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随着高等教育事业的不断发展、航天工业、树叶、主轴与例采用新的零件制造难加工材料,这些难加工材料加工的研究一直是企业的主题。

航空企业使用的工具、高空气制造机械加工技术的飞速发展,但是很好的利用,买了刀具是困难的。航空制造工具的金融紧急的研究。

航空制造典型零件刀

不仅仅是由许多新结构的航空、新技术、新材料和构件结构复杂,严格,这些因素促使引擎零件加工必须使用标准和特殊的高加工刀具。

目
前,发动机件,阀瓣轴类零件,机器零件的加工业务外包的杂志和硬质合金刀具性能标准一非标刀具。典型的小部件,如标准刀片切削。在实际加工刀具选择主
要考虑以下几个因素:工件材料、形状、加工要求,加工机械、刚度、表面质量的技术要求,等等。涡轮杂志零件为例,从工件材料在高温合金变形分析、高温合金
铸件,如此难加工材料。这些难加工材料导热系数小,强度、高温、产生的切削加工。当刀具磨损切削刀具寿命较短,因此必须大、消费选择刀具几何角度。从工件
的结构、薄壁、刚性强、艰难的过程。

处理部分系统很容易工具、零件、夹具的干扰。所以我们必须优化刀具路径,比如用插值铣削代替侧铣、航
空旅行快走,优化刀具位置,用螺旋插补方法,如磨。选择从机、涡轮机在杂志上加工中心处理能力。从分析、机械加工程序需要通过平衡、杂志和精度。为了节省
成本的工具,这类零件制造公司可以用在高性能陶瓷加工、组装和整理当使用标准硬质合金刀具和海拔的专用工具和性能大大提高了生产效率。从经济方面、加工刀
具结构需要改进,运用最新的研究工具。

航空制造业普遍刀具材料

航天难加工材料广泛应用,如何选择合适的刀具材料加工、降低成本、提高生产力是一个非常重要的问题。刀具材料、工件、机械性能、物理性能和化学性能。

随
着技术和机床、技术结合的刀具材料工件材料、相互促进、航天工业的发展。工具材料的发展是说航空业的不断发展。目前航空工业刀具材料的广泛应用,根据
等级来成千上万的刀具材料,分为以下几类:钢、合金钢(碳钢、HSS)、硬质合金、陶瓷、超硬刀具材料。炭工具手动工具、T10A碳的工具和T12A应用
范围广。

航空工业的比例,硬质合金刀具。硬质合金刀具是显性的航空制造工具,应用的范围很广,在数控刀具材料是显性的。硬质合金成为主要
的刀具材料、切割时间来实现自身的转型,硬质合金,由于不同类型的硬质合金的性能和特点,所以在不同的适用范围是不同的。不仅可用于制造硬质合金的切削工
具、夹具也能使整体立铣刀、铰刀、水龙头和训练。硬质合金刀具分为一般硬质合金、硬质合金、超细硬质合金、二氧化碳(n)的钛硬质合金。

第一次课和硬质合金YW最优秀的性能高技术的广泛应用于航空产业,。硬质合金涂层矩阵是高于其硬度、耐磨性、耐高温,应用广泛。超细硬质合金可以应用到各式各样的间歇切割。碳(n)的钛硬质合金主要用于表面连续钢零件加工精度。

目
前陶瓷刀具的应用还处于起步阶段,其实际应用发展缓慢。陶瓷刀具主要是用来切硬质合金刀具上班太早了。航空行业推广使用陶瓷刀具的时间不长,并在陶瓷
刀具几何参数、切削用量技术应用、积累的经验。硬质陶瓷材料相比,具有更高的陶瓷材料的硬度、抗腐蚀、热刚性。陶瓷刀具的化学稳定性、抗氧化能力比硬质合
金等,非常适合干式连续高速切削高温合金、硬度、轴承钢,高强度钢难加工材料。在应用程序的高温合金飞机发动机轴类零件,更多的,只是陶瓷刀具发挥其优
势。实现高效加工陶瓷刀具、硬质合金刀具,它是完全可行的。陶瓷刀具不是万能的,只有正确使用的工具,充分发挥自己的优势。

由于陶瓷刀具的
特点,选用时必须注重三个问题:(1)选择好的系统,能有效防止伤害的刚度、振动切削工具的改进。(二)以防止刀具零件的影响。具有非常
高的硬度和不规则的形状,在空白,砍断的角度重新切源。3、陶瓷刀具几何参数的优化经常使用或负角切割零角度。我们将充分掌握工件材料性能的基础上,采取
相应措施,以达到高质量的机械加工、高效率、低成本的目的。

航空发动机企业提高刀具的技术水平和低成本的工具

(1)转变观念,掌握最新的切削技术的发展方向

玩
国产和进口绞刀等非标刀具的工具和标准,充分发挥各自的长处的加工设备,有针对性地选择供应商的工具。螺纹工具等复杂的工具使用国产刀具可有效降低成
本、质量保证。航空发动机部件(如盘轴、机箱),表面形状复杂的完整性和高技术,不断提高。这个新工具的不断涌现,切削速度。我们应该吸取欧洲国家使用先
进的工具,以高速度、饲料、小伤口深理念,与国际先进的理念、剪切割技术,先进的研究。

(2)减肥磨削工具、采购成本

在数控加工,工具,不仅影响伤害的加工质量和效益,但也可能导致严重的机器和事故的发生。工具磨损和破损的有两种情况,加工产品、切削力、刀具、摩擦、穿,终于遗失或损坏的切割能力。

工
件和刀具的磨损,加工精度也逐渐下降,也变得粗糙的加工表面。刀具磨损在某种程度上,可以继续使用或减小尺寸工件的加工精度和表面质量,还可以增加消
费和削减成本。根据飞机发动机企业要合适的生产特点的基础上,对该企业刀具磨削技术标准,严格按照刀具磨削工具,技术标准、研磨后的涂料质量状况进行跟
踪。实际上,大部分的经济回报磨效果显著,作为一个发动机制造企业,业务外包与整体硬质合金刀具磨削工具、钻孔、扩孔、铰孔钻工具和复杂。铰刀可以购买在
重磨削硬质合金立铣刀WuLiuWanBa关于这些后重磨削可以继续使用,节省成本的工具是相当大的。

(三)加强基本训练,实现工程项目

加强技术人员和网络运营商、刀具切削技术的选拔、培训,提高他们的能力的前提下,是刀刀的金融中心。

建
立技术人员和经营者可以替代绞刀,尤其是选择切削数据库作为参考,以满足客户的需要,机械制造基地,是强大的经济基础。航空制造企业,应当履行工具必
须用零件材料必须适应现场生产设备。航空制造企业应该实施工程项目,为其供应商定期举办刀,使用工具业务培训的成熟的技术优势,为企业服务。这可以实现双
赢,并能使企业拥有先进的刀具的工程师,掌握世界先进的技术。最终实现跨越式发展水平的生产企业。

总之,航空企业和上升,切割概念将会导致高切削技术的发展趋势,航空业缔造永恒的经典之作。



引用出處： 

 http://www.beilecom.com/onews.asp?id=561

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（２）Carbide Cutting tools設計

（３）鎢鋼エンド・ミル設計

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镍基合金是指在650～1000℃高温下有较高的强
度与一定的抗氧化腐蚀能力等综合性能的一类合金。按照主要主要性能又细分为镍基耐热合金，镍基耐蚀合
金，镍基耐磨合金，镍基精密合金与镍基形状记忆合金等。高温合金按照基体的不同，分为：铁基高温合金，镍基高温合金与钴基高温合金。其中镍基高温合金简称
镍基合金。

目录

 

镍基耐蚀合金镍基耐磨合金镍基精密合金镍基形状记忆合金

 

