
銹鋼加工刀具體和切削產生的熱量隔離開。 通過CVD塗層技術，還可以綜合各種塗層的優點，以達到最佳的切削效果，滿足切削加工的需要。 例如。
TiN具有低摩擦特性，可減少塗層組織的損耗，TiCN可降低後刀面的磨損，TiC塗層硬度較高，Al2O3塗層具有優良的隔熱效果等。
塗
層硬質合金刀具與硬質合金刀具相比，無論在強度、硬度和耐磨性方面均有了很大提高。 車削硬度在HRC45~55的工件，低成本的塗層硬質不
銹鋼加工合金可實現高速車削。 近年來，一些廠家應用改進塗層材料等方法，使塗層刀具的性能有了極大的提高。
如美、日的一些廠家採用瑞士AlTiN塗層材料和新塗層專利技術生產的塗層刀片，硬度高達HV4500~4900，可在498.56m/min的速度時切
削硬度 HRC47~58的模具鋼。
在車削溫度高達1500~1600°C時仍然硬度不降低、不氧化，刀片壽命為一般塗層刀片的4倍，而成本只有30%，且附著力好。
陶瓷材
料
陶瓷刀具材料隨著其組成結構和壓制工藝的不斷改進，特別是納米技術的進展，使得陶瓷刀具的增韌成為可能，在不久的將來，陶瓷可能繼高速
鋼、硬質合金以後引起切削加工的第3次革命。
陶瓷刀具具有高硬度(HRA91~95)、高強度(抗彎強度為750~1000MPa)，耐磨性好，化學穩定性好，抗粘結性能良好，摩擦係數低且價格低廉
等優點。 不僅如此，陶瓷刀具還具有很高的高溫硬度，1200°C時硬度達到HRA80。
正常切削時，陶瓷刀具耐用度極高，切削速度可比
硬質合金提高2~5倍，特別適合高硬度材料加工、精加工以及高速加工，可切削硬度達HRC65的各類不
銹鋼配件淬硬鋼和硬化鑄鐵等。 常用的有：氧化鋁基陶瓷、氮化矽基陶瓷、金屬陶瓷和晶須增韌陶瓷。
氧化鋁基陶瓷刀具比硬質合金有
更高的紅硬性，高速切削狀態下切削刃一般不會產生塑性變形，但它的強度和韌性很低，為改善其韌性，提高耐衝擊性能，通常不
銹鋼配件可加入ZrO或TiC和TiN的混合物，另一種方法是加入純金屬或碳化矽晶須。
氮化矽基陶瓷除紅硬性高以外，還具有良好的韌性，與氧化鋁基陶瓷相比，它的缺點是在加工鋼時易產生高溫擴散，加劇刀具磨損，氮化矽基陶瓷主要應用於斷續車
削灰鑄鐵及銑削灰鑄鐵。
金屬陶瓷是一種以碳化物為基體材料，其中TiC為主要的硬質相(0.5~2µm)，它們通過Co或Ti粘結劑結合
起來，是一種與硬質合金相似的刀具，但它具有較低的親和性、良好的摩擦性及較好的耐磨性。
它比常規硬質合金能承受更高的切削溫度，但缺乏硬質合金的耐衝擊性、強力切削時的韌性以及低速大進給時的強度。
近年通過大量的研究、改進和採用新的製作工藝，其抗彎強度和韌性均有了很大提高，如日本三菱金屬公司開發的新型金屬陶瓷NX2525及瑞典山德維克公司開
發的金屬陶瓷刀片新品CT系列和塗層金屬陶瓷刀片系列，其晶粒組織的直徑細小至1µm以下，抗彎強度和耐磨性均遠高於普通的金屬陶瓷，大大拓寬了其應用範
圍。
立方氮化硼(CBN)
CBN 的硬度和耐磨性
僅次於金剛石，有極好的高溫硬度，與陶瓷相比，其耐熱
性和化學穩定性稍差，但衝擊強度和抗破碎性能較好。
它廣泛適用於淬硬鋼(HRC≥50)、珠光體灰鑄鐵、冷硬鑄鐵和高溫合金等的切削加工，與硬質合金刀具相比，其切削速度可提高一個數量級。
CBN
含量高的複合聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具硬度高、耐磨性好、抗壓強度高及耐衝擊韌性好，其缺點是熱穩定性差和化學惰性低，適用於耐熱合金、鑄鐵和鐵系
燒結金屬的切削加工。
PCBN刀具中CBN顆粒含量較低，採用陶瓷作粘結劑，其硬度較低，但彌補了前一種材料熱穩定性差、化學惰性低的特點，適用淬硬鋼的切削加工。
在
切削灰鑄鐵和淬硬鋼時，可選擇陶瓷刀具或CBN刀具，為此，應進行成本效益和加工質量分析，以確定選擇哪一種。
圖3為Al2O3、Si3N4和CBN刀具加工灰鑄鐵後刀面磨損情況，如圖3所示，PCBN刀具材料切削性能優於Al2O3和Si3N4。
但在淬硬鋼乾式切削時，Al2O3陶瓷的成本低於PCBN材料。 陶瓷刀具有良好的熱化學穩定性，但卻不及PCBN刀具的韌性和硬度。
在切削硬度低於HRC60以下和採用小進給量時，陶瓷刀具是較好的選擇。
PCBN刀具適於切削硬度高於HRC60的工件，尤其在自動化加工和高精度加工時更為適用。
除此之外，在相同後刀面磨損情況下，PCBN刀具切削後的工件表面殘餘應力也比陶瓷刀具相對穩定，如圖4所示。
使用
PCBN刀具乾式切削淬硬鋼還應遵循以下原則：在機床剛性允許條件下盡可能選擇大切深，這樣切削區生成的熱量使得刃前區金屬局部軟化，能有效降低PCBN
刀具的磨損，此外，在小切深時還應考慮採用PCBN刀具導熱性差而使得切削區熱量來不及擴散，剪切區也能產生明顯的金屬軟化效應，減小切削刃的磨損。
2，
超硬刀具的刀片結構及幾何參數
刀片形狀及幾何參數的合理確定對充分發揮刀具切削性能是至關重要的。
按刀具強度而言，各種刀片形狀的刀尖強度從高到低依次為：圓形、100°菱形、正方形、80°菱形、三角形、55°菱形、35°菱形。
刀片材料選定後，應選用強度盡可能高的刀片形狀。
硬車削刀片也應選擇盡可能大的刀尖圓弧半徑，用圓形及大刀尖圓弧半徑刀片粗加工，精加工時的刀尖圓弧半徑約為0.8µm左右。
淬硬鋼切屑
為紅而酥軟的緞帶狀，脆性大，易折斷，不粘結，淬硬鋼切削表面質量高，一般不產生積屑瘤，但切削力較大，特別是徑向切削力比主切削力還要大，所以，刀具宜
採用負前角(go≥-5°)和較大的後角(ao=10°~15°)。 主偏角取決於機床剛性，一般取45°~60°，以減少工件和刀具顫振。
超
硬刀具切削參數及對工藝系統的要求
1，切削參數的選擇
工件材料硬度越高，其切削速度應越小。
使用超硬刀具進行硬車削精加工的適宜切削速度範圍為80～200m/min，常用範圍為10～150m/min；採用大切深或強力斷續切削高硬度材料，切
速應保持在80～100m /min。一般情況下，切深為0.1～0.3mm之間。
加工表面粗糙度低的工件，可選小的切削深度，但不能太
小，要適宜。 進給量通常可以選擇0.05～0.25mm/r之間，具體數值視表面粗糙度值和生產率要求而定。
當表面粗糙度Ra=0.3～0.4µm時，採用超硬刀具進行硬車削比用磨削經濟得多。
2，對工藝系統的要求
除選擇合理的
刀具外，採用超硬刀具進行硬車削對車床或車削中心並無特殊要求，若車床或車削中心剛度足夠，且加工軟的工件時能得到所要求的精度和表面粗糙度，即可用於硬
切削。 為了保證車削操作的平穩和連續，常用的方法是採用剛性夾緊裝置和中等前角刀具。
若工件在切削力作用下其定位、支承和旋轉可以保持相當平穩狀態，現有的設備就可採用超硬刀具進行硬車削。
超硬刀具在硬車削中的應用
採
用超硬刀具進行硬車削，此項技術經過十幾年的發展及推廣應用，獲得了巨大的經濟效益和社會效益。
下面以軋輥加工等行業為例，說明超硬刀具在生產中的推廣應用情況。
軋輥加工行業
國內許多大型軋輥企業已使用超硬刀具對冷
硬鑄鐵、淬硬鋼等各類軋輥進行荒車、粗車和精車，均取得了良好的效益7平均提高加工效率2～6倍，節約加工工時和電力 50%～80%。
如武漢鋼鐵公司軋輥廠對硬度為HS60～80的冷硬鑄鐵軋輥粗車、半精車時，切削速度提高了3倍，每車1根軋輥，節約電力、工時費四百多元，節約刀具費近
一百元，取得了巨大的經濟效益。 如我校用
FD22金屬陶瓷刀具車削HRC58～63的86CrMoV7淬硬鋼軋輥時(Vc=60m/min，f=0.2mm/r，ap=0.8mm)，單刃連續切
削軋輥路徑達15000m(刀尖後刀面磨損帶的最大寬度VBmax=0.2mm)，滿足了以車代磨的要求。
工業泵加工行業
目
前國內碴漿泵生產廠的70%～80%已採用超硬刀具。
碴漿泵廣泛應用於礦山、電力等行業，是國內外急需的產品，其護套、護板是HRC63～67的Cr15Mo3高硬鑄鐵件。
過去由於各種刀具難以車削這種材料，所以只得採用退火軟化後粗加工，然後再淬火加工的工藝。
採用超硬刀具以後，順利實現了一次硬化加工，免除了退火再淬火2道工序，節約了大量工時和電力。
汽車加工行業
在汽車、拖
拉機等行業中的曲軸、凸輪軸、傳動軸的加工，刃具、量具的加工和設備維修中，經常會碰到淬硬工件的加工難題。
如我國某機車車輛廠，在設備維修中需要對軸承內圈進行加工，軸承內圈(材料GCr15鋼)的硬度為HRC60，內圈直徑為f285mm，採用磨削工藝，磨
削餘量不均勻，需2h才能磨好；而先用超硬刀具，僅用 45min就加工成一個內環。
結語
經過多年的研究和探索，我國在
超硬刀具方面取得了很大的進展，但是，超硬刀具在生產中的應用還不廣泛。原因主要有以下幾個方面：生產企業、操作者對採用超硬刀具進行硬車削的效果了解不
夠，普遍認為硬材料只能磨削；認為刀具成本太高。
硬車削最初的刀具成本比普通硬質合金刀具高(如PCBN比普通硬質合金貴十多倍)，但其分攤在每個零件上的成本比磨削還低，且帶來的效益比普通硬質合金要
好得多；對超硬刀具加工機理研究不夠；超硬刀具加工的規範不足以指導生產實踐。
因此，除了對超硬刀具加工機理進行深入研究外，還必須加強
超硬刀具加工知識的培訓、成功經驗演示及嚴格操作規範，使這種高效、潔淨的加工方法更多地應用於生產實際。
 
