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聚酰胺树脂，是性能优良用途广泛的化工原料，按其性质可分为两大类：非反应性或中性聚酰胺及反应性聚酰胺。中性聚酰胺主要用于生产油墨、热合性粘结剂和涂料，反应性聚酰胺用于环氧树脂熟化剂，和用于热固性表面涂料、粘结剂、内衬材料及罐封、模铸树脂。
中性二聚酸聚酰胺树脂在聚乙烯等基质上粘附性好，特别适合于在聚乙烯面包装膜、金属箔复合层压膜等塑料膜上印刷；中性聚酰胺树脂配制的油墨有光泽性，粘结性能好，醇稀释性优良，胶凝性低，快干，气味小。
二
聚酸基的热合性树脂，广泛用于制鞋、制罐、包装及书籍装订；用于罐头包装的边缝密封；用于冷冻苹果、桔子及其它果汁的新型结构容器的粘结。热合性聚酰胺粘
结剂，因具有耐干洗、耐强力洗涤剂、漂白剂及洗衣房与家庭的高温洗涤条件，对织物粘联强度大使用方便而用于强物粘联；因具有必要的粘结力及优良的抗湿性而
用于热缩性电缆套。中性聚胺树脂的其它用途包括制备触变型涂料、民用水基胶、织物抗静电剂、透明蜡烛及洗涤剂。
反应性聚酰胺树脂进一步反应而用作
环氧树脂的固化剂，产生广泛交联成为热固性树脂。用作固化剂时，具有配副随意性大、无毒性、能常温下固化以及柔软不脆等优点，可使环氧树脂具有极好的粘结
性、挠曲性、韧性、抗化学品性、抗湿性及表面光洁性。二聚酸基酸胺树脂一环氧树脂的最大用途是粘结剂、表面涂料及罐封、模铸树脂。该粘结剂润湿性能好、粘
结强度大、内增塑性好，比以胺熟化的环氧树脂能耐更大的冲击力。这种粘结剂可作金属的边缝粘结剂以及塑料、汽车车身的焊接剂及堵缝材料，还可作金属---
金属粘联的结构粘结剂。二聚酸基聚酰胺熟化的环氧树脂，具有柔性、抗化学品、抗盐蚀、抗撞击及高光泽等优异性能，广泛用作表面涂料。
本项目中间体精二聚酸能与多种有机溶剂互溶，具有良好的热稳性、抗固化性以及防腐蚀性，可广泛用作润滑剂、表面活性剂、粘接剂及油料添加剂。尤为重要的是，二聚酸是多功能的化工中间体，可合成聚酰胺树脂、聚脂类等多种衍生物。
本项目副产品单体酸可用于生产异硬脂酸，用作增塑剂、脱模剂、柔软剂、润滑剂等。也可用于造漆、洗涤、选矿等。
650、651、300#是二聚植物油脂肪酸和脂肪胺缩聚而成的低分子聚酰胺树脂，是优良的环氧树脂增韧固化剂。
   
低分子聚酰胺具有柔性脂肪酸和活性胺基，与环氧树脂的固化物韧性良好。聚酰胺树脂的加入量可调幅度大，相对称量准确度要求不很严格。与环氧树脂混合后固化
反应缓和，有较长的可使用时间。聚酰胺固化剂属实际无毒品，用聚酰胺树脂固化的环氧树脂无毒，可在食品工业上应用。聚酰胺树脂与环氧树脂配合使用，可广泛
应用于涂料、粘合剂等。
聚酰胺固化剂属实际无毒品，具有部分水溶性。

质  量  指  标
外    观
胺值(mgKOH/g)
灰份%
650
浅黄色至棕色粘稠液体
180—220
0.1—0.5
300#
浅黄色至棕色粘稠液体
280—320
0.1—0.5
651
浅黄色至棕色粘稠液体
380—420
0.1—0.5
应用
与环氧树脂配合使用，广泛应用于涂料和粘合剂等。
与E-44（6101）型环氧树脂配合参考比例
E—44（6101）
100
100
100
650
40—100
——
——
300#
——
30—70
——
651
——
——
30—50
注意：在环境温度低于５℃时与环氧树脂的固化反应缓慢，如要采用，必须提高环境温度。
包装与储运
18Kg,200Kg铁桶装，并密闭存放在阴凉干燥处。
聚酰胺650
一、性能：
本品为环氧树脂的优良固化剂和坛韧剂。它毒性低，挥发性小，和环氧树脂配用比例宽，操作简便，可常温固化，粘接力强，韧性好，明显地优越于一般的单体胺类固化剂。
二、用途：
本品与环氧树脂配合，广泛地应用于粘接各种金属和非金属材料（如钢铁、铝材、陶瓷、玻璃、塑料等），配制聚酰胺防腐涂料，糊制玻璃，浇铸电器，密封电子元件等。以及用作为环氧富锌底漆、环氧云铁底漆、环氧石漆、环氧煤沥青漆等
三、使用方法：
本
品用量为环氧树脂重量的40~100%，均有良好的固化效果，将聚酰胺树脂与环氧树脂混合均匀即可使用，根据不同用途的要求，可在混合树脂中添加适量的填
充剂（如瓷粉、铁粉、铝粉等）、颜料和稀释剂（如醇类、酮类、芳烃类等）。浇铸时可用硅油、凡士林、石蜡等作脱膜剂。用于粘接材料时，常温固化两至三天可
达最佳性能，升温固化则可缩短固化时间。
四、贮存：
本品需放在阴凉干燥处密封贮存。
 