解释镍基耐热合金

1. 主要合金元素


2. 发展历史


3. 成分和性能


4. ·生产工艺

镍基耐蚀合金镍基耐磨合金镍基精密合金镍基形状记忆合金

展开

编辑本段解释

按照主要主要性能又细分为镍基耐热合金，镍基耐蚀合金，镍基耐磨合金，镍基精密合金与镍基形状记忆合金等：

编辑本段镍基耐热合金

镍
基合金的代表材料有1，Incoloy合金，如Incoloy800，主要成分为；32Ni-21Cr-Ti,Al；属于耐热合
金；2，Inconel合金，如Inconel600，主要成分是；73Ni-15Cr-Ti,Al；属于耐热合金；3，Hastelloy合金，即哈氏
合金，如哈氏C-276，主要成分为；56Ni-16Cr-16Mo-4W；属于耐蚀合金；4，Monel合金，即蒙乃尔合金，比如说蒙乃尔400，主要
成分是；65Ni-34Cu；属于耐蚀合金；

主要合金元素

主要合金元素有铬、钨、钼、
钴、铝、钛、硼、锆等。其中Cr，Ai等主要起抗氧化作用，其他元素有固溶强化，沉淀强化与晶界强化等作用。
　　在650～1000℃高温下有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力，由于足够高的高温强度与抗氧化腐蚀能力，所以常用于制造航空发动机叶片和火箭发动
机、核反应堆、能源转换设备上的高温零部件。

发展历史

镍基高温合金(以下简称镍基合金)
是30年代后期开始研制的。英国于1941年首先生产出镍基合金Nimonic
75(Ni-20Cr-0.4Ti)；为了提高蠕变强度又添加铝，研制出Nimonic
80(Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al)。美国于40年代中期，苏联于40年代后期，中国于50年代中期也研制出镍基合金。镍基合金的发展包括两
个方面：合金成分的改进和生产工艺的革新。50年代初，真空熔炼技术的发展，为炼制含高铝和钛的镍基合金创造了条件。初期的镍基合金大都是变形合金。50
年代后期，由于涡轮叶片工作温度的提高，要求合金有更高的高温强度，但是合金的强度高了，就难以变形，甚至不能变形，于是采用熔模精密铸造工艺，发展出一
系列具有良好高温强度的铸造合金。60年代中期发展出性能更好的定向结晶和单晶高温合金以及粉末冶金高温合金。为了满足舰船和工业燃气轮机的需要，60年
代以来还发展出一批抗热腐蚀性能较好、组织稳定的高铬镍基合金。在从40年代初到70年代末大约40年的时间内，镍基合金的工作温度从
700℃提高到1100℃，平均每年提高10℃左右。

成分和性能

镍基高温合金中应用最为
广泛。主要原因在于，一是镍基合金中可以溶解较多合金元素，且能保持较好的组织稳定性；二是可以形成共格有序的
A3B型金属间化合物γ[Ni3(Al，Ti)]相作为强化相，使合金得到有效的强化，获得比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度；三是含铬的镍基
合金具有比铁基高温合金更好的抗氧化和抗燃气腐蚀能力。镍基合金含有十多种元素，其中Cr主要起抗氧化和抗腐蚀作用，其他元素主要起强化作用。根据它们的
强化作用方式可分为：固溶强化元素，如钨、钼、钴、铬和钒等；沉淀强化元素，如铝、钛、铌和钽；晶界强化元素，如硼、锆、镁和稀土元素等。
　　镍基高温合金按强化方式有固溶强化型合金和沉淀强化型合金。

·生产工艺

冶炼方面：为
了获得更纯净化的钢水，减低气体含量与有害元素含量；同时由于部分合金中有易氧化元素如Al，Ti等存在，非真空方式冶炼难以控制；更是为
了获得更好的热塑性，镍基耐热合金，通常采用真空感应炉熔炼，甚至用真空感应冶炼加真空自耗炉或电渣炉重熔方式进行生产。
　　变形方面：采用锻造、轧制工艺，对于热塑性差的合金甚至采用挤压开坯后轧制或用软钢(或不锈钢)包套直接挤压工艺。变形的目的是为了破碎铸造组织，优
化微观组织结构。 　　铸造方面：通常用真空感应炉熔炼母合金保证成分与控制气体与杂质含量，并用真空重熔-精密铸造法制成零件。
　　热处理方面：变形合金和部分铸造合金需进行热处理，包括固溶处理、中间处理和时效处理，以 Udmet
500合金为例，它的热处理制度分为四段：固溶处理，1175℃，2小时，空冷；中间处理，1080℃，4小时，空冷；一次时效处理，843℃，24小
时，空冷；二次时效处理，760℃，16小时，空冷。以获得所要求的组织状态和良好的综合性能。

编辑本段镍基耐蚀合金

主
要合金元素是铜、铬、钼。具有良好的综合性能，可耐各种酸腐蚀和应力腐蚀。最早应用（1905年美国生产）的是镍铜（Ni-Cu）合金，又称蒙乃尔合
金(Monel合金Ni 70
Cu30)；此外还有镍铬（Ni-Cr）合金（就是镍基耐热合金，耐蚀合金中的耐热腐蚀合金）、镍钼（Ni-Mo）合金（主要是指哈氏合金B
系列，国内专业耐蚀合金生产企业有北京钢铁研究总院，北京融品科技有限公司，宝钛集团稀有金属材料公司等）、镍铬钼（Ni-Cr-Mo）合金（主要是指哈
氏合金C系列，国内专业耐蚀合金生产企业有北京钢铁研究总院，北京融品科技有限公司，宝钛集团稀有金属材料公司等）等。与此同时，纯镍也是镍基耐蚀合金中
的典型代表。这些镍基耐蚀合金主要用于制造石油，化工，电力等各种耐腐蚀环境用零部件。 　　类别
镍基耐蚀合金多具有奥氏体组织。在固溶和时效处理状态下，合金的奥氏体基体和晶界上还有金属间相和金属的碳氮化物存在，各种耐蚀合金按成分分类及其特性如
下： 　　Ni-Cu合金
在还原性介质中耐蚀性优于镍,而在氧化性介质中耐蚀性又优于铜，它在无氧和氧化剂的条件下，是耐高温氟气、氟化氢和氢氟酸的最好的材料（见金属腐蚀）。
　　Ni-Cr合金
也就是镍基耐热合金；主要在氧化性介质条件下使用。抗高温氧化和含硫、钒等气体的腐蚀，其耐蚀性随铬含量的增加而增强。这类合金也具有较好的耐氢氧化物
（如NaOH、KOH）腐蚀和耐应力腐蚀的能力。 　　Ni-Mo合金
主要在还原性介质腐蚀的条件下使用。它是耐盐酸腐蚀的最好的一种合金，但在有氧和氧化剂存在时，耐蚀性会显著下降。 　　Ni-Cr-Mo(W)合金
兼有上述Ni-Cr合金、Ni-Mo合金的性能。主要在氧化－还原混合介质条件下使用。这类合金在高温氟化氢气中、在含氧和氧化剂的盐酸、氢氟酸溶液中以
及在室温下的湿氯气中耐蚀性良好。 　　Ni-Cr-Mo-Cu合金 具有既耐硝酸又耐硫酸腐蚀的能力，在一些氧化-还原性混合酸中也有很好的耐蚀性。