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（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 
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Reference source from the internet.
塗層的切削性能明顯優於TiN塗層。加工
Inconel178的刀具壽命儘管PVD塗層顯示出很多優點，但一些塗層如Al2O3和金剛石則傾向於採用CVD塗層技術。Al2O3是一種耐熱和抗氧
化很強的塗層，它能夠將刀具體和切削產生的熱量隔離開。通過CVD塗層技術，還可以綜合各種塗層的優點，以達到最佳的切削效果，滿足切削加工的需要。
例如。TiN具有低摩擦特性，可減少塗層組織的損耗，TiCN可降低後刀面的磨損，TiC塗層硬度較高，Al2O3塗層具有優良的隔熱效果等。塗層硬質合
金刀具與硬質合金刀具相比，無論在強度、硬度和耐磨性方面均有了很大提高。車削硬度在HRC45~55的工件，低成本的塗層硬質合金可實現高速車削。近年
來，一些廠家應用改進塗層材料等方法，使塗層刀具的性能有了極大的提高。
如美、日的一些廠家採用瑞士AlTiN塗層材料和新塗層專利技術
生產的塗層刀片，硬度高達HV4500~4900，可在498.56m/min的速度時切削硬度HRC47~58的模具鋼。在車削溫度高達
1500~1600°C時仍然硬度不降低、不氧化，刀片壽命為一般塗層刀片的4倍，而成本只有
30%，且附著力好。陶瓷材料陶瓷刀具材料隨著其組成結構和壓制工藝的不斷改進，特別是納米技術的進展，使得陶瓷刀具的增韌成為可能，在不久的將來，陶瓷
可能繼高速鋼、硬質合金以後引起切削加工的第3次革命。
陶瓷刀具具有高硬度(HRA91~95)、高強度(抗彎強度為750~1000MPa)，耐磨性好，化學穩定性好，抗粘結性能良好，摩擦係數低且價格低廉
等優點。不僅如此，陶瓷刀具還具有很高的高溫硬度，1200°C時硬度達到HRA80。正常切削時，陶瓷刀具耐用度極高，切削速度可比硬質合金提高2~5
倍，特別適合高硬度材料加工、精加工以及高速加工，可切削硬度達HRC65的各類淬硬鋼和硬化鑄鐵等。
常用的有：
氧化鋁基陶瓷、氮化矽基陶瓷、金屬陶瓷和晶須增韌陶瓷。
氧化鋁基陶瓷刀具比硬質合金有更高的紅硬性，高速切削狀態下切削刃一般不會產生塑性變形，但它的強度和韌性很低，為改善其韌性，提高耐衝擊性能，通常可加
入ZrO或TiC和TiN的混合物，另一種方法是加入純金屬或碳化矽晶須。氮化矽基陶瓷除紅硬性高以外，還具有良好的韌性，與氧化鋁基陶瓷相比，它的缺點
是在加工鋼時易產生高溫擴散，加劇刀具磨損，氮化矽基陶瓷主要應用於斷續車削灰鑄鐵及銑削灰鑄鐵。金屬陶瓷是一種以碳化物為基體材料，其中TiC為主要的
硬質相(0.5~2µm)，它們通過Co或Ti粘結劑結合起來，是一種與硬質合金相似的刀具，但它具有較低的親和性、良好的摩擦性及較好的耐磨性。它比常
規硬質合金能承受更高的切削溫度，但缺乏硬質合金的耐衝擊性、強力切削時的韌性以及低速大進給時的強度。
近年通過大量的研究、改進和採
用新的製作工藝，其抗彎強度和韌性均有了很大提高，如日本三菱金屬公司開發的新型金屬陶瓷NX2525及瑞典山德維克公司開發的金屬陶瓷刀片新品CT系列
和塗層金屬陶瓷刀片系列，其晶粒組織的直徑細小至1µm以下，抗彎強度和耐磨性均遠高於普通的金屬陶瓷，大大拓寬了其應用範圍。立方氮化硼(CBN)
CBN的硬度和耐磨性僅次於金剛石，有極好的高溫硬度，與陶瓷相比，其耐熱性和化學穩定性稍差，但衝擊強度和抗破碎性能較好。它廣泛適用於淬硬鋼
(HRC≥50)、珠光體灰鑄鐵、冷硬鑄鐵和高溫合金等的切削加工，與硬質合金刀具相比，其切削速度可提高一個數量級。
CBN含量高的
複合聚晶立方氮化硼( PCB
N)刀具硬度高、耐磨性好、抗壓強度高及耐衝擊韌性好，其缺點是熱穩定性差和化學惰性低，適用於耐熱合金、鑄鐵和鐵系燒結金屬的切削加工。PCBN刀具中
CBN顆粒含量較低，採用陶瓷作粘結劑，其硬度較低，但彌補了前一種材料熱穩定性差、化學惰性低的特點，適用淬硬鋼的切削加工。
陶瓷和PCBN刀具切削淬硬鋼的殘餘應力在切削灰鑄鐵和淬硬鋼時，可選擇陶瓷刀具或CBN刀具，為此，應進行成本效益和加工質量分析，以確定選擇哪一種。
圖3為Al2O3、Si3N4和CBN刀具加工灰鑄鐵後刀面磨損情況，PCBN刀具材料切削性能優於Al2O3和Si3N4。但在淬硬鋼乾式切削
時，Al2O3陶瓷的成本低於PCBN材料。陶瓷刀具有良好的熱化學穩定性，但卻不及PCBN刀具的韌性和硬度。在切削硬度低於HRC60以下和採用小進
給量時，陶瓷刀具是較好的選擇。PCBN刀具適於切削硬度高於HRC60的工件，尤其在自動化加工和高精度加工時更為適用。
除此之外，在相同後刀面磨損情況下，PCBN刀具切削後的工件表面殘餘應力也比陶瓷刀具相對穩定。使用PCBN刀具乾式切削淬硬鋼還應遵循以下原則：在機
床剛性允許條件下盡可能選擇大切深，這樣切削區生成的熱量使得刃前區金屬局部軟化，能有效降低PCBN刀具的磨損，此外，在小切深時還應考慮採用
PCBN刀具導熱性差而使得切削區熱量來不及擴散，剪切區也能產生明顯的金屬軟化效應，減小切削刃的磨損。
超硬刀具的刀片結構及幾何參數刀片形狀及幾何參數的合理確定對充分發揮刀具切削性能是至關重要的。
按刀具強度而言，各種刀片形狀的刀尖強
度從高到低依次為：圓形、100°菱形、正方形、80°菱形、三角形、55°菱形、35°菱形。刀片材料選定後，應選用強度盡可能高的刀片形狀。硬車削刀
片也應選擇盡可能大的刀尖圓弧半徑，用圓形及大刀尖圓弧半徑刀片粗加工，精加工時的刀尖圓弧半徑約為
0.8µm左右。淬硬鋼切屑為紅而酥軟的緞帶狀，脆性大，易折斷，不粘結，淬硬鋼切削表面質量高，一般不產生積屑瘤，但切削力較大，特別是徑向切削力比主
切削力還要大，所以，刀具宜採用負前角(go≥-5°)和較大的後角(ao=10°~15°)。主偏角取決於機床剛性，一般取45°~60°，以減少工件
和刀具顫振。超硬刀具切削參數及對工藝系統的要求切削參數的選擇工件材料硬度越高，其切削速度應越小。使用超硬刀具進行硬車削精加工的適宜切削速度範圍為
80～200m/min，常用範圍為10～150m/min；採用大切深或強力斷續切削高硬度材料，切速應保持在80～100m
/min。一般情況下，切深為0.1～0.3mm之間。加工表面粗糙度低的工件，可選小的切削深度，但不能太小，要適宜。進給量通常可以選擇
0.05～0.25mm/r之間，具體數值視表面粗糙度值和生產率要求而定。
當表面粗糙度Ra=0.3～0.4µm時，採用超硬刀具進行
硬車削比用磨削經濟得多。
對工藝系統的要求除選擇合理的刀具外，採用超硬刀具進行硬車削對車床或車削中心並無特殊要求，若車床或車削中心剛度足夠，且加工軟的工件時能得到所要求的
精度和表面粗糙度，即可用於硬切削。為了保證車削操作的平穩和連續，常用的方法是採用剛性夾緊裝置和中等前角刀具。若工件在切削力作用下其定位、支承和旋
轉可以保持相當平穩狀態，現有的設備就可採用超硬刀具進行硬車削。超硬刀具在硬車削中的應用採用超硬刀具進行硬車削，此項技術經過十幾年的發展及推廣應
用，獲得了巨大的經濟效益和社會效益。下面以軋輥加工等行業為例，說明超硬刀具在生產中的推廣應用情況。
軋輥加工行業國內許多大型軋輥
企業已使用超硬刀具對冷硬鑄鐵、淬硬鋼等各類軋輥進行荒車、粗車和精車，均取得了良好的效益7平均提高加工效率2～6
倍，節約加工工時和電力50%～80%。如武漢鋼鐵公司軋輥廠對硬度為HS60～80的冷硬鑄鐵軋輥粗車、半精車時，切削速度提高了3倍，每車1根軋輥，
節約電力、工時費四百多元，節約刀具費近一百元，取得了巨大的經濟效益。如我校用FD22金屬陶瓷刀具車削HRC58～63的86CrMoV7淬硬鋼軋輥
時(Vc=60m/min，f=0.2mm/r，ap=0.8mm)，單刃連續切削軋輥路徑達15000m(刀尖後刀面磨損帶的最大寬度
VBmax=0.2mm)，滿足了以車代磨的要求。
工業泵加工行業目前國內碴漿泵生產廠的70%～80%已採用超硬刀具。
碴漿泵廣泛應用於礦山、電力等行業，是國內外急需的產品，其護套、護板是HRC63～67的Cr15Mo3高硬鑄鐵件。過去由於各種刀具難以車削這種材
料，所以只得採用退火軟化後粗加工，然後再淬火加工的工藝。採用超硬刀具以後，順利實現了一次硬化加工，免除了退火再淬火2道工序，節約了大量工時和電
力。
汽車加工行業在汽車、拖拉機等行業中的曲軸、凸輪軸、傳動軸的加工，刃具、量具的加工和設備維修中，經常會碰到淬硬工件的加工難題。如我國某機車車輛廠，
在設備維修中需要對軸承內圈進行加工，軸承內圈(材料GCr15鋼)的硬度為HRC60，內圈直徑為f285mm，採用磨削工藝，磨削餘量不均勻，需2h
才能磨好；而先用超硬刀具，僅用45min就加工成一個內環。結語：經過多年的研究和探索，我國在超硬刀具方面取得了很大的進展，
但
是，超硬刀具在生產中的應用還不廣泛。原因主要有以下幾個方面：生產企業、操作者對採用超硬刀具進行硬車削的效果了解不夠，普遍認為硬材料只能磨削；認為
刀具成本太高。硬車削最初的刀具成本比普通硬質合金刀具高(如PCBN比普通硬質合金貴十多倍)，但其分攤在每個零件上的成本比磨削還低，且帶來的效益比
普通硬質合金要好得多；對超硬刀具加工機理研究不夠；超硬刀具加工的規範不足以指導生產實踐。因此，除了對超硬刀具加工機理進行深入研究外，還必須加強超
硬刀具加工知識的培訓、成功經驗演示及嚴格操作規範，使這種高效、潔淨的加工方法更多地應用於生產實際。
 