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聚酰胺(PA，俗称尼龙)是美国DuPont公司最先开发用于纤维的树脂，于1939年实现工业化。20世纪50年代开始开发和生产注塑制品，以取代金属
满足下游工业制品轻量化、降低成本的要求。PA具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻
燃性，易于加工，适于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性，提高性能和扩大应用范围。PA的品种繁多，有PA6、PA66、PAll、PAl2、PA46、
PA610、PA612、PAl010等，以及近几年开发的半芳香族尼龙PA6T和特种尼龙等很多新品种。
　PA是历史悠久、用途广泛的通用工程塑料，2000年世界工程塑料市场分配为PA35％、PC32％、POM11％、PBT1O％、PPO3％、PET2％、UHMWPE2％，高性能工程塑料(PPS

聚酰胺
、LCP、PEEK、PEI、PESU、PVDF、其它含氟塑料等)2％。由于PC市场需求增长快，其市场占有份额已已经超过PA。 从性能和价格综合考虑，PA6和PA66的市场用量仍占PA总量的90％左右，居主导地位，2001年世界PA66的消费量为74万吨，略高于PA6的68万吨。欧洲消费结构为PA6占50％，PA66占40％，PAll、PAl2和其它均聚、共聚PA占10％，美国PA66
用量超过其它品种，日本则PA6消费居首位，为52％，PA66占38％，PAll和PAl2占5％，PA46和半芳香族PA占5％。PA工程塑料以注射
成型为主，注塑制品占PA制品的90％左右，PA6与PA66的成型加工工艺不尽相同，PA66基本都采用注塑加工，占95％，挤出成型仅占5％；PA6
的注塑制品占70％，挤出成型占30％。
 
为了增强PA同其它材料(包括工程塑料)的竞争力，扩大应用范围，提高市场占有份额，从提高制品性能、降低成本和有利于环境这三个方面改进产品晶级的性能，如Du Pont、DSM、Rhodia、东丽公司等树脂生产厂家都先后推出了快速成型品级，缩短了成型周期，降低了生产成本。采用茂金属聚烯烃如聚烯烃弹性体(POE)增韧改性比用弹性体改性更方便，可调范围更大。同时能生产阻燃(特别是无卤阻燃)PA品级的厂家增多，可供用户选择的产品也增多。另外，值得提及的是PA·纳米复合材料是前产量最大的工业化聚合物系纳米复合材料，纳米粒子填充量小，改性产品的密度几乎与基础晶级相同，其优越性是显而易见的。
　　工业家和咨询家普遍对PA工程塑料的未来市场持乐观态度，有的认为2000~2005年其用量将以年均7％的速度递增”’，也有报道预计2001—2006年间世界PA工程塑料市场的年均增长率为5％-6％”l。亚洲地区生产能力的占有份额将有所提高。PA工程塑料市场应用的热点和未来潜在市场为：

聚酰胺
(1)汽车发动机吸气歧管 汽车厂为降低生产成本，要求采用一体化部件，选用高性能材料和简化设计。制作PA吸气歧管可使制品轻量化，降低成本40％-50％，井有减振效果。目前欧洲汽车厂应用PA吸气歧管走在前列，预计美国和其它地区会很快跟上。
　　(2)耐热性(特别是焊接耐热性)晶级将在电器工业上应用十分活跃，无卤胆燃PA肘开发和应用将受到人们的更大关注。
　　(3)以PA6为中心的食品包装膜 该产品应用前景看好，双向拉伸(BO)PA薄膜具有良好的抗穿刺性、对氧和二氧化碳的阻隔性及耐蒸煮性，用作共挤出多层膜的芯膜，可延长食品的保质期，需求量会稳步增长，并从最初开发、应用的日本扩大到其它国家和地区。
 