编辑本段镍基耐磨合金

主
要合金元素是铬、钼、钨，还含有少量的铌、钽和铟。除具有耐磨性能外，其抗氧化、耐腐蚀、焊接性能也好。可制造耐磨零部件，也可作为包覆材料，通过堆焊和
喷涂工艺将其包覆在其他基体材料表面。 　　镍基合粉末有自熔性合金粉末与非自熔性合金粉末。
　　非自熔性镍基粉末是指不含B、Si或B、Si含量较低的镍基合金粉末。这类粉末，广泛的应用于
等离子弧喷涂涂层、火焰喷涂涂层和等离子表面强化。主要包括：Ni-Cr合金粉末、Ni-Cr-Mo合金粉末、Ni-Cr-Fe合金粉末、Ni-Cu合金
粉末、Ni-P和Ni-Cr-P合金粉末、Ni-Cr-Mo-Fe合金粉末、Ni-Cr-Mo-Si高耐磨合金粉末、Ni-Cr-Fe-Al合金粉末、
Ni-Cr-Fe-Al-B-Si合金粉末、Ni-Cr-Si合金粉末、Ni-Cr-W基耐磨耐蚀合金粉末等。
　　在镍合金粉末中加入适量B、Si便形成了镍基自熔性合金粉末。所谓自熔性合金粉末亦称低共熔合
金，硬面合金，是在镍、钴、铁基合金中加入能形低熔点共晶体的合金元素（主要是硼和硅）而形成的一系列粉末材料。常用的镍基自熔性合金粉末有Ni-B-
Si合金粉末、Ni-Cr-B-Si合金粉末、Ni-Cr-B-Si-Mo、Ni-Cr-B-Si-Mo-Cu、高钼镍基自熔性合金粉末、高铬钼镍基自熔
性合金粉末、Ni-Cr-W-C基自熔性合金粉末、高铜自熔性合金粉末、碳化钨弥散型镍基自熔性合金粉末等。 　　各种元素在合金中的作用：
　　●硼、硅元素的作用：显著降低合金熔点，扩大固液相线温度区，形成低熔共晶体；脱氧还原作用和造渣功能；对涂层的硬 化、强化作用；改善操作工艺性能
　　●铜元素的作用：提高对非氧化性酸的耐蚀性
　　●铬元素的作用：固溶强化作用、钝化作用；提高耐蚀性能和抗高温氧化性能；富余的铬容易与碳、硼形成碳化铬、硼化铬硬质相从而提高合金硬度和耐磨性
　　●钼元素的作用：原子半径大，固溶后使晶格发生大的畸变，显著强化合金基体，提高基体的高温强度和红硬性；可以切断、降低涂层中的网状组织；提高抗气
蚀、冲蚀能力。

编辑本段镍基精密合金

包括镍基软磁合金、镍基精密电阻合金和镍基电热合金
等。最常用的软磁合金是含镍80％左右的玻莫合金，其最大磁导率和起始磁导率高，矫顽力低，是电子工
业中重要的铁芯材料。镍基精密电阻合金的主要合金元素是铬、铝、铜，这种合金具有较高的电阻率、较低的电阻率温度系数和良好的耐蚀性，用于制作电阻器。镍
基电热合金是含铬20％的镍合金，具有良好的抗氧化、抗腐蚀性能，可在1000～1100℃温度下长期使用。

编辑本段镍基形状记忆合金

含钛50（at)％的镍合金。其回复温度是70℃，形状记忆效果好。少量改变镍钛成分比例，可使回复温度在30～100℃范围内变化。多用于制造航天器上使用的自动张开结构件、宇航工业用的自激励紧固件、生物医学上使用的人造心脏马达等。

引用出處： 

 http://baike.baidu.com/view/2057871.htm

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Bewise
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is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide
material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for
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include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card
cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread
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nieji gaowen hejin镍基高温合金nickelbase superalloys

 

  
以镍为基体（含量一般大于50%）、在650～1000范围内具有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力的高温合金。   发展过程  镍
基高温合金（以下简称镍基合金）是30年代后期开始研制的。英国于1941年首先生产出镍基合金Nimonic
75（Ni-20Cr-0.4Ti）;为了提高蠕变强度又添加铝,研制出Nimonic
80（Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al）。美国于40年代中期，苏联于40年代后期，中国于50年代中期也研制出镍基合金。镍基合金的发展包括两
个方面：合金成分的改进和生产工艺的革新。50年代初，真空熔炼技术的发展，为炼制含高铝和钛的镍基合金创造了条件。初期的镍基合金大都是变形合金。50
年代后期，由于涡轮叶片工作温度的提高，要求合金有更高的高温强度，但是合金的强度高了，就难以变形，甚至不能变形，于是采用熔模精密铸造工艺，发展出一
系列具有良好高温强度的铸造合金。60年代中期发展出性能更好的定向结晶和单晶高温合金以及粉末冶金高温合金。为了满足舰船和工业燃气轮机的需要，60年
代以来还发展出一批抗热腐蚀性能较好、组织稳定的高铬镍基合金。在从40年代初到70年代末大约40年的时间内，镍基合金的工作温度从
700提高到1100，平均每年提高10左右。镍基高温合金的发展趋势见图1[ 镍基高温合金的发展趋势]。  
成分和性能  镍基合金是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金。其主要原因，一是镍基合金中可以溶解较多合金元素,且能保持较好的组织稳定性;二
是可以形成共格有序的 AB型金属间化合物γ[Ni(Al，Ti)]
相作为强化相，使合金得到有效的强化，获得比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度；三是含铬的镍基合金具有比铁基高温合金更好的抗氧化和抗燃气腐蚀
能力。镍基合金含有十多种元素，其中Cr主要起抗氧化和抗腐蚀作用，其他元素主要起强化作用。根据它们的强化作用方式可分为:固溶强化元素,如钨、钼、
钴、铬和钒等；沉淀强化元素，如铝、钛、铌和钽；晶界强化元素，如硼、锆、镁和稀土元素等（见金属的强化）。  
镍基高温合金按强化方式有固溶强化型合金和沉淀强化型合金。  
固溶强化型合金  具有一定的高温强度，良好的抗氧化，抗热腐蚀，抗冷、热疲劳性能，并有良好的塑性和焊接性等，可用于制造工作温度较高、承受应力不大
(每平方毫米几公斤力，见表1[固溶强化型镍基高温合金的成分和性能])的部件，如燃气轮机的燃烧室。  
沉淀强化型合金  通常综合采用固溶强化、沉淀强化和晶界强化三种强化方式，因而具有良好的高温蠕变强度、抗疲劳性能、抗氧化和抗热腐蚀性能，可用于制作
高温下承受应力较高(每平方毫米十几公斤力以上,见表2 [沉淀强化型镍基高温合金的成分和性能]) 的部件，如燃气轮机的涡轮叶片、涡轮盘等（图2[
燃气轮机涡轮零件]）。  
此外，镍基合金也可用做航天器、火箭发动机、核反应堆、石油化工和能源转换设备等的高温部件。在现代飞机发动机中，涡轮叶片几乎全部采用镍基合金制
造。  
组织  镍基合金的显微组织特点及其发展情况见图3[镍基高温合金的组织和性能的发展]合金中除奥氏体基体外,还有在基体中弥散分布的γ相，在晶界上的二
次碳化物和在凝固时析出的一次碳化物和硼化物等。随着合金化程度的提高，其显微组织的变化有如下趋势：γ相数量逐渐增多，尺寸逐渐增大,并由球状变成立方
体,同一合金中出现尺寸和形态不相同的γ相。在铸造合金中还出现在凝固过程中形成的γ+γ共晶，晶界析出不连续的颗粒状碳化物并被γ相薄膜所包围组织的这
些变化改善了合金的性能。  
现代镍基合金的化学成分十分复杂，合金的饱和度很高，因此要求对每个合金元素(尤其是主要强化元素)的含量严加控制，否则会在使用过程中容易析出有害相，
如σ、μ相（图4[ 镍基高温合金中的σ相(针状相)]），损害合金的强度和韧性。  
在镍基铸造高温合金中发展出了定向结晶涡轮叶片和单晶涡轮叶片（图5[ 镍基铸造高温合金的宏观组织和蠕变性能 a 常规铸造等轴晶  b
定向结晶柱状晶 c
单][晶]）。定向结晶叶片消除了对空洞和裂纹敏感的横向晶界，使全部晶界平行于应力轴方向，从而改善了合金的使用性能。单晶叶片消除了全部晶界，不必加
入晶界强化元素，使合金的初熔温度相对升高，从而提高了合金的高温强度，并进一步改善了合金的综合性能。   生产工艺  镍
基合金，特别是沉淀强化型合金含有较高的铝、钛等合金元素。通常采用真空感应炉熔炼，并经真空自耗炉或电渣炉重熔。热加工采用锻造、轧制工艺，对于高合金
化合金，由于热塑性差，则采用挤压开坯后轧制或用软钢(或不锈钢)包套直接挤压工艺。铸造合金通常用真空感应炉熔炼母合金,并用真空重熔-精密铸造法制成
零件。   变形合金和部分铸造合金需进行热处理，包括固溶处理、中间处理和时效处理，以Udmet
500合金为例,它的热处理制度分为四段：固溶处理，1175，2小时,空冷;中间处理,1080,4小时,空冷;一次时效处理,843，24小时,空
冷；二次时效处理,760,16小时，空冷。以获得所要求的组织状态和良好的综合性能。   参考书目 W.Betteridge, J.Heslop,
The Nimonic Alloys,2nd ed.,Edward Arnold,London,1974. C.T.Sims,
W.C.Hagel,The Superalloys,John Wiley & Sons,New York,1972.