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具、粉末造粒成型機、主機版專用頂級電桿、PCD V-Cut刀、捨棄式圓鋸片組、粉末成型機、主機版專用頂級電感、’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
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迎您親自體驗！！
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金刀具與硬質合金刀具相比，無論在強度、硬度和耐磨性方面均有了很大提高。車削硬度在HRC45~55的工件，低成本的塗層硬質合金可實現高速車削。近年
來，一些廠家應用改進塗層材料等方法，使塗層刀具的性能有了極大的提高。
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1500~1600°C時仍然硬度不降低、不氧化，刀片壽命為一般塗層刀片的4倍，而成本只有
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陶瓷刀具具有高硬度(HRA91~95)、高強度(抗彎強度為750~1000MPa)，耐磨性好，化學穩定性好，抗粘結性能良好，摩擦係數低且價格低廉
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倍，特別適合高硬度材料加工、精加工以及高速加工，可切削硬度達HRC65的各類淬硬鋼和硬化鑄鐵等。
常用的有：
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氧化鋁基陶瓷刀具比硬質合金有更高的紅硬性，高速切削狀態下切削刃一般不會產生塑性變形，但它的強度和韌性很低，為改善其韌性，提高耐衝擊性能，通常可加
入ZrO或TiC和TiN的混合物，另一種方法是加入純金屬或碳化矽晶須。氮化矽基陶瓷除紅硬性高以外，還具有良好的韌性，與氧化鋁基陶瓷相比，它的缺點
是在加工鋼時易產生高溫擴散，加劇刀具磨損，氮化矽基陶瓷主要應用於斷續車削灰鑄鐵及銑削灰鑄鐵。金屬陶瓷是一種以碳化物為基體材料，其中TiC為主要的
硬質相(0.5~2µm)，它們通過Co或Ti粘結劑結合起來，是一種與硬質合金相似的刀具，但它具有較低的親和性、良好的摩擦性及較好的耐磨性。它比常
規硬質合金能承受更高的切削溫度，但缺乏硬質合金的耐衝擊性、強力切削時的韌性以及低速大進給時的強度。
近年通過大量的研究、改進和採
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CBN的硬度和耐磨性僅次於金剛石，有極好的高溫硬度，與陶瓷相比，其耐熱性和化學穩定性稍差，但衝擊強度和抗破碎性能較好。它廣泛適用於淬硬鋼
(HRC≥50)、珠光體灰鑄鐵、冷硬鑄鐵和高溫合金等的切削加工，與硬質合金刀具相比，其切削速度可提高一個數量級。
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N)刀具硬度高、耐磨性好、抗壓強度高及耐衝擊韌性好，其缺點是熱穩定性差和化學惰性低，適用於耐熱合金、鑄鐵和鐵系燒結金屬的切削加工。PCBN刀具中
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陶瓷和PCBN刀具切削淬硬鋼的殘餘應力在切削灰鑄鐵和淬硬鋼時，可選擇陶瓷刀具或CBN刀具，為此，應進行成本效益和加工質量分析，以確定選擇哪一種。
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度從高到低依次為：圓形、100°菱形、正方形、80°菱形、三角形、55°菱形、35°菱形。刀片材料選定後，應選用強度盡可能高的刀片形狀。硬車削刀
片也應選擇盡可能大的刀尖圓弧半徑，用圓形及大刀尖圓弧半徑刀片粗加工，精加工時的刀尖圓弧半徑約為
0.8µm左右。淬硬鋼切屑為紅而酥軟的緞帶狀，脆性大，易折斷，不粘結，淬硬鋼切削表面質量高，一般不產生積屑瘤，但切削力較大，特別是徑向切削力比主
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80～200m/min，常用範圍為10～150m/min；採用大切深或強力斷續切削高硬度材料，切速應保持在80～100m
/min。一般情況下，切深為0.1～0.3mm之間。加工表面粗糙度低的工件，可選小的切削深度，但不能太小，要適宜。進給量通常可以選擇
0.05～0.25mm/r之間，具體數值視表面粗糙度值和生產率要求而定。
當表面粗糙度Ra=0.3～0.4µm時，採用超硬刀具進行
硬車削比用磨削經濟得多。
對工藝系統的要求除選擇合理的刀具外，採用超硬刀具進行硬車削對車床或車削中心並無特殊要求，若車床或車削中心剛度足夠，且加工軟的工件時能得到所要求的
精度和表面粗糙度，即可用於硬切削。為了保證車削操作的平穩和連續，常用的方法是採用剛性夾緊裝置和中等前角刀具。若工件在切削力作用下其定位、支承和旋
轉可以保持相當平穩狀態，現有的設備就可採用超硬刀具進行硬車削。超硬刀具在硬車削中的應用採用超硬刀具進行硬車削，此項技術經過十幾年的發展及推廣應
用，獲得了巨大的經濟效益和社會效益。下面以軋輥加工等行業為例，說明超硬刀具在生產中的推廣應用情況。
軋輥加工行業國內許多大型軋輥
企業已使用超硬刀具對冷硬鑄鐵、淬硬鋼等各類軋輥進行荒車、粗車和精車，均取得了良好的效益7平均提高加工效率2～6
倍，節約加工工時和電力50%～80%。如武漢鋼鐵公司軋輥廠對硬度為HS60～80的冷硬鑄鐵軋輥粗車、半精車時，切削速度提高了3倍，每車1根軋輥，
節約電力、工時費四百多元，節約刀具費近一百元，取得了巨大的經濟效益。如我校用FD22金屬陶瓷刀具車削HRC58～63的86CrMoV7淬硬鋼軋輥
時(Vc=60m/min，f=0.2mm/r，ap=0.8mm)，單刃連續切削軋輥路徑達15000m(刀尖後刀面磨損帶的最大寬度
VBmax=0.2mm)，滿足了以車代磨的要求。
工業泵加工行業目前國內碴漿泵生產廠的70%～80%已採用超硬刀具。
碴漿泵廣泛應用於礦山、電力等行業，是國內外急需的產品，其護套、護板是HRC63～67的Cr15Mo3高硬鑄鐵件。過去由於各種刀具難以車削這種材
料，所以只得採用退火軟化後粗加工，然後再淬火加工的工藝。採用超硬刀具以後，順利實現了一次硬化加工，免除了退火再淬火2道工序，節約了大量工時和電
力。
汽車加工行業在汽車、拖拉機等行業中的曲軸、凸輪軸、傳動軸的加工，刃具、量具的加工和設備維修中，經常會碰到淬硬工件的加工難題。如我國某機車車輛廠，
在設備維修中需要對軸承內圈進行加工，軸承內圈(材料GCr15鋼)的硬度為HRC60，內圈直徑為f285mm，採用磨削工藝，磨削餘量不均勻，需2h
才能磨好；而先用超硬刀具，僅用45min就加工成一個內環。結語：經過多年的研究和探索，我國在超硬刀具方面取得了很大的進展，
但
是，超硬刀具在生產中的應用還不廣泛。原因主要有以下幾個方面：生產企業、操作者對採用超硬刀具進行硬車削的效果了解不夠，普遍認為硬材料只能磨削；認為
刀具成本太高。硬車削最初的刀具成本比普通硬質合金刀具高(如PCBN比普通硬質合金貴十多倍)，但其分攤在每個零件上的成本比磨削還低，且帶來的效益比
普通硬質合金要好得多；對超硬刀具加工機理研究不夠；超硬刀具加工的規範不足以指導生產實踐。因此，除了對超硬刀具加工機理進行深入研究外，還必須加強超
硬刀具加工知識的培訓、成功經驗演示及嚴格操作規範，使這種高效、潔淨的加工方法更多地應用於生產實際。
 
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我國在金屬切削方麵有著悠久的曆史。古代加工石質、木
質、骨質和其他非金屬器物是今天金屬加工的序曲。在舊石器時代就有石砍砸器，到了新石器時代，人們再與大自然的搏鬥中生產工具得到了不斷的改進，如：石
斧、石刀、石鐮等。並且以能在石器上鑽孔。甚至把堅硬的石刃鑲嵌或粘接在骨把上製成夾固式石刃骨刀。
   
人類從這時候起，在生產實踐中逐步認識了刀刃的作用。可以這樣說，一個原始的切削加工過程形成了。基本上具備了切削的基本條件：刀具(帶刃口的石器)，被
加工對象(生產和生活用品)，切削運動。
   