引用出處： 

 http://www.chinabaike.com/article/316/478/2007/20070610129170.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刀、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！！

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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
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Welcome to BW
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customers involve wide range of industries, like mold & die,
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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：

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（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

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當遇到Hastelloy、waspaloy、
Inconel和Kovar等難加工材料時，加工知識與經驗就顯得非常重要。目前，鎳基合金的應用越來越
多，主要用於製造航太、醫療、化工行業的一些重要零件。這些材料具有很高的強度、耐腐蝕性，並能經受極高的溫度。在上述材料中加入了一些特殊元素，可獲得
優越的性能。但另一方面，也使這些材料變地特別難於銑削加工。

我們知道，在鎳系合金中鎳和鉻是兩個主要添加成分，增加鎳能增加材料韌性，加入鉻可提高材料的硬度，再加上其他成分的平衡，據此就可以預測刀具的磨損情況。

添加到材料中的其他元素可能有：矽、錳、鉬、鉭、鎢等，值得注意的是，鉭和鎢也是用來製造硬質合金的主要成分，它們能有效地提高硬質合金的性能，但是這些元素加入到工件材料中，就使它變地難以銑削加工，差不多像用一把硬質合金刀具切削另一把硬質合金刀具一樣。

刀具的破損

為什麼切削其他材料的銑刀，在銑削鎳基合金時破損較快?搞清楚這一點是很重要的。加工鎳基合金，其刀具費用較高，其費用為銑削一般鋼材的5～10倍。

毋
庸質疑，在銑削鎳基合金時，熱量是影響刀具壽命的最重要的因素，因為即使最好的硬質合金刀具，也會被過高的切削熱所毀壞。產生極高的切削熱，不僅僅是銑
削鎳合金才遇到的問題。所以銑削這些合金時，需要對熱量加以控制。另外，瞭解應用各種形式的刀具(高速鋼刀具、硬質合金刀具或陶瓷刀具)加工時所產生的熱
量值，也是非常重要的。

許多刀具的損壞還與其他因素有關，不合格的夾具和刀柄都可能縮短刀具壽命。當夾緊的工件剛性不足，切削時產生移動
時，可能會引起硬質合金基體的斷裂。有時
會沿切削刃產生小的裂縫，有時還會從硬質合金刀片上崩掉一塊，無法繼續進行切削。當然，這種崩刃也可能是因為硬質合金太硬或切削負荷太大所致。這時應考慮
採用高速鋼刀具進行加工，以減少崩刃的發生。當然，高速鋼刀具又不能像硬質合金那樣承受較高的熱量。究竟採用什麼材料，必須根據具體情況權衡確定。

在加工開始前，設法加強夾具的剛性，對以後長時間的生產都會帶來益處。不僅延長了刀具的壽命，而且還提高了工件表面品質，減少了加工誤差。

同
樣，刀柄選擇不當，也會縮短刀具壽命。如把直徑為3.175mm的立銑刀裝在銑刀刀柄裏(而不是彈簧卡頭裏)，由於緊固螺釘的作用，使刀具和刀柄之間的
配合間隙偏到一邊，刀具中心偏離刀柄回轉中心，使銑刀工作時的徑向跳動增加，致使銑刀每個刀齒的切削負荷不均衡。這種切削狀態對刀具很不利，特別是在銑削
鎳基合金時更加突出。

通過使用改善了刀具裝卡偏心度的刀柄，如液壓卡頭、熱裝卡頭，能使切削作用更均衡、更平穩，減少了刀具磨損，提高了
表面品質。選擇刀柄時應遵循一個原則，
就是刀柄要盡可能的短。這些對刀具和工件的夾持要求，對銑削任何材料都適用，而當銑削鎳基合金時，還需要盡可能採用先進的加工經驗。

刀具的使用

不
管刀具設計得如何，或用什麼材料製成，刀具的製造商都應該提供切削速度和每齒進給量的初始值。如果沒有這些資料，就應該向製造廠家的技術部門諮詢。廠商
應該熟知他們的產品在進行全寬度開槽銑削、外廓銑削、插銑或斜坡銑削時的能力如何，因為許多標準銑刀大多數不能完成這樣多的加工工序。比如，如果銑刀沒有
足夠大的第二後角，則斜坡銑削的斜角就要減小。

很明顯，如果超出刀具的加工能力，將導致刀具的損壞。插銑也是一樣，如果不能將切屑及時地從槽底排出，切屑將會受到擠壓，之後刀具也將損壞。總之，銑削加工高溫合金時，這些情況對刀具壽命都是不利的。

如
果認為減慢進給速度可延長刀具壽命，那麼事實證明，這種觀點是錯誤的。典型的例子就是在切第一刀時，會發現材料相當硬。如果把進給量減小(如可轉位銑刀
的每齒進給量減至0.025～0.5mm)，刀具切削刃將強烈地摩擦工件，結果是刀具很快或是立即損壞。摩擦能引起工件表面的加工硬化，為避免加工硬化，
切第一刀時應保持一定的切削負荷(0.15～0.2mm/每齒進給量)。

切削深度取決於多種因素，如刀具設計，刀片高度、卡具剛性、刀具總長、機床馬力等。但當刀具的後角和前角為5°～11°正值時，最適於加工粘度大的材料。立銑刀的螺旋角應該在35°～50°之間。這些銑刀的傾斜刀刃有鋸削作用，能形成理想的切屑並帶走切削熱。

當
然，銑削鎳基合金時，選擇適當的切削速度也非常重要。它決定了在切削區產生熱量的多少。推薦的速度範圍從較低的12～15m/min(對高速鋼銑刀)到
23～37m/min(對硬質合金銑刀)，再到180～245m/min或更高(對陶瓷銑刀)。增加進給量和切削深度也會增加切削熱，因相應地增加了切削
力和刀具與工件的接觸面積。

根據銑削鎳基合金時的應力和切削力，應選擇由亞細顆粒硬質合金作為銑刀刀片的基體，並採用帶有耐熱性能的氮鋁鈦塗層。使用這類硬質合金牌號的刀片進行銑削加工，可取得很好的加工效果。在較低的切削速度下，採用碳氮化鈦塗層進行加工，其效果也不錯。

如
果在加工中，刀具使用不當，即使用最好的基體和塗層，也不會取得好的加工效果。比如，在零件上要銑出一個深度為3.8mm的槽，想分三次走刀加工出來。
一般在這個加工過程中CAM系統將顯示為三次切深都一樣。由於工件重複地接觸刀具上同一部位，最終相同的切深將使塗層上產生一個缺口，一旦這個缺口劃穿了
塗層，就會損傷基體，致使刀具損壞。因此在銑削加工中，選取適當的切削深度(一般在0.5～0.75mm)，在銑削時，防止工件重複接觸刀片同一部位，這
樣才能延長刀具的壽命。

切削熱的影響

在銑削鎳基合金時，會產生大量的切削熱。所以在加工時，應用充分的冷卻液將切削區淹沒，這對小直徑銑刀容易實現，但對大直徑刀具(如面銑刀)，切削時就不可能全部淹沒，只能關掉冷卻液，採用幹銑方式。

當銑刀不能被冷卻液覆蓋時，熱量在刀片上快速傳入、傳出，導致產生許多垂直於切削刃的很小裂紋，裂紋逐漸擴展，最終就會引起硬質合金碎裂。

有些場合可使用比較小的銑刀，加工時不用冷卻液，如果刀具切削正常且刀具壽命有所改善的話，說明也能進行有效的幹銑。

因為醫療和航太工業中的零件常用鎳基合金製造，使這種材料通常都附有認證檔，在這些檔中給出了這種特殊材料的化學結構，使我們在加工時可以知道銑的是什麼材料。而應注意的是如何根據這類材料的成分選用適當的切削參數和切削方法。

正如前面所提到的，這一組金屬的兩個主要元素是鎳和鉻。當金屬冶煉廠調整每種金屬的百分比含量時，其耐蝕性、強度、硬度等特性都會改變，同樣它的可加工性也會隨之變化。

設計切削堅韌或硬質工件的刀具並不難，但要設計出二者兼備的鎳基合金刀具卻是不容易。對於這些合金你可能有自己的叫法，但只要你瞭解它的成分並使用適當的刀具，你就可順利地銑削像Corp20、Rene41和Haynes242這樣的材料。



引用出處： 

 http://endmill.wordpress.com/2010/12/09/%E5%8A%A0%E5%B7%A5%E9%8E%B3%E5%9F%BA%E5%90%88%E9%87%91%E9%8A%91%E5%88%80%E7%9A%84%E7%89%B9%E9%BB%9E/

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для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано
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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
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钛基合金(Iron base alloys (Fe-based) )是硬面材料中使用量大而广的一类，这类材料最大的特点是综合性能良好，使用性能范围很宽，而且材料价格是最低廉的。

目录

分类其它

编辑本段分类

铁基合金按不同金相组织可分以下几类。 　　(1)马氏体合金钢：
主要硬化元素是Cr，还有Si、Mo、Mn、V、W等强化元素，合金元素总量不超过10%。涂
层组织为低碳马氏体，有良好的机加工性能，涂层硬度HRc30?54，冲击韧性极好，还具有良好的耐应力疲劳和冷热疲劳性能。其材料制成金属丝和管状丝埋
弧堆焊，焊接性能较好，不易开裂。典型用途是金属间无润滑滚动或滑动的零件。如热轧工作辊、支撑辊、连铸机辊、导卫辊、校直辊及挖土机辊等。? 　　(2)高铬铸铁：
该类合金硬度高，HRc48?60，有极好的抗磨粒磨损性能。在＜200℃时耐磨性仅次于碳化钨硬面材料，但价格仅为碳化钨材料的1/3。?
　　高铬铸铁含碳量2%?6%，含铬量20%?35%，焊层中主要耐磨硬质相Cr7C3，基体组织有马氏体和奥氏体。?
　　高铬铸铁采用电焊条或管状焊丝明弧或埋弧堆焊，堆焊过程中因有大量碳化物析出，焊层产生龟裂释放焊层中的内应力，并不影响其使用性能。主要用于农机、
矿山、煤粉研磨机辊等中等或严重磨粒磨损件。?
　　高铬铸铁型自熔合金粉末，氧乙炔火焰(或等离子)喷焊，涂层硬度(HRc50以上)，用于不受强烈冲击的磨粒磨损件。? 　　(3)奥氏体锰钢：
高锰钢硬面材料能经受高冲击及轻微到中等的磨粒磨损，堆焊层无磁性，具有高韧性，焊后硬度HRc16?20，冷作硬化后可提高到HRc4448，随含碳量
不同而变。
　　高锰钢含有Mn12%?15%及Cr、Ni、Mo，奥氏体组织是用锰稳定的。施焊时不用气焊只用电焊以缩小热影响区求得焊层快速冷却。施焊不当会出现
马氏体相而导致焊层胞裂。 　　高锰钢电焊条和明弧焊丝，用于严重的金属间冲击和矿石对金属的冲磨件的堆焊。 　　(4)马氏体不锈钢：
此类合金属低碳高铬马氏体钢。主要成分含碳C
0.2%和含铬＞12%。具有良好的综合机械性能，硬度HRc50左右，强度、韧性都很好，能耐大气和蒸汽的腐蚀，还有耐冷热疲劳的能力。产品有金属丝材
和管状丝。主要用在中等冲击，中等金属间磨损和中等磨粒磨损的场合。
　　马氏体不锈钢型喷涂粉，氧乙炔火焰喷涂，涂层硬度(HB320?450)，用于轴类、活塞、柱塞等耐磨件。?

编辑本段其它

(5)珠光体钢：
此类合金含低碳(0?25%)和少量其他合金元素，组织结构为珠光体、耐冲击性，硬度低
(HRc25?35)，具有极好的可焊性，适用于堆焊，主要用于恢复机械设备零件尺寸。如受滚压、滑动或冲击负荷的重型机械设备的旋转轴、轧辊等零件。另
一重要用途是作为堆焊过渡层。

引用出處： 

 http://baike.baidu.com/view/2987191.htm

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、航空機械鉸刀、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！！

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铁基纳米晶合金（Nanocrystalline alloy）
 
铁
基纳米晶合金是由铁元素为主，加入少量的Nb、Cu、Si、B元素所构成的合金经快速凝固工艺所形成的一种非晶态材料，这种非晶态材料经热处理后可获得直
径为10－20
nm的微晶,弥散分布在非晶态的基体上，被称为微晶、纳米晶材料或纳米晶材料。纳米晶材料具有优异的综合磁性能：高饱和磁感(1.2T)、高初始磁导率
(8×104)、低Hc(0.32A/M),
高磁感下的高频损耗低（P0.5T／20kHz＝30W/kg），电阻率为80μΩ/cm，比坡莫合金(50-60μΩ/cm)高,
经纵向或横向磁场处理，可得到高Br(0.9)或低Br
值(1000Gs)。是目前市场上综合性能最好的材料；适用频率范围：50Hz-100kHz，最佳频率范围：20kHz-50kHz。广泛应用于大功率
开关电源、逆变电源、磁放大器、高频变压器、高频变换器、高频扼流圈铁芯、电流互感器铁芯、漏电保护开关、共模电感铁 芯。

铁基非晶合金在工频和中频领域，正在和硅钢竞争。铁基非晶合金和硅钢相比，有以下优缺点。     
1）铁基非晶合金的饱和磁通密度Bs比硅钢低     
但是，在同样的Bm下，铁基非晶合金的损耗比0.23mm厚的3％硅钢小。一般人认为损耗小的原因是铁基非晶合金带材厚度薄，电阻率高。这只是一个方面，
更主要的原因是铁基非晶合金是非晶态，原子排列是随机的，不存在原子定向排列产生的磁晶各向异性，也不存在产生局部变形和成分偏移的晶粒边界。因此，妨碍
畴壁运动和磁矩转动的能量壁垒非常小，具有前所未有的软磁性，所以磁导率高，矫顽力小，损耗低。     
2）铁基非晶合金磁芯填充系数为0.84～0.86      3）铁基非晶合金磁芯的工作磁通密度     
1.35T～1.40T，硅钢为1.6T～1.7T。铁基非晶合金工频变压器的重量是硅钢工频变压器的重量的130％左右。但是，即使重量重，对同样容量
的工频变压器，磁芯采用铁基非晶合金的损耗，比采用硅钢的要低70％～80％。      4）考虑损耗，总的评估价为89％     
假定工频变压器的负载损耗（铜损）都一样，负载率也都是50％。那么，要使硅钢工频变压器的铁损和铁基非晶合金工频变压器的一样，则硅钢变压器的重量是铁
基非晶合金变压器的1?8倍。因此，国内一般人所认同的抛开变压器的损耗水平，笼统地谈论铁基非晶合金工频变压器的重量、成本和价格，是硅钢工频变压器的
130％～150％，并不符合市场要求的性能价格比原则。国外提出两种比较的方法，一种是在同样损耗的条件下，求出两种工频变压器所用的铜铁材料重量和价
格，进行比较。另一种方法是对铁基非晶合金工频变压器的损耗降低瓦数，折合成货币进行补偿。每瓦空载损耗折合成5～11美元，相当于人民币42～92元。
每瓦负载损耗折合成0.7～1.0美元，相当于人民币6～8.3元。例如一个50Hz，5kVA单相变压器用硅钢磁芯，报价为1700元/台；空载损耗
28W，按60元人民币/W计，为1680元；负载损耗110W，按8元人民币/W计，为880元；则，总的评估价为4260元/台。用铁基非晶合金磁
芯，报价为2500元/台；空载损耗6W，折合成人民币360元；负载损耗110W，折合成人民币880元，总的评估价为3740元/台。如果不考虑损
耗，单计算报价，5kVA铁基非晶合金工频变压器为硅钢工频变压器的147％。如果考虑损耗，总的评估价为89％。     
5）铁基非晶合金抗电源波形畸变能力比硅钢强     
现在测试工频电源变压器磁芯材料损耗，是在畸变小于2％的正弦波电压下进行的。而实际的工频电网畸变为5％。在这种情况下，铁基非晶合金损耗增加到
106％，硅钢损耗增加到123％。如果在高次谐波大，畸变为75％的条件下（例如工频整流变压器），铁基非晶合金损耗增加到160％，硅钢损耗增加到
300％以上。说明铁基非晶合金抗电源波形畸变能力比硅钢强。      6）铁基非晶合金的磁致伸缩系数大     
是硅钢的3～5倍。因此，铁基非晶合金工频变压器的噪声为硅钢工频变压器噪声的120％，要大3～5dB。     
7）铁基非晶合金带材价格是0.23mm3％取向硅钢的150％     
现行市场上，，是0.15mm3％取向硅钢（经过特殊处理）的40％左右。      8）铁基非晶合金退火温度比硅钢低     
铁基非晶合金退火温度比硅钢低，消耗能量小，而且铁基非晶合金磁芯一般由专门生产厂制造。硅钢磁芯一般由变压器生产厂制造。
根据以上比较，只要达到一定生产规模，铁基非晶合金在工频范围内的电子变压器中将取代部分硅钢市场。在400Hz至10kHz中频范围内，即使有新的硅钢
品种出现，铁基非晶合金仍将会取代大部分0.15mm以下厚度的硅钢市场。
值得注意的是，日本正在大力开发FeMB系非晶合金和纳米晶合金，其Bs可达1.7～1.8T，而且损耗为现有FeSiB系非晶合金的50％以下，如果用
于工频电子变压器，工作磁通密度达到1.5T以上，而损耗只有硅钢工频变压器的10％～15％，将是硅钢工频变压器的更有力的竞争者。日本预计在2005
年就可以将FeMB系非晶合金工频变压器试制成功，并投入生产。     
非晶纳米晶合金在中高频领域中，正在和软磁铁氧体竞争。在10kHz至50kHz电子变压器中，铁基纳米晶合金的工作磁通密度可达0.5T，损耗
P0.5/20k≤25W/kg，因而，在大功率电子变压器中有明显的优势。在50kHz至100kHz电子变压器中，铁基纳米晶合金损耗P0.2
/100k为30～75W/kg， 铁基非晶合金P0.2/100k为30W/kg，可以取代部分铁氧体市场。 