我國的金屬切削加工工藝，從青銅器時代開始萌芽的，並逐漸形成和發展。從殷商到春秋時期已經有了相當發達的青銅冶鑄業出現了各種青銅工具，如：青銅刀、青
銅銼、青銅鋸等等。同時有出土文物與甲骨文記錄表明，這個時期的生產的青銅工具和生活工具，在製造過程中大都要經過切削加工或研磨。我國的冶鑄技術比西歐
早一千多年。滲碳、淬火、和煉鋼技術的發明，為製造堅硬鋒利的工具提供了便利的條件。鐵質工具的出現，表明金屬切削加工進入了一新的階段。有記載表明早在
三千多年前的商代已經有了旋轉的琢玉工具，這也就是金屬切削機床的前身。70年代在河北滿城一號漢墓出土的五銖錢，其外圓上有經過車削的痕跡，刀花均勻，
切削振動波紋清晰，橢圓度很小。有可能將五銖錢穿在方軸上然後裝夾在木質的車床上，用手拿著工具進行切削。
八世紀的時候我國就有了金屬切
削車床。到了明代，手工業有了很大的發展，各種切削方法，有了較細的分工。如：車、銑、鑽、磨等等。從北京古天文台上的天文儀器可以看出當時采用了與五、
六十年代類似的加工方法。這也就說明當時就有較高精度的磨削、車削、銑削、鑽削等等。其動力是畜力和水力。
   
清末，由於政府腐敗和外國的侵略使我國的科學技術發展停滯不前，金屬加工也處於落後的狀態。
   
解放前，我國的工業已經十分落後，根本沒有自己的機床，工具製造業。就連高速鋼這樣的工具材料，麻花鑽這樣的普通工具都不能製造。
   
解放後，我國的機床也有了長足的發展。機床和工具製造業也從無到有，從小到大。
   
七八十年代，工具材料進一步得到發展，硬質合金和高速鋼的規格和品種不斷增加。如：塗層硬質合金、立方碳化硼，陶瓷等等。到了八十年代數控、數顯設備也開
始發展起來了。由於受當時電子設備、微機、傳輸等影響，沒有太大的發展空間。隨著電子設備、微機、傳輸速率的快速發展，數控、數顯設備也快速發展起來了。
   
現今，我國機床製造也已基本上成熟了，特別是在普通機床上。準確來講機床是先進製造技術的載體，機械產品質量、更新速度、應變能力、效率在相當程度上取決
於機床。我國現在對機床的需求將是中檔數控機床、加工中心和專用機床為主。其他機床相對要少得多了。而我國的尖端數控機床和自動化生產線的製造還不能與世
界強手相比。
   
但是，我國在軍事，航空等方麵還需要精密、複合、智能的設備。這也就要求我們奮發圖強趕上他們，在這樣的環境下也確定了我國數控機床的發展方向，向複合、
高速、智能、精密、環保等方麵的發展，完善我國自主知識產權的開放式數控係統平台及技術規範，開發數控機床的智能化和網絡化技術；進一步研究並聯加工技術
和集車、磨、銑、鑽、鉸、鏜等工序於一身的集成技術，減少加工中的裝夾次數；攻克高水平電主軸、直線電機、高速滾珠絲杠等功能部件製造技術，提高產品性能
和技術水平；推廣機械加工中的無冷卻、無潤滑、無氣味等技術，減少機床使用中對環境的汙染。
 
而普通機床也不能少，在小規模的生產廠家普通機床是必不可少的，這些廠家主要以修配和小批量生產為主，一些民品的精度不是很高，普通機床完全可以滿足他們
的需要。
    刀具材料的發展及現狀
   
在現代機械加工中，刀具材料以硬質合金和高速鋼用得最多，幾乎各占一半。高速鋼的發明和應用，已有整整一個世紀的曆史，硬質合金則已有半個世紀。但二者均
研製出許多新品種，其性能不斷提高，在機械加工中發揮著重要作用。近年來，隨著數控加工技術的迅猛發展以及數控機床的普遍使用，要實現高效率、高穩定性、
長壽命加工。超硬刀具的應用也日漸普及起來，同時引入了許多先進的切削加工概念，如高速切削、硬態加工、高穩定性加工、以車代磨、幹式切削等。超硬刀具已
成為現代切削加工中不可缺少的重要手段。
    （一）超硬刀具
   
超硬刀具主要包括金剛石刀具和立方氮化硼刀具，其中以人造金剛石複合片(PCD)刀具及立方氮化硼複合(PCBN)刀具占主導地位。
   
（1）PCD金屬切削刀具
   
PCD金屬切削刀具可利用PCD材料的高硬度、高耐磨性、高導熱性及低摩擦係數實現有色金屬及耐磨非金屬材料的高精度、高效率、高穩定性和高表麵光潔度加
工。此類刀具從結構上主要可分為焊接式PCD刀具和可轉位式PCD刀片。近年來焊接式PCD刀具中發展較快的品種是帶標準刀柄的PCD刀具，如帶柄PCD
銑刀、PCD鏜刀、PCD鉸刀等，刀柄型式主要為圓柱柄、錐柄和HSK柄。這種刀具(尤其是多齒刀具)的特點是切削刃對刀柄的跳動小(如刃長為30mm的
HSK柄PCD銑刀的切削刃跳動僅為0.002mm)，尤其適合於對各種有色金屬零件的成形麵、孔、階梯孔等進行大批量高速加工。例如，采用鋁基體刀盤的
PCD高速銑刀(六刃，直徑100mm)，最高轉速可達20,000r/min以上，切削速度可達7,000m/min。
   
可轉位式PCD刀片是在硬質合金可轉位刀片上鑲裝一塊PCD刀坯再經刃磨而成，可裝夾在各種數控機床的刀杆、刀夾或刀盤上，用於高可靠性的大批量加工。隨
著數控機床、加工中心及自動生產線的日益普及，可轉位式PCD刀片的使用越來越多，其刀具耐用度較硬質合金刀具可提高幾十倍。
   
（2）PCBN金屬切削刀具
    PCBN金屬切削刀具也可分為焊接式PCBN刀具和可轉位式PCBN刀片兩類。
   
焊接式PCBN刀具是將PCBN刀坯焊接在鋼基體上經刃磨而成，主要有車刀、鏜刀、鉸刀等。PCBN刀具大多用於耐磨黑色金屬的加工，因此其刀尖角不能太
小，刀具前角一般為-5°～5°，後角一般為3°～10°，斷續切削時一般采用負倒棱。
   
轉位結構的PCBN刀片(主要為車刀片和銑刀片)一般是在可轉位硬質合金刀片的一個角上鑲焊一塊PCBN刀坯，經刃磨而成。考慮到刀坯較貴及重磨等原因，
一般隻做成一個刀尖。隨著焊接工藝質量的提高，其剪切強度可達0.78kg/m2。隨著PCBN刀坯尺寸越做越小，不重磨PCBN刀片的價格也隨之降低。
    （二）超硬刀具的典型應用
（1）硬態加工，以車代磨
   
由於PCBN刀具具有極高的硬度及紅硬性，可使被加工的高硬度零件獲得良好的表麵粗糙度，所以采用PCBN刀具車削淬硬鋼可實現“以車代磨”。應用實例如
汽車、摩托車齒輪孔的加工，此類零件材料一般為20CrMnTi，滲碳淬火，表麵硬度為60～62HRC，齒輪孔精度為IT6，表麵粗糙度
Ra≤0.8μm。傳統加工工藝為：機加工->熱處理->磨削。采用超硬刀具“以車代磨”的加工工藝為：粗加工->熱處理->精
加工。新工藝可大幅度提高加工效率，降低加工成本，原采用磨削工藝一班僅能加工100個小齒輪，現采用PCBN刀具車削(切削參數
V=60～120m/min，f≤0.12mm/r，ap≤0.1mm，一班能加工400個小齒輪，此外，分攤到每個齒輪的加工成本也有所下降。
   
（2）高速切削，高穩定性加工
   
在汽車發動機生產線上，灰鑄鐵缸體的缸孔精加工是關鍵工序之一，要求缸孔加工尺寸精度高、表麵粗糙度值小、穩定性好；由於生產線加工節拍快，要求切削速度
高(通常V≥500m/min)，刀具壽命長(加工孔數≥1000)，且倒角、止口、粗精鏜等多個工位的刀片壽命均應滿足耐用度要求。采用PCBN刀具即
可實現發動機缸孔的高速切削及高穩定性加工，其典型切削參數為：V=500m/min，f=0.2～0.4mm/r，ap=0.2～0.7mm；加工表麵
粗糙度Ra≤1.6μm，刀具壽命>1,000件。
    （3）有色金屬的高速、高穩定性、低粗糙度加工及鏡麵加工
   
采用PCD刀具加工有色金屬時，由於金剛石硬度高，表麵與金屬親合力小，且刀具一般拋光成鏡麵，不易產生積屑瘤，因此加工尺寸穩定性及表麵質量都很好，刀
具壽命也較長。
   
例如，采用PCD刀具加工電機整流子的紫銅換向器，典型切削參數為：V=300m/min，f=0.08mm/r，ap≤0.15mm，加工表麵粗糙度
Ra0.1～0.2μm，刀具壽命>5,000件，而采用硬質合金刀具則隻能加工幾件。
   
采用PCD刀具加工各種矽鋁合金零件，表麵粗糙度Ra≤0.1μm，刀具壽命可達幾千～幾萬件，尤其適合汽車、摩托車零件的大規模生產。
   
采用單晶金剛石刀具，在超精密車床上可實現鏡麵球形加工。機床采用超精密氣體靜壓主軸及回轉工作台，跳動量≤0.3μm，工件采用高精度氣動卡盤，可實現
快速高精度定位。加工無氧銅材料時，表麵粗糙度Ra≤0.025μm，圓度≤0.3μm；加工鋁件時，表麵粗糙度Ra≤0.025μm。
   
（4）幹式切削，清潔化加工
   
采用PCBN刀具加工含硼鑄鐵缸套，切削參數：V=200m/min，f=0.1mm/r，ap=0.2～1mm，加工表麵粗糙度Ra≤1.6μm，精度
IT6，兩次刃磨間刀具壽命>100件，可實現“以車代磨”。由於采用幹式切削，避免了切(磨)削液及砂輪灰對環境的汙染，切屑也可回收再利用，符
合清潔化生產要求。
    以上所說的刀具價格比較貴一些小型生產廠家由於成本的問題不會去大量購買。
（三）我國的新型刀具
   