燃料電池的應用領域非常廣泛，目前主流發展的應用產品，依據燃料電池發電量歸類，可分為可攜式電子產品、各式運輸工具及定置型發電機三大類。

可攜式電子產品近年來科技進步神速，3C產品種類與功能日新月異，例如手機不再單純只是通訊工具，還具備上網、照相、聽音樂等功能；而筆記型電腦往往搭配強大的影音功能，因此現在的3C產品對電池的續航力與充電的便利性要求都越來越高，是目前鋰電池面臨到的技術瓶頸。

 

在這種情況下，可預見的是未來3C產品對電力的需求越來越大，現行的鋰電池技術不敷使用，應用燃料電池技術的3C產品將很有可能起而代之，成為下一波的科技創新商品。

 

由於世界各國的3C大廠相偕投入燃料電池的研發工作已有多年經驗，每年於燃料電池展覽會公佈最新研發進展，包括燃料電池手機、燃料電池筆記型電腦、燃料電池充電機等。

 

 

2005年工業技術研究院能源與資源研究所於燃料電池成果展展示一台以燃料電池為動力的筆記型電腦圖片來源：台灣經濟研究院

2005年元智大學燃料電池國際研討會漢氫科技(股)公司 展示一個筆記型電腦燃料電池內鍵卡匣式儲氫器圖片來源：台灣經濟研究院

各式運輸工具能源、環保與經濟的平衡發展是全球致力追求的永續發展目標，應用燃料電池技術的運輸工具，不僅兼顧環境保護，也是因應目前高能源價格時代的解決方案。

 

目前台灣有超過1千3百萬輛的機車市場，製造機車相關零組件能力更是全球首屈一指，因此，發展燃料電池機車是我國的利基產業。

目前全球各大車廠投入燃料電池汽車的研發正如火如荼的進行中，在美國加州已建設一條氫能高速公路，配合周邊的加氫站設施，提供給各大車廠進行燃料電池汽車的示範運行，在歐洲、日本也相繼進入示範運行階段。

 

由於台灣每年機車產生的空氣汙染約佔我國移動汙染源的20％，在面臨京都議定書生效後的溫室氣體減量壓力，國內業者相繼提出燃料電池運輸工具的研發成果。

 

ZESIV.5 圖片來源：亞太燃料電池(股)公司

wheelchair圖片來源：亞太燃料電池(股)公司(APFCT's Fuel Cell System Inside)

D8C Scooter圖片來源：亞太燃料電池(股)公司(APFCT's Fuel Cell System Inside)

 

定置型發電機定置型的燃料電池組依發電量有大型發電廠、家用型（Residential）燃料電池發電機和攜帶型備用電源等。

 

家用型燃料電池發電機可直接供應一般家庭的電力使用。

 

在國內家用型（Residential）燃料電池的市場規劃上，可著眼於目前電力網式供電所不及的偏遠地區、社區型住宅或需要高度穩定電力的製造業廠房等，由燃料電池做為這些場所的常備電力，市場的發展潛力無窮。

 

而燃料電池跟不斷電系統電源供應器做結合，即可具備UPS的功能，又可發揮燃料電池高效率的供電能力。

 

1kW可攜式燃料電池緊急發電機圖片來源：工業技術研究院能源與 環境研究所

 

3kW定置型燃料電池 電熱共生系統 圖片來源：工業技術研究院能源與 環境研究所

 

 

1KW Methanol FC Power Generator---front view圖片來源：大同世界科技(股)公司

參考網頁

<span>http://fuelcells.sae.org/</span> <span>http://www.fuelcells.org/</span> <span>http://americanhistory.si.edu/fuelcells/basics.htm</span> <span>http://www.nsc.gov.tw/dept/acro/version01/battery/electric/types/fuel.htm</span>



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目
前燃料電池依照電解質的不同，可分為鹼性燃料電池(Alkaline Fuel Cell
；簡稱AFC)、質子交換膜燃料電池或固體高分子型燃料電池(Proton Exchange Membrane Fuel
Cell；簡稱PEMFC或PEFC)、磷酸型燃料電池(Phosphoric Acid Fuel Cell；簡稱
PAFC)、溶融碳酸鹽燃料電池(Molten Carbonate Fuel Cell；簡稱MCFC)及固態氧化物燃料電池(Solid Oxide
Fuel Cell；簡稱SOFC)等五種。

 

鹼性燃料電池(AFC)，一般被運用於人工衛星上，操作時所需溫度並不
高，轉換效率好，可
使用之觸媒種類多價格又便宜，例如銀、鎳等，但是在最近各國燃料電池開發競賽中，卻無法成為主要開發對象，其原因在於電解質必須是液態，燃料也必須是高純
度的氫才可以。此外，鹼性燃料電池的電解質，易與空氣中的二氧化碳結合形成氫氧化鉀，影響電解質的品質，導致發電性能衰退。

 

質
子交換膜燃
料電池(PEFC)，其電解質為離子交換膜，薄膜的表面塗有可以加速反應之觸媒（大部分為白金），薄膜兩側分別供應氫氣及氧氣，氫原子被分解為兩個質子及
兩個電子，質子被氧吸引，再和經由外電路到達此處之電子形成水分子，因此此燃料電池的唯一液體是水，腐蝕問題相當小，同時其操作溫度介於80至100℃之
間，安全上之顧慮較低。然而，觸媒白金價格昂貴，若減少其使用量，操作溫度勢必會提升。再者，白金容易與一氧化碳反應而發生中毒現象，因此比較不適合用在
大型發電廠，而適合做為汽車動力來源。

 

磷酸型燃料電池(PAFC)，因其使用之電解質為100﹪濃度之磷酸而得名。操作
溫度大約為150
到220℃之間，因溫度高所以廢熱可回收再利用。其觸媒與前述之質子交換膜燃料電池一樣，同為白金，因此也同樣面臨白金價格昂貴之問題。到目前為止該燃料
電池大都運用在大型發電機組上，而且已商業化生產，技術較不成問題，惟未能迅速普及，成本居高不下就是主要關鍵。