這種添加稀土元素的硬質合金是刀具材料新品種之一。稀土元素是指化學元素周期表中原子序數57～71(從La到Lu)，再加上21和39(Sc和Y)，共
17個元素。將某些稀土元素，以一定方式，微量添加到傳統的硬質合金牌號中，即可有效地提高它們的機械性能與切削性能。我國稀土元素資源豐富，對稀土硬質
合金的研究開發，領先於其他國家。已研製出下列牌號的刀具用稀土硬質合金：YG8R(相當於ISOK30級別)、YG6R(K20)、
YW1R(M10)、YW2R(M20)、YT5R、YT14R(P20)、YT15R(P10)、YS25R(P25)。還有礦山、地質工具牌號
YG11CR。在YG8、YT14、YW1硬質合金中添加了Ce、Y等稀土元素後，形成了稀土硬質合金YG8R、YT14R、YW1R。YG8R主要用於
鑄鐵和有色金屬的粗加工；YT14R主要用鋼材的半精加工；YW1R則為通用牌號，可用於各種工件材料的半精加工。
   
經過測試，添加稀土元素後硬質合金的組織比較致密；室溫硬度和高溫硬度有所改善；斷裂韌性和抗彎強度顯著提高，分別提高20%和10%以上。
   
稀土硬質合金的耐磨損和使用壽命試驗
   
通過一些試驗，稀土硬質合金與無稀土元素的原刀片相比，YG8R、YT14R、YW1R刀片的耐磨性和使用壽命均有不同程度的提高。稀土硬質合金與無稀土
元素的原刀片相比，在車削花鍵軸鋼件，便刀尖受衝擊，直至刀尖破損為止。經多次重複試驗，在刀尖破損前，YG8R、YT14R、YW1R刀片所能承受的衝
擊次數分別比YG8、YT14、YW1刀片提高1～2倍以上等優勢。
   
稀土元素存在於(W,Ti)C或(W,Ti,Ta,Nb)C固溶體中，能強化硬質相；並能抑製WC晶粒不均勻長大，使之趨向均勻，平均晶粒尺寸有所減小。
少量稀土元素還固溶在粘結相Co中，使粘結相得到強化。稀土元素富集在WC/Co的相界麵處及(W,Ti)C/(W,Ti)C等相界麵間，常與雜質S、O
等化合形成RE2O2S等化合物，改善了界麵上潔淨狀況並提高了硬質相與粘結相的潤濕性。由此，稀土硬質合金的衝擊韌性、抗彎強度及工作時的抗衝擊能力明
顯得到提高。其硬度、耐磨性及刀具表麵上抗擴散和抗氧化的能力亦有一定提高。
   
經過電鏡測試，還發現稀土硬質合金刀片在切削時表層有富鈷現象，故能降低切屑、工件與刀具間的摩擦係數，從而可以降低切削力。
   
稀土元素在自然界蘊藏豐富，價格不高，添加在硬質合金中可以明顯地提高機械、物理性能和使用性能，故有廣闊的應用前景。
 
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PCD Diamond Tool’
Saw Blade with Indexable Insert’NAS tool、DIN or JIS tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills’end mill grinder’drill grinder’sharpener、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angel carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-nosed slot drills、Mould
cutter、Tool manufacturer.
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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Reference source from the internet.
Hard Turning refers to
the process of single point cutting of hardened pieces within the 2
micron range with hardness between 58 and 62 HRC. Hard turning has
proven to be worthy alternative to the more expensive and cost consuming
grinding. The main advantages of hard turning compared to grinding:
Advantage
1: Cost saving
A standard single point cutting tool can
turn complex contours eliminating the need for expensive form wheels and
thus reducing the tool costs tremendously.
Advantage 2: Time
saving
Multiple operations can be done in one clamping
set-up which means less part handling, easy configuration changes
reducing the cycle time drastically. Hard turning operations are in some
cases 80% faster than comparable grinding operations.
Advantage
3: Environmental friendly
Environmental Hard turning is in
many cases a dry and environmental process eliminating the disposal of
grinding sludge.
GRINDING COMPARED TO HARD TURNING
GRINDING
HARD TURNING
1.
Long set
up times
1.
Short set up times
2.
Multiple clamping operations
2.
Single
clamping operation
3.
Long cycle
times
3.
Cycle times up to 80% faster
4.
Low chip volume
4.
High
chip volume possible
5.
Profiled
grinding wheel
5.
Single point tool tip
6.
Non-productive dressing operations required
6.
No dressing, effective cutting
time
7.
High investment costs
7.
Low
investment costs
8.
Environmental unfriendly due
to grinding sludge
8.
Dry cutting, thus
clean process
作为德国知名企业，埃马克(EMAG)集团在齿轮、轮毂、转向节等盘类零件加工方面一直
不断追求创新、高效，其倒置式车削中心不仅全球独一无二，而且其在以车代磨工艺方面的研究和造诣也是首屈一指，其中EMAG VL3、VL5 和VSC
系列在连续切削和断续切削方面都可以实现以车代磨，得到了国内外众多客户的普遍认可和广泛使用。
埃马克(EMAG)车削中心VL
系列和VSC 系列作为埃马克以车代磨技术的优秀代表，可加工直径小于400mm
的各种盘类零件，不仅具有出色的表面加工质量、光洁度高，而且加工效率更胜一筹，速度非常快，且自动化程度也远远高于其他厂商的同类机床。而所有这些特质
的诞生均来源于埃马克诸多领先于行业一步的优秀技术和机床设计成果。
(1)采用人造大理石床身设计，减震性能和热稳定性都非常好。埃马克
VL 系列和VSC 系列采用了高级矿物料浇铸而成的车身，与灰铸铁床身相比，减震效果高出6-8
倍，床身静动态平衡卓越，热稳定性能出色，与传统材料的床身相比，产品的表面光洁度好，刀具寿命更长。机床采用桥式框架结构，高架滑台安装在床身上方并承
载着立式主轴，所以受力非常均匀，刚性极佳。两个回路的致冷机组可使机床温度与环境温度保持十分接近，从而消除了因温度波动而引起的精度误差。
(2)
采用倒立式的机床设计，排屑非常方便，而且机床的导轨、光栅尺、主轴电机、带套筒的主轴、刀塔、电器柜等重要部件都在工作区的上方，落屑朝下，不会受到铁
屑的影响，因而对刀具寿命的提高及产品表面光洁度和几何尺寸都非常有帮助。
(3)机床配置了自动上下料系统，减少了人工操作的强度和误
差，减少了投资成本。
(4)机床的主轴功率和扭矩都非常大，因此该机床既能做粗加工，也能做精加工，既可以硬车，也能做软车，且都能满足
高精度、高表面质量的要求。用户之前选用磨床对图示零件进行加工。当得知EMAG 的VL5 机床“以车代磨”工艺后,
通过比较设备投资、日常生产消耗、加工效率等多方因素签，用户最终选择了EMAG 的VL5，
结果不仅达到预期的表面加工质量要求，内孔直径公差达到Cmk1.67 以上。 而且提高加工效率一倍多， 极大的降低了工件成本。EMAG
埃马克VL、VSC 系列加工的齿轮内孔不仅尺寸精度高, 表面光洁, 同时节约一半以上的投资成本。
 
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刀、捨棄式圓鋸片組、粉末成型機、主機版專用頂級電感、’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 tool、aerospace tool .HSS  DIN Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end mill、disc milling cutter,Aerospace
cutting tool、hss
drill’Фрезеры’Carbide drill、High speed steel、Compound Sharpener’Milling cutter、INDUCTORS FOR PCD’CVDD(Chemical Vapor Deposition
Diamond )’PCBN
(Polycrystalline Cubic Boron Nitride) ’Core drill、Tapered end
mills、CVD Diamond
Tools Inserts’PCD
Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool. INDUCTORS FOR PCD .
POWDER FORMING MACHINE
‘Single Crystal
Diamond ‘Metric
end mills、Miniature
end mills、Специальные
режущие инструменты ‘Пустотелое сверло
‘Pilot reamer、Fraises’Fresas con mango’
PCD (Polycrystalline
diamond) ‘Frese’POWDER
FORMING MACHINE’Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、Staple Cutter’PCD diamond cutter specialized in
grooving floors’V-Cut
PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert’
PCD Diamond Tool’
Saw Blade with Indexable Insert’NAS tool、DIN or JIS tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills’end mill grinder’drill grinder’sharpener、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angel carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-nosed slot drills、Mould
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Tungsten carbide, WC, or
tungsten semi-carbide, W2C, is a chemical compound containing tungsten
and carbon, similar to titanium carbide. Colloquially, tungsten carbide
is often simply called carbide.
  Carbide cutting surfaces are
often useful when machining through materials such as carbon steel or
stainless steel, as well as in situations where other tools would wear
away, such as high-quantity production runs. Most of the time, carbide
will leave a better finish on the part, and allow faster machining.
Carbide tools can also withstand higher temperatures than standard high
speed steel tools. The material is usually tungsten-carbide cobalt, also
called "cemented carbide", a metal matrix composite where tungsten
carbide particles are the aggregate and metallic cobalt serves as the
matrix.
  The process of combining tungsten carbide with cobalt is
referred to as sintering or Hot Isostatic Pressing (HIP). During this
process cobalt eventually will be entering the liquid stage and WC
grains (>> higher melting point) remain in the solid stage. As a
result of this process cobalt is embedding/cementing the WC grains and
thereby creates the metal matrix composite with its distinct material
properties. The naturally ductile cobalt metal serves to offset the
characteristic brittle behavior of the tungsten carbide ceramic, thus
raising its toughness and durability. Such parameters of tungsten
carbide can be changed significantly within the carbide manufacturers
sphere of influence, primarily determined by grain size, cobalt content,
dotation (e.g. alloy carbides) and carbon content.
  Machining
with carbide can be difficult, as carbide is more brittle than other
tool materials, making it susceptible to chipping and breaking. To
offset this, many manufacturers sell carbide inserts and matching insert
holders. With this setup, the small carbide insert is held in place by a
larger tool made of a less brittle material (usually steel). This gives
the benefit of using carbide without the high cost of making the entire
tool out of carbide. Most modern face mills use carbide inserts, as
well as some lathe tools and endmills.
To increase the life of
carbide tools, they are sometimes coated. Four such coatings are TiN
(titanium nitride), TiC (titanium carbide), Ti(C)N (titanium
carbide-nitride), and TiAlN (Titanium Aluminum Nitride). (Newer
coatings, known as DLC (Diamond Like Coating) are beginning to surface,
enabling the cutting power of diamond without the unwanted chemical
reaction between real diamond and iron.)
  Most coatings generally
increase a tool's hardness and/or lubricity. A coating allows the
cutting edge of a tool to cleanly pass through the material without
having the material gall (stick) to it. The coating also helps to
decrease the temperature associated with the cutting process and
increase the life of the tool. The coating is usually deposited via
thermal CVD and, for certain applications, with the mechanical PVD
method. However if the deposition is performed at too high temperature,
an eta phase of a Co6W6C tertiary carbide forms at the interface between
the carbide and the cobalt phase, facilitating adhesion failure of the
coating.
 