 

溶融碳
酸鹽燃料電池
(MCFC)，其電解質為碳酸鋰或碳酸鉀等鹼性碳酸鹽。在電極方面，無論是燃料電極或空氣電極，都使用具透氣性之多孔質的鎳。操作溫度約為600至
700℃，因溫度相當高，致使在常溫下呈現白色固體狀的碳酸鹽溶解為透明液體，而發揮電解質之功用。由此可見此類型燃料電池，並不需要貴金屬當觸媒。因為
操作溫度高，廢熱可回收再使用，其發電效率高者可達75到80﹪，非常適合於中央集中型發電廠。

 

固態氧化物燃料電池(SOFC)，其電解質為氧化鋯，因含有少量的氧化鈣與氧化釔，穩定度較高，不需要觸媒。一般而言，此種燃料電池之操作溫度約為1000℃，廢熱可回收再利用，因此大都使用於中規模發電機組。各種燃料電池的種類與特性

電池種類 磷 酸(PAFC)

熔融碳酸鹽(MCFC)

固態氧化物(SOFC)

鹼 性 (AFC)

質子交換膜(PEFC)

 

電解質

H3PO4

Li2CO3-K2CO3

ZrO2

KOH

含氟質子交換膜

 

陽極

C(含Pt)

Ni(含Cr，Al)

金屬(Ni，Zr)

C(含Pt)

C(含Pt)

 

陰極

C(含Pt)

NiO

金屬氧化物如LaMnO4

C(含觸煤)

C(含Pt)、鉑黑

 

流動離子

H+

CO32-

O2-

OH-

H+

 

操作溫度

180~200<span>℃</span>

~650<span>℃</span>

~1000<span>℃</span>

室溫~100<span>℃</span>

室溫~80<span>℃</span>

 

操作壓力

<120psia

<120psia

常壓

<60psia

<30psia

 

可用燃料

天然氣、甲醇、輕油

天然氣、甲醇、石油、煤碳

天然氣、甲醇、石油、煤碳

精煉氫氣、電解副產氫氣

天然氣、甲醇、汽油

 

池體材料

石墨

鎳、不鏽鋼

陶瓷

合成樹脂

石墨

 

特 性

1. 進氣中CO會導致觸媒中毒

2. 廢熱可予利用

1. 不受進氣CO影響

2. 反應時需循環使用CO2

3. 廢熱可利用

1. 不受進氣CO影響

2. 高溫反應，不需依賴觸煤的特殊作用

3. 廢熱可利用

1. 需使用高純度氫氣做為燃料

2. 低腐蝕性及低溫較易選擇材料

1. 功率密度高，體積小，重量輕

2. 低腐蝕性及低溫，較易選擇材料

 

優 點

1. 對CO2不敏感

1. 可用空氣作氧化劑

2. 可用天然氣或甲烷 作燃料

1. 可用空氣作氧化劑

2. 可用天然氣或甲烷作燃料

1. 啟動快

2. 室溫常壓下工作

1. 壽命長

2. 可用空氣作氧化劑

3. 室溫工作

4. 功率大

5. 啟動迅速

6. 輸出功率可隨意調整

 

缺 點

1. 對CO敏感

2. 工作溫度高

3. 成本高

4. 低于峰值功率輸出時性能下降

工作溫度較高

 

工作溫度過高

1. 需以純氧作氧化劑

2. 成本高

1. 對CO非常敏感

2. 反應物需要加濕

 

電池內重組可能性

可能

非常可能

非常可能

不可能

不可能

 

系統效率

40%

50%

50%

40%

40%

 

用 途

． 汽電共生

． 分散型發電

． 離島地區發電

． 移動式電源

． 運輸工具之電源

． 汽電共生

． 分散型發電

． 取代大規模火力發電

 

． 汽電共生

． 分散型發電

． 取代中規模火力發電

 

． 太空船

． 潛水艇

 

． 小型發電機組

． 分散型發電

． 移動式電源

． 運輸工具之電源

資料來源：1.鄭耀宗等著，現場型磷酸燃料應用於大用戶之可行性研究，1995年。2.Fuel Cell Handbook，fifth edition ，2000年。3.左峻德，燃料電池之特性與運用，2001年。

 

參考網頁

<span>http://fuelcells.sae.org/</span> <span>http://www.fuelcells.org/</span> <span>http://americanhistory.si.edu/fuelcells/basics.htm</span> <span>http://www.nsc.gov.tw/dept/acro/version01/battery/electric/types/fuel.htm</span>



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燃 料電池（Fuel
Cell），是一種發電裝置，但不像一般非充電電池一樣用完就丟棄，也不像充電電池一樣，用完須繼續充電，燃料電池正如其名，是繼續添加燃料以維持其電
力，所需的燃料是「氫」，其之所以被歸類為新能源，原因就在此。
燃料電池的運作原理，也就是電池含有陰陽兩個電極，分別充滿電解液，而兩個電極間則為具有滲透性的薄膜所構成。
 

【大
紀元12月4日訊】（大紀元記者陳常鵬綜合報導）近年來油價不斷飆高，全球能源頗有面臨枯竭之憂。另一方面石化燃料燃燒產生之廢氣所致之溫室效應，已在全
球各地屢釀巨禍。世界為達成後京都議定書時代溫室氣體減量的目標，科技大國紛紛尋求潔淨且具經濟效益的替代性能源。以氫氣為燃料的燃料電池（Fuel
Cell），具有零污染、高電能轉換效率、低噪音及可再生性等特點，已成為全球寄予厚望的綠色能源。本文先介紹燃料電池的歷史，並剖析其基本原理。

自
汽車問世以來，各國政府對於廢氣排放管制雖越趨嚴格，但溫室氣體已引發全球暖化造成的洪災及嚴寒酷暑。據聯合國環境規劃署表示，未來10年內全球
在攸關氣候變遷、清潔能源等須投資達數兆美元。再者，預期石油短缺每下愈況，汽車業界與各國政府於過去10年間，已投下數百億美元，育成潔淨又能致動車輛
的能源技術，氫燃料電動機已成為取代低效高污染性的內燃機引擎的首選。

燃料電池（Fuel
Cell）其實並非電池，或許稱為「燃料發電元」更為貼切。燃料電池組是一種直接將燃料通過電化學作而產生燃燒反應並輸出低電壓直流電的元件所組成的裝
置。相對於其他化學電池來說，燃料電池其實是一種發電裝置。燃料電池別於一般電池之處在於，它所參與電極反應的活性物質並不貯存在電池內部，而是全部由電
池外部提供。它的出現徹底改變了電池不能連續工作的侷限，只要不間斷的輸入反應物，它就可以不停地工作。

燃料電池還具有直接汲取化學能的
優勢，主要的燃料以氫氣為主，氫與氧透過電化學反應發生氧化作用並輸出電能與熱量，但熱量遠低於石油氣之燃燒作用，
故有「冷燃澆」之說法。此種化學能轉換為電動能的過程，節省了轉換為機械能所須浪費的能量損失，故展現出比內燃機頂多30%更高的能量轉換效率。此外，所
生之廢熱若再經回收利用，更可達到高達85%的總體能量利用率，可望成為最具經濟效益的能源。

燃料電池的發展史

早在1839年有燃料電池之父之稱的威廉-葛洛夫爵士(Sir William Grove)便已發現將水的電解反應作逆向操作可產生電能的現象。

但由於自然界中並不沒有富豐的氫氣體，故直到1889年藍吉爾(Charles Langer)與蒙德(Ludwig Mond)兩位研究者仍嘗試使用煤氣與空氣製作第一具實用的燃料電池，當時也才定下了「Fuel Cell」這一名詞，但均未獲得成功。

1866年，西門子(Werner von Siemen)先生發現了機-電效應，揭開了燃油發電機的發展，並使燃料電池技術黯然失色。1900年代初期雖然有後繼的努力嘗試將煤及碳轉變成電力，但內燃引擎的發明突然壓抑了這個剛萌芽的科技。

貝肯(Francis Bacon)後於1932年發展出堪稱世界第一具成功的燃料電池裝置，該電池採用氫氣與氧氣為反應物、鹼性溶液電解質及鎳金屬電極，該設計的突破在於其製作成本遠低於藍吉爾與蒙德當初的設計。