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
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  工業用鋼
通常所指的鋼鐵材料是
鋼和鑄鐵的總稱，指所有的鐵碳合金。在工業用鋼中除鐵、碳之外，還含有其他元素。分常存元素；偶存元素；隱存元素和合金元素。常存元素有錳、矽、硫、磷。
偶存元素是由於礦石產地不同（有與鐵共存的共生礦混入）及以廢鋼為原料，在冶煉及工藝操作時帶入鋼中，如銅、鈦、釩、稀土元素等。隱存元素是指原子半徑較
小的非金屬元素，如氧、氫等。合金元素是指為改變成分特別添加的元素，如鉻、鎳、鎢、鉬、釩等。
碳素鋼（簡稱碳鋼）是含碳量大於0.0218%而
小於2.11%的鐵碳合金。由於碳鋼具有較好的機械性能和工藝性能，並且產量大、價格較低，因此它是機械工程上應用十分廣泛的金屬材料。但碳鋼也有某些不
足之處，如硬化能較低、回火軟化抵抗較差、屈強比低。碳鋼的強度潛力雖經熱處理仍不能充分的發揮。為了滿足現代工業和科學技術的不斷發展，因而發展了合金
鋼。
　　合金鋼是在碳鋼的基礎上，添加某些合金元素，用以保證一定的生產和加工技術以及所要求的組織與性能的鐵基合金。合金鋼用量雖少，但卻非常
重要。合金鋼有較好的性能，但也有不少缺點。最主要的是由於含有合金元素，其生產和加工工藝比碳鋼差，也比較複雜，價格也較昂貴。因此，在應用碳鋼能夠滿
足要求時，一般不使用合金鋼。
  鋼的分類
　
鋼的種類繁多，為了便於生產、使用和研究，可以按照化學成分、冶金品質和用途對鋼進行分類。
一、按化學成分分類
1.
按鋼材的化學成分可分為碳素鋼和合金鋼兩大類。
2.碳素鋼按含碳量多少可分為低碳鋼（C%≤0.25%）、中碳鋼
（C%=0.25%～0.60%）和高碳鋼（C%>0.6%）三類。
特別極軟鋼（C%≤0.08%）、極軟鋼
（C%＝0.08%~0.12%）、軟鋼（C%＝0.12%~0.20%）、半軟鋼（C%＝0.20%~0.30%）、半硬鋼
（C%＝0.30%~0.40%）、硬鋼（C%＝0.40%~0.50%）、最硬鋼（C%＝0.50%~0.60%）。
3.合金鋼按合
金元素的含量又可分為低合金鋼（合金元素總量<5%）、中合金鋼（合金元素總量為5～10%）和高合金鋼（合金元素總量>10%）三類。
4.
合金鋼按合金元素的種類可分為錳鋼、鉻鋼、硼鋼、鉻鎳鋼、矽錳鋼、鉻钼鋼、鉻鎳钼等。
二、按冶金品質分類
　1.按鋼中所含有
害雜質硫、磷的多少，可分為普通鋼（S%≤0.055%，P%≤
0.045%）、優質鋼（S%、P%≤0.040%）和高級優質鋼
（S%≤0.030%，P%≤0.035%）三類。
2.此外，按冶煉時脫氧程度不同，可將鋼分為輕度脫氧之未凈鋼（rimmed
Steel）、充分脫氧之全靜鋼（Killed Steel）和中度脫氧之半靜鋼（Semi- Killed Steel）三類。
三、
按用途分類
1.按鋼的用途可分為結構鋼、工具鋼、特殊鋼三大類。
2.結構鋼又分為工程結構件用鋼和機械構造零件用鋼
兩部分。工程構件用鋼包括建築工程用鋼、橋樑工程用鋼、船舶工程用鋼、車輛工程用鋼。機械用鋼包括調質鋼、彈簧鋼、滾動軸承鋼、滲碳和滲氮鋼、耐磨鋼等。
這類鋼一般屬於低、中碳鋼和低、中合金鋼。
3.工具鋼分為刃具鋼、量具鋼、模具鋼。主要用於製造各種刀具、模具和量具，這類鋼一般屬於
高碳、高合金鋼。
4.特殊性能鋼分為號規用鋼、易切鋼、軸承鋼、彈簧鋼、磁性用鋼、不銹鋼、耐熱鋼等。這類鋼主要用於各種特殊要求的場
合，如化學工業用的不鏽耐酸鋼、核電站用的耐熱鋼等。
四、按金相組織分類
1.按鋼退火態的金相組織可分為亞共析鋼（hypo-
eutectiod steel）、共析 鋼 （eutectiod steel）、過共析鋼（hyper- eutectiod steel）三種。
2.按鋼正常化態的金相組織可分為波來體鋼（Pearlite steel）、變韌體鋼（Bainite
Steel）、麻田散體鋼（Martensite Steel）、沃斯田體鋼（Austenite  Steel）等四種。
在給鋼的產品命名時，
往往把成分、品質和用途幾種分類方法結合起來。如碳素結構鋼、優質碳素結構鋼、碳素工具鋼、高級優質碳素工具鋼、合金結構鋼、合金工具鋼、高速工具鋼等
五、
鋼的發展趨勢
目前，鋼的發展趨勢有以下特點：
1．新鋼種不斷增加
　　為適應工業和科學技術的發展對鋼提出的日益增高的要求，不
斷創造出具有某些特殊性能的新鋼種。鋼的種類在不斷地增加。
2．舊鋼種不斷減少
　　為了生產、管理和使用的方便，目前大量使用的成熟鋼
種又在不斷地減少，集中生產使用效果較好的通用性強的少數品種。
3．舊的生產工藝不斷改進，鋼的性能不斷提高
　　在發展新鋼種的同時，集
中力量改進鋼的生產工藝，提高現有鋼種的質量。例如，在鋼的冶煉上採用真空冶煉，電渣重熔或真空去氣等技術，大大減少鋼中的有害雜質和氣體，提高鋼的性
能。因此對於同一種鋼，由於生產工藝的改進，性能也不斷在提高。
4．鋼的純淨度越來越高
　　為了適應科學技術發展對鋼材性能的要求，發展
出了高純淨度鋼。其基本特點是高純淨度，硫、磷含量極低，已經達到百萬分之一數量級。超純淨鋼晶粒非常細小，無應變時效，成形性能極佳，被稱為新一代超級
鋼。
六、機械工業用新金屬材料及精密陶瓷
1.  
超高強韌鋼－麻田散體鋼、二次硬化鋼（thermo-mechanical treatment）、麻時效鋼（marage steel）
2.  
形狀記憶合金（shape memory alloy）
3.   超塑性合金（superplasticity alloy）
4.   非晶質合金（amorphous alloy）
5.   儲氫合金（hydrogen storage
alloy）
6.   精密陶瓷（fine ceramics）
 
歡
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材料的規格及選用
 
規格(Specification)不僅是產品需求的敘述，也是資料技術溝通的依據。配合特別的用途，生產者選用符合需要的材質，隨著工業化程度的提高及
國際間貿易往來的趨勢，產品的流通愈來愈頻繁，為了增進效率及提供產品零件的互換性，工業規格的訂定更是必然的結果。在機械材料的範疇方面，同樣的必須有
一定的規格，以作為生產者及使用者依循的規範。
完備的規格應具有以下資料的敘述:
1.適用範圍(Scope):包括
用途(如：板、線、管)，適用尺寸等。
2.化學成分(Chemical
Composition):包括各項成分元素的含量範圍或成分代號。
3.定性敘述(Quality
Statement):指品質方面，例如煉鋼方式或脫氧情況。
4.定量需求(Quantitative
Requirement):指定化學成分範圍、物理及機械性質需求，以適應使用上經濟的理由。
5.其他需求(Other
Requirment):如特殊容許差、材料表面狀況等。
現今世界各國各依其工業化的發展而有不同的工業規格，例如：美國的ANS(美
國國家標準)、日本的JIS(日本工業標準)、德國的DIN(德國工業標準)等。而在針對機械材料規格方面，常用的還包括ASTM(美國材料試驗協會)、
AISI(美國鋼鐵協會)、SAE(美國汽車協會)等，而我國主要則依據CNS(中國國家標準)訂定。
材料的選擇及應用是學習材料規
格的重要目的，所以本章最後舉例說明，如何在產品需求及相關考慮之下，選擇適當材料。
材料的規格
材料的規格最主要可以由：材料的種類、成份和機械性質來說明。而為了標準化起見，材料必須經由一套嚴謹的試驗規範，確保其可靠度。世界各國都有其材料試驗
的標準程序，我國也不例外，例如：CNS有關材料試驗部份，其中「鋼料之檢驗通則」(CNS2608,G2018)規定：
   
本標準主要內容包括：適用範圍、檢驗及重驗三部分
適用範圍：本標準適用於鋼料之一般檢驗
檢驗部份：說明化學成份試驗
和機械性質試驗的試片取樣及檢 驗標準方法
重驗部份：說明規格部份不合規定的試片，必須經由複驗判定 合格及不合格。
又
如「非鐵金屬材料之檢驗通則」(CNS4195,H2045)中規定：
本標準主要內容包括：適用範圍、檢驗及重驗三部分
適
用範圍：本標準規定非鐵金屬材料檢查一般事項
檢驗部份：規定有關外觀、尺度、化學成份試驗和機械性質試 驗的試片取樣及試驗事項
重
驗部份：說明試驗結果如部份規格與規定不合，必須經由重 驗判定合格及不合格。
常用的材料編號
一般材料的化學成份與機械性質是息息相關的，因此常用的材料編號大多是以化學成份命名為主，再輔以機械性質(如第七章部分材料的規格敘述)。由於材料範圍
很廣，因此本章內容，主要以鋼鐵材料的編號為主，另外輔以部分非鐵金屬及非金屬材料來做說明。
在工業上，鋼鐵材料(包括碳鋼在內)必依
其化學成份，使用一定的編號以利於選用，這是基本的認識。目前，在我國較常用的規格有三種：中國國家標準(CNS)、日本工業標準(JIS)、美國鋼鐵學
會－美國汽車工程師學會(AISI-SAE)。另外德國工業標準(DIN)和美國統一標準編號(UNS)相關業界有時也會採用。而其它還有常見的各國規格
名稱。
1．中國國家標準(CNS)
（1）鋼鐵的規格
中國國家標準CNS是Chinese
National Standard的簡寫，CNS對鋼鐵材料的編號主要依據CNS 109 原則上由下列三部分組成：
第一部分為材
質，鋼鐵材料大部分以S(Steel鋼)或F(Ferrum鐵) 表示。
第二部分有兩種不同的表示法；
a．表示標準名稱或是製品用途。常用的有－P：Plate(薄板) 、 T：Tube(管) 、 U：Use(特殊用途)、 W：Wire(線材) 
、F：Forging(鍛造) C：Casting(鑄造)
         例：S P CC：Plate，鋼板(冷軋)。
            
SUP：Use Spring，彈簧用鋼
b．用於結構的鋼料(包括結構用碳鋼及合金鋼)，代表主要合金元素或含碳量(結構用碳鋼時)，表示含碳量時，通常以含碳量之100倍數值表示，
            
例：SCM420：鉻鉬鋼，第420種
             S25C：碳鋼，含碳量0.25％。
第三部分為
該材料之種類號碼，或是最低抗拉強度、降伏強度。若是表示最小抗拉強度或最小降伏強度，通常以三位數字表示。
        
例：SCM 420表示鉻鉬鋼中編號420的材料
             STB 340 表示鍋爐及熱交換器用鋼，抗拉強度不
            
低於340 N/mm2。
以與合金量之表示法有所區別。常用於建築結構用等不須規定含碳量鋼料的場合。
註：機械結構用鋼料的符號
機械結構用鋼料使用很廣，因此CNS 2608 G
2018特別在附錄2中說明適用範圍及其符號所代表的意義：
適用範圍：機械結構用碳鋼鋼料及結構用合金鋼鋼料種類符號之組成。
a．符號順序為鋼之主要合金元素、主要合金元素含量或代表值、附加符號。其中除鋼之代表符號S、碳之符號C之外。
附加符號由第一群及
第二群組成，
第一群—為鋼料為改善其性質(例如切削性)所添加的特殊元素
（例）改善切削性之添加元素 
基
本鋼
附加符號
鉛添加鋼
L
硫添加鋼
S
鈣添
加鋼
U
第二群—為鋼料除化學成份之外的保證特性
（例）保證特殊特性之添加符號
特
性
附加符號
硬化能保證鋼
H
表面硬化用鋼
K
（例）
      S 30 C ：碳鋼，含碳量0.30﹪
      S 20 C
4：碳鋼，含碳量0.20﹪第四種構造用碳鋼
      S(55)C：一般構造用碳鋼，最小抗拉強度 55kg /mm2
     
S85WMo(HS)：含碳量0.85﹪的鎢鉬高速鋼
      OS 90C (T)：以平爐煉鋼法提煉，含碳量0.9﹪的工具鋼
b．碳含量的代表值。
（2）鋁及鋁合金的規格
鋁及鋁合金之種類及符號係依CNS 2068
H3021之規定，適用範圍為鍛鋁、鍛鋁合金(以下簡稱鍛鋁合金)及鑄鋁、鑄鋁合金(以下簡稱鑄鋁合金)之合金種類及鍊度符號。
鍛鋁合
金之編號依其合金成分，共分1xxx~8xxx系，另有9xxx系為備用，，鑄鋁合金之規格亦分1xxx~9xxx九系，其中6xxx系為備用。
而
所謂”鍊度”係指”製造過程中，依加工、熱處理等條件之差異所獲得機械性質之區分”。鍊度符號又分為基本符號與細分符號。基本符號為一字英文字母(大
寫)，細分符號為一位數字或多位數字組合並附在基本符號之後。
a．基本符號
鋁合金的鍊度基本符號分為四種。
b．
細分符號
鋁合金鍊度之基本符號H及T之細分符號，依下列規定。
鍛鋁合金的編號及化學成分。
2．日
本工業標準(JIS)
JIS是Japanese Industral Standard
的簡稱，JIS對於鋼鐵材料的的編號大致可分兩大類：
（1）一般機械構造用碳鋼：
   
其材料編號方法和CNS的第一種表示法相同。
（例）S 30C 表示含碳量0.30﹪的機械構造用碳鋼
（2）其他用
途的碳鋼及合金鋼：
    這一類鋼的材料編號表示法，大致可分三部分：
第一部分為材質，鋼以S、鐵以F表示，其他
非鐵類如表11- 。
第二部分表示鋼製品的規格或用途，例如：K代表工具鋼、TB
代表鍋爐用鋼管、PC2代表冷軋鋼
板。
第三部分為為鋼料的種別，以1,2,3來表示。
此外如果需要，可將材料的加工方法、熱處理方式等附註於後，加工
方法例如:D(Drawing)抽製、G(Grinding)研磨、T(Turning)車削、Ex(Extruded)擠製。熱處理方法大多記於金屬符
號之後，並在二者之間加入"-"
（例）SK2：第二種碳素工具鋼
      SKS11：第十一種切削用工具鋼
     
SUH301：第301種耐熱鋼
      SUS301-1/2H：第301種不銹鋼，1/2硬質材料
3．常用
的美國材料編號及規格
（1）美國鋼鐵學會－美國汽車工程師學會(AISI-SAE)
AISI和SAE在1941年共同訂定鋼鐵材料的分類，以四個(或五個)數目字為記號來分類。其中
第一位數，表示鋼料的種類，如：鎳鋼
為2、鎢鋼為7。
第二位數，為主要合金元素的百分值；0表示無其他合金元素。
第三、四位數(或第三、四、五位數字)
代表含碳量。
（例）
        SAE1045：含碳量0.45的碳鋼，與CNS中S 45C 鋼料相當。
       
SAE4140：含碳量0.40的鉻鉬鋼，與JIS中SCM440鋼料相當。
鋼    種
編號
鋼   
種
編號
碳鋼
1×××
耐熱鋼
30×××
普
通碳鋼
10××
鉬鋼
4×××
易削鋼(加硫)
11××
Cr(0.7﹪)
41××
錳 鋼
13××
Ni-Cr
43××
鎳
鋼
2×××
Ni(1.75﹪)
46××
0.50﹪Ni
20××
鉻鋼
5×××
1.50﹪Ni
21××
Cr(1.0﹪)
51××
3.50﹪Ni
23××
Cr(1.5﹪)
52××
鎳鉻鋼
3×××
鉻釩鋼
6×××
1.25﹪Ni0.6﹪Cr
31××
鎢鋼
7×××
1.75﹪Ni1.0﹪Cr
32××
鎳鉻鉬
8×××
3.50﹪Ni1.5﹪Cr
33××
矽錳鋼
9×××
（2）美國材料協會及美國機械工程師協會 ASTM(ASME)
ASTM是非常廣泛被採用的材料規範，它的特色主要
是針對產品的特性及表現而定。ASTM 表示法是以以字母+代號表示，再輔以年代之混合標示，ASME則採用了相當多的ASTM規範，並以前置S表示。
  ASTM表示法:
首位字母
表示意義
A
鋼鐵類
B
非鐵金屬類
C
一般測試法
例如: ASTM A36 -77a    其中
A      36 -   77        a
               分別表示
(鋼鐵)(結構用)(1977年)(第一次修訂)
又如: ASTM E8 代表拉伸試驗規範
ASME的表示法：
例
如: ASME SA213 = ASTM A213
而同一編號又可依化學成分(Grade)加工方式(Type)成品型態
(Class)來區分。Grade主要敘述其化學性質，Type指脫氧的情況，
Class:指一些其他性質。如：強度、表面光度等。
（3）美國統一編號系統 UNS
UNS是Unified Numbering System
的簡稱，在1974年為ASTM及SAE 聯合制定，UNS 本身只是一種編號，而非規格，它將金屬分為17個系列編號並與原有的體系配合，例如：
UNS G10XX0 = SAE 10XX，而有索引、整合、參考的意義，因此而稱統一編號系統。
4．德國工業標準(DIN)
DIN
並不是英文，而是德文Deutsch Industriell Norm的縮寫，德國工業標準中鋼鐵材料的規格是在DIN 17006，補充說明在DIN
17007，1974年改為 ISO制，以 EURONORM
27-74替代。以英文字母和數字來敘述其特徵，字母規定鋼鐵種類、冶煉方法、合金材料、處理情況等、數字則規定鋼鐵材料的、含碳量、抗拉強度、主合金之
成分倍數等。
（1）碳鋼
一般以碳元素標記及其含碳量表示，如 C60
表示含0.6％C的碳鋼。另外也有抗拉強度及其他表示法，例如:St50
表示抗拉強度50kg/mm2之構造用碳鋼，CK40表示含磷、硫量甚低之碳鋼，抗拉強度為40kg/mm2。
（2）高級鋼料及低合金
鋼
以其主要合金元素和含量為標記，但在其中第三部分含量，為避免小數點出現，表示值都己經乘上固定倍數，而以整數型態呈現，所以由編號
求取實際含量時必須再除以倍數。
第一部分:含碳量
第二部分:合金元素種類
第三部分:合金元素含量
合金元素
倍數
Cr、Co、Mn、Ni、Si、W
4
Al、
Be、Pb、Cu、Mo、 Nb、Ta、Ti、V
10
P、S、N、Ce、C
100
B
1000
例如:含碳量0.34％含鉻量1％的鋼材，表示為 34C r4
     依此
13CrV53 即表示含碳量0.13％，含鉻量5/4=1.25
     ％，含釩量3/10=0.3％
（3）高
合金鋼
在標記前加上"x"，此外由於合金元素含量己高，因此不乘以倍數而直接表示。(如前述，高合金鋼通常是指合金總含量在8％以上的
鋼料)
例如:含碳量0.12％的不銹鋼，含鉻量18％含鎳量8％，表示為
     X12CrNi18 8
同
理 X 10C rNi1810 即表示含碳量0.10％的高合金鋼，含鉻量18
％含鎳量10。
如果要進一步標示其
特性，可以在其記號前後加上英文字母表示
例如:     M A St42  6 N
          (1)
(2) (3) (4) (5)
其中除(3)為主標記外，(1)(2)(4)(5)分別表示:熔煉方式、產品特性、保證性能類別、熱處
理情況等。
（4）鑄鐵、鑄鋼
以前置標記G代表一般鑄件，另外加上其它字母來表示種類，隨後之標示與鋼的編號相同，如
表 1所示。
例如:GS-C30為鑄鋼，含碳量0.30％
    