在克服了大量的技術問題後，1959年貝肯及其公司才成功地展示出第一具輸出功率達5仟瓦的實用級燃料電池系統。同年伊律格(Harry Karl Ihrig)也展示出知名的燃料電池驅動的20馬力牽引車。

在1950年代末期，NASA又重新炒熱了燃料電池的應用，開始建造袖珍型的發電機以用於太空任務中。NASA隨即資助了數以百計有關燃料電池科技的研究合同。在1960年代幾次的太空任務中，燃料電池用於驅動登月探險車及供應太空人飲用水，均證明了它的實用性。

近
幾十年來燃料電池的發展，在全球環保意識的推動下已朝向作為替代性能源發展。大至大型的固定式發電機組、發電廠；小至可攜式電子產品的電源供應件
等，皆有各式各樣的燃料電池選擇。燃料電池車輛(fuel cell vehicles,
FCV)，更是各大汽車製造商所致力研發的未來綠色主流交通工具。

燃料電池的原理

燃料電池採用的是「冷燃燒」過程，為直接式能量轉換器，將燃料(氫及碳氫化合物等)的化學能轉化爲電與熱。單一發電元的構造如下圖所示。

 

燃料電池的結構及運作原理示意圖。（取材自http://americanhistory.si.edu/）

單一發電元含有陰陽兩個電極(分別為正、負二極)，化學反應即是在此二極表面發生。所有的燃料電池都須有一種電解質，將帶電的粒子從一個電極輸送至另一電極。電極中還須有催化劑(catalyst)，負責加速氧化還原反應的進行。

現
代的燃料電池依電解質或燃料之別已可區分成八、九種之多。但一般的運作原理是，將氫氣經由管路送達陽極，並在陽極發生氫原子解離成一個質子(即帶
正電之氫離子)與一個電子的反應。帶負電的電子在電動勢的驅使下流向陰極，遂形成供電迴路產生可作功的直流電流；質子則經由電解質流向陰極。

空
氣中約21%的氧氣可提供作為燃料電池所需的氧化劑。氧亦經由管道輸送至陰極。如上圖所示的電池類型，其氧原子會在陰極與電子及質子化合形成水。陽極
H2 -----> 2H+ + 2e-陰極 2H+ + 2e-+1/2O2 -----> H2O全反應 H2 +
1/2O2 -----> H2O

另外，某些另類電解質的電池類型則是，氧原子在陰極與電子結合形成氧離子或與水及電子結合形成氫氧
離子，再經由電解質游向陽極與質子結合產生水。例如，陰極 1/2O2 + H2O + e- ----> 2OH- 陽極 H2 +
2OH- ----> 2H2O + e- 全反應 1/2O2 + H2 ---> H2O

氫元素雖是基本的燃料來源，但沒有氧氣發電機制亦無法運作。絕大部份的氫與氧化合後的產物是水— 一種無害的副產物，這就是燃料電池既能發電又不會造成污染的優勢之處。

電解質對於燃料電池而言，亦扮演關鍵角色。它必須具有只能讓特定的離子通過的特性。如果自由電子或其它物質可隨意進入電解質中，則化學反應便會被破壞。不論帶電荷的離子是游向陽極或陰極來進行反應，主要的產物都是水，水將在電極處收集後排出電池體外。

只
要發電元不斷地被供給氫及氧元素，該發電元便會持續產出電能。現代用電需要交流電時，燃料電池的直流電源可經變頻器(inverter)再轉換成
交流電。數個發電元串聯在一起，便形成電池組，使輸出電壓及功率倍增。數個電池組串接，便可形成發電系統，乃至功率高達百萬瓦(MW)的固定式發電廠。

氫氣知識

燃
料電池所需利用的氫，是我們宇宙中最簡單、最豐富的元素。它具有一個電子圍繞一個質子的組態，可惜在地球不是以氣態出現，總是以結合其它元素的化
合物形式存於自然界中。它幾乎可由任何含氫的化合物中萃取出來，是最終的潔淨能源的載體。一份的氫氣所含的能量為同等份量汽油的3倍之多。

如同所有的燃料一樣，氫氣也有安全顧慮。

◎
由於氫氣內藏高量化學能，有爆炸的危險。如同現今的石油及天燃氣一般，必須有適當的安全操作程序，但並不意味危險性較高，只是安全的重點有所不同而已。◎
如「都市氣體(天燃氣，town gas)」等民生常用的燃料亦屬以氫基燃料，目前仍在世界各地使用。◎
氫氣的製造、運輸及使用在現今工業環境中，可謂成熟，已具備完善的安全作業標準。美國每年在公路上運送的液化氫氣量可達7000萬加侖，未曾肇出重大災
害。◎ 石化業、煉鋼業長久以來使用氫氣，利用數百英哩的管路輸送氫氣亦已具備相當的安全性。

氫燃料的取得方式亦呈現多樣化。

◎ 傳統式：來自天燃氣、汽油、柴油及丙烷等。◎ 再生性及替代性來源：甲醇、乙醇、垃圾掩場沼氣、生物分解氣體及甲烷等。◎ 水中萃取：水經電解作用可得氫氣，電解所需電能多利用太陽能及風力等自然能源。◎ 創新型：硼氫化鈉水解製氫、海藻及花生殼中萃取等。

樂觀預期下，氫氣以其多樣化資源的特性可望在2040年前實現每日節省1,100萬桶石油的目標。

氫氣索價不斐？

美國能源部的「氫燃料電池及其基礎建設計畫(Hydrogen, Fuel Cells & Infrastructure Technologies Program)」中已定下以下目標：

◎ 2005年以前建立相當於1加侖汽油當量的氫氣值美金3元的技術。◎ 2008年前驗證上述技術。◎ 2010年技術精進至每加侖汽油當量之氫氣僅值美金1.5元。

近年來汽油價格屢創新高，最高油價亦在美金3元左右。即使FCV車輛若真能使用到每加侖汽油當量3塊美金的氫氣時，也會為消費者省下大把的鈔票；因為氫燃料車輛的效率仍高於汽車內燃機引擎的效率，1汽油當量的氫氣所跑的里程可超過汽車的一倍以上！

如果上列目標皆實現，氫燃料車輛可望達到每加侖汽油當量僅花費1美元的願景。

(待續)

參考網頁

http://fuelcells.sae.org/ http://www.fuelcells.org/ http://americanhistory.si.edu/fuelcells/basics.htm http://www.nsc.gov.tw/dept/acro/version01/battery/electric/types/fuel.htm



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四方晶系的三个晶轴相互垂直，其中两个水平轴（x轴、y轴）长度一样，但z轴的长度可长可短。通俗地说，四方晶系的晶体大都是四棱的柱状体，（晶体横截面为正方形，但有时四个角会发育成小柱面，称“复四方”），有的是长柱体，有的是短柱体。

再，四方晶系四个柱面是对称的，即相邻和相对的柱面都一样，但和顶端不对称（不同形）；所有主晶面交角都是九十度交角。请看模型图：

 

四方晶系的晶体如果z轴发育，它就是长柱状甚至针状；如果两个横轴（x 、y）发育大于竖轴z轴，那么该晶体就是四方板状，最有代表性的就是钼铅矿。

晶体在实际生长中有许多因素影响它的正常形状，如z轴“平移”或平行连生等，四方晶系的晶体横截面有时不是正方形，会略带长方形。这种情况在各种晶系中常见。有时我们说的“歪晶”就属此情况之一。

请看常见的一些四方晶系的晶体模型：

 

这个晶系常见的矿物有锡石、鱼眼石、白钨矿、符山石、钼铅矿等。请看实物图片：

 

符山石的晶体

 

锡石的长柱状晶体（顶端另有斜生的小晶体）。柱体的棱角发育成窄小晶面，此种晶体又叫“复四方”：四个主柱面，四个小柱面。

 

这是短柱状锆石，柱体几乎不发育。象个四方双锥体或假八面体

 

钼铅矿的晶体是四方板状，也就是两个横轴的发育程度大大超越竖轴（z轴）

 

鱼眼石晶体



引用出處： 

 http://news.21gem.com/news/19354.html

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