G-X120Mn12表示含碳量1.20％的鑄鐵，含錳量12％。
表1 德國工業標準DIN 之鑄鐵分類
GS  
=   鑄鋼
GG   =  一般灰鑄鐵
GGL = 片狀石墨鑄鐵
GGG = 球狀石墨鑄鐵
GT  
=   一般展性鑄鐵
GTS =   展性灰鑄鐵
GTW = 展性白鑄鐵
材料的選用
材
料選擇的根據
材料的種類繁多，而且性質互異，因此無論鐵金屬和非鐵金屬材料，或者隨後即將討論的非金屬材料自然都有不同的應用場合。一項產品在選
用材料時，會因使用場合(例如：強度的要求、環境的因素、成本的考慮等)而不同，而各種材料由於結構的不同，也有其適當的用途，因此如何使材料的應用能適
材適所，就是材料選用的最大準則。本章將提出材料選擇的幾個重要考慮因素，並舉實例具體說明。
(一)材料的規格要符合使用的需求
選
擇材料最基本的考慮，就在滿足產品的特性及要求，例如﹕抗拉強度、切削性、耐蝕性等。許多材料似乎都可以滿足使用的需求，但是如果選擇具有正字標記或符合
國家標準的材料，例如：我國的CNS 日本的JIS 美國的ASTM、 SAE、 AISI、 UNS
德國的DIN等，由於其化學成分及機械性質都經過試驗，有一定的保證，因此品質將更有保障。
(二)價格合理
價格是選
擇材料的另一個重要因素。因為優秀的材料如果價格高昂，產品的成本勢必提高，競爭力就會降低。因此如果材料不是唯一的選擇，那麼價格合理的同級材料或以開
發新產品替代都是不錯的解決方案。
(三)品質一致
產品如果是單一的就不必考慮一致性的問題，但是如果是屬於大量生產
的東西，材料的供應就必須穩定而且品質一定才行，否則因產品不良造成退貨或是賠償，無論是金錢及信譽的損失可能都將難以彌補，因此在選擇材料供應之初，材
料品質的一致和來源的穩定性也是重要的考慮因素。
鋼鐵材料的選用
以上提到的是材料選用的原則。而鋼鐵材料由於在機械上使用廣泛，因此必須針對其特性考量。鋼鐵材料的選用，常遭遇的還有三個問題：(一)使用碳鋼或合金鋼
(二)局部或全部淬火(三)用鑄造品或鍛造品。
碳鋼的價錢便宜，但合金鋼易於淬火、硬化深度大、抗回火軟化佳。承受的負荷則關係局部或
全部淬火，負荷大的零件以全部淬火為宜，表面淬火則可承受耐疲勞及磨耗的場合。
鍛造與鑄造在製造一直是競爭不止，傳統的鑄造品雖可以製
造複雜或有內孔的零件，但被認為偏析、氣孔、韌性差，鍛造品則較強韌，但鑄造技術及材料的進步，己可以達到均質、強韌，加以鑄造有一次成型的優點，因此目
前鑄件佔較有利的趨勢。
中國鋼號表示方法
   
鋼的牌號簡稱鋼號，是對每一種具體鋼產品所取的名稱，是人們了解鋼的一種共同語言。我國的鋼號表示方法，根據國家標準《鋼鐵產品牌號表示方
法》（GB221-79）中規定，採用漢語拼音字母、化學元素符號和阿拉伯數字相結合的方法表示。即︰鋼號中化學元素採用國際化學符號表示，例如
Si,Mn,Cr……等。混合稀土元素用“RE”（或“Xt”）表示。產品名稱、用途、冶煉和澆注方法等，一般採用漢語拼音的縮寫字母表示，見表。鋼中主
要化學元素含量（%）採用阿拉伯數字表示。
1．碳素結構鋼
  
由Q+數字+質量等級符號+脫氧方法符號組成。它的鋼號冠以“Q”，代表鋼材的屈服點，后面的數字表示屈服點數值，單位是MPa例如Q235表示屈服點
（σs）為 235 M
Pa的碳素架構鋼。必要時鋼號后面可標出表示質量等級和脫氧方法的符號。質量等級符號分別為A、B、C、D。脫氧方法符號︰F表示沸騰鋼；b表示半鎮靜鋼
︰Z表示鎮靜鋼；TZ表示特殊鎮靜鋼，鎮靜鋼可不標符號，即Z和TZ都可不標。例如Q235-AF表示A級沸騰鋼。專門用途的碳素鋼，例如橋樑鋼、船用鋼
等，基本上採用碳素架構鋼的表示方法，但在鋼號最後附加表示用途的字母。
2．優質碳素結構鋼
  
鋼號開頭的兩位數字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，例如平均碳含量為 0.45%的鋼，鋼號為“ 45”
，它不是順序號，所以不能讀成45號鋼。錳含量較高的優質碳素架構鋼，應將錳元素標出，例如50Mn。沸騰鋼、半鎮靜鋼及專門用途的優質碳素架構鋼應在鋼
號最後特別標出，例如平均碳含量為0.1%的半鎮靜鋼，其鋼號為10b。
3．碳素工具鋼
  
鋼號冠以“T”，以免與其他鋼類相混。鋼號中的數字表示碳含量，以平均碳含量的千分之幾表示。例如“T 8”
表示平均碳含量為0.8%。錳含量較高者，在鋼號最後標出“Mn”，例如“T8Mn”。高級優質碳素工具鋼的磷、硫含量，比一般優質碳素工具鋼低，在鋼號
最後加注字母“A”，以示區別，例如“T8MnA”。
4．易切削鋼
  
鋼號冠以“Y”，以區別于優質碳素架構鋼。字母“Y”后的數字表示碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，例如平均碳含量為0.3%的易切削鋼，其鋼號為
“Y 30” 。錳含量較高者，亦在鋼號后標出“Mn”，例如“Y40Mn”。
5．合金結構鋼
  
鋼號開頭的兩位數字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，如40Cr。鋼中主要合金元素，除個別微合金元素外，一般以百分之幾表示。當平均合金含
量〈1.5%時，鋼號中一般只標出元素符號，而不標明含量，但在特殊情況下易致混淆者，在元素符號后亦可標以數字“ 1” ，例如鋼號“ 12C
rMoV”和“ 12C r 1M
oV”，前者鉻含量為0.4-0.6%，后者為0.9-1.2%，其餘成分全部相同。當合金元素平均含量≧1.5%、≧2.5%、≧3.5%……時，在元
素符號后面應標明含量，可相應表示為2、3、4……等。例如 18C
r2Ni4WA。鋼中的釩V、鈦Ti、鋁AL、硼B、稀土RE等合金元素，均屬微合金元素，雖然含量很低，仍應在鋼號中標出。例如20MnVB鋼中。釩為
0.07-0.12%，硼為0.001-0.005%。高級優質鋼應在鋼號最後加“A”，以區別于一般優質鋼。專門用途的合金架構鋼，鋼號冠以（或后綴）
代表該鋼種用途的符號。例如鉚螺專用的30CrMnSi鋼，鋼號表示為ML30CrMnSi。
6．低合金高強度鋼
  
鋼號的表示方法，基本上和合金架構鋼相同。對專業用低合金高強度鋼，應在鋼號最後標明。例如16Mn鋼，用于橋樑的專用鋼種為“16Mnq”，汽車大梁的
專用鋼種為“16MnL”，壓力容器的專用鋼種為“16MnR”。
7．彈簧鋼
   
彈簧鋼按化學成分可分為碳素彈簧鋼和合金彈簧鋼兩類，其鋼號表示方法，前者基本上與優質碳素架構鋼相同，后者基本上與合金結鋼相同。
8．
滾動軸承鋼
  
鋼號冠以字母“G”，表示滾動軸承鋼類。高碳鉻軸承鋼鋼號的碳含量不標出，鉻含量以千分之幾表示例如GCr15。滲碳軸承鋼的鋼號表示方法，基本上和合金
架構鋼相同。
9．合金工具鋼和高速工具鋼
  
合金工具鋼鋼號的平均碳含量≧1.0%時，不標出碳含量；當平均碳含量〈1.0%
時，以千分之幾表示。例如Cr12、CrWMn、9SiCr、3Cr2W8V。鋼中合金元素含量的表示方法，基本上與合金架構鋼相同。但對鉻含量較低的合
金工具鋼鋼號，其鉻含量以千分之幾表示，並在表示含量的數字前加“ 0” ，以便把它和一般元素含量按百分之幾表示的方法區別開來。例如Cr06。
  
高速工具鋼的鋼號一般不標出碳含量，只標出各種合金元素平均含量的百分之幾。例如鎢系高速鋼的鋼號表示為“W18Cr4V”。鋼號冠以字母“C”者，表示
其碳含量高于未冠“C”的通用鋼號。
10．不鏽鋼和耐熱鋼
   鋼號中碳含量以千分之幾表示。例如“2Cr 13”
鋼的平均碳含量為0.2%；若鋼中含碳量≦0.03%或≦0.08%者,鋼號前分別冠以“ 00” 及“ 0”
表示之，例如00Cr17Ni14Mo2、0Cr18
Ni9等。對鋼中主要合金元素以百分之幾表示，而鈦、鈮、鋯、氮……等則按上述合金架構鋼對微合金元素的表示方法標出。
 
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