　
尼龙中的主要品种是尼龙6和尼龙66，占绝对主导地位，其次是尼龙11，尼龙12，尼龙610，尼龙 612，另外还有尼龙
1010，尼龙46，尼龙7，尼龙9，尼龙13，新品种有尼龙6I，尼龙9T和特殊尼龙
MXD6（阻隔性树脂）等，尼龙的改性品种数量繁多，如增强尼龙，单体浇铸尼龙（MC尼龙），反应注射成型（RIM）尼龙，
芳香族尼龙，透明尼龙，高抗冲（超韧）尼龙，电镀尼龙，导电尼龙，阻燃尼龙，尼龙与其他聚合物共混物和合金等，满足不同特殊要求，广泛用作金属，木材等传
统材料代用品，作为各种结 构材料。
在日常生活中聚酰胺制品比比皆是，但是知道它历史的人就很少了。聚酰胺是世界上首先研制出的一种合成纤维。
　　本世纪初，企业界搞基础科学研究还被认为是一种不可思议的事情。1926年美国最大的工业公司－杜邦公司的的董事斯蒂恩（Charles M. A. Stine，l882～1954)出于对基础科学的兴趣，建议该公司开展有关发现新的科学事实的基础研究。1927年该公司决定每年支付25万美元作为研究费用，并开始聘请化学研究人员，到1928年杜邦公司在特拉华州威尔明顿的总部所在地成立了基础化学研究所，年仅32岁的卡罗瑟斯（Wallace H. Carothers,1896～1937)博士受聘担任该所有机化学部的负责人。
　
　卡罗瑟斯1896年4月27出生于美国洛瓦的伯灵顿。他开始受教育的是在得梅因公立学校，1914年从北方中学毕业。卡罗瑟斯的父亲在得梅因商学院任
教，后来担任过该院的副院长。受他父亲的影响卡罗瑟斯18岁时进入该院学习会计，他对这一专业并不感兴趣，倒是很喜欢化学等自然科学，因此，一年以后转入
一所规模较小的学院学习化学。1920年获理学学士学位。1921年在 伊利诺伊大学取
得硕士学位，后来在南边柯他大学任教，讲授分析化学和物理化学。1023年又回到伊利诺伊大学攻读有机化学专业的哲学博士学位。
在导师罗杰·亚当斯(Roger
Adams,1889－1971）教授的指导下,完成了关于铂黑催化氢化的论文，初步显露了他的才华，获得博士学位后随即留校工作。1926年到哈佛大学
教授有机化学。由于卡罗瑟斯性格内向，他认为搞科学研究更能发挥自己的聪明才智，于是1928年受聘来到了杜邦公司。

聚酰胺
卡罗瑟斯来到杜邦公司的时候，正值国际上对德国有机化学家斯陶丁格(Hermann Staudinger,1881～1965) 提出的高分子理论展开了激烈的争论，卡罗瑟斯赞扬并支持斯陶丁格的观点，决心通过实验来证实这一理论的正确性，因此他把对高分子的探索作为有机化学部
的主要研究方向。一开始卡罗瑟斯选择了二元醇与二元羧酸的反应，想通过这一被人熟知的反应来了解有机分子的结构及其性质间的关系。在进行缩聚反应的实验
中，得到了分子量约为5000的聚酯分子。为了进一步提高聚合度，卡罗瑟斯改进了高真空蒸馏器并严格控制反应的配比，使反应进行得很完全，在不到两年的时
间里使聚合物的分子量达到10000～20000。
　　1930年卡罗瑟斯用乙二醇和癸二酸缩合制取聚酯，在实验中卡罗瑟斯的同事希尔
在从反应器中取出熔融的聚酯时发现了一种有趣的现象：这种熔融的聚合物能像棉花糖那样抽出丝来，而且这种纤维状的细丝即使冷却后还能继续拉伸，拉伸长度可
以达到原来的几倍，经过冷拉伸后纤维的强度和弹性大大增加。这种从未有过的现象使他们预感到这种特性可能具有重大的应用价值，有可能用熔融的聚合物来纺制
纤维。他们随后又对一系列的聚酯化合物进行了深入的研究。由于当时所研究的聚酯都是脂肪酸和脂肪醇的聚合物，具有易水解、熔点低（<100℃）、易溶解在有机溶剂中等缺点，卡罗瑟斯因此得出了聚酯不具备制取合成纤维的错误结论，最终放弃了对聚酯的研究。顺便指出，就在卡罗瑟斯放弃了这一研究以后，英国的温费尔德T.R.Whinfield,1901-1966)在汲取这些研究成果的基础上，改用芳香族羧酸(对苯二甲酸)与二元醇进行缩聚反应，1940年合成了聚酯纤维-涤纶，这对卡罗瑟斯不能不说是一件很遗憾的事情。
　　为了合成出高熔点口高性能的聚合物，卡罗瑟斯和他的同事们将注意力转到二元胺与二元羧酸的缩聚反应上，几年的时间里卡罗瑟斯和他的同事们从二元胺和二元酸的不同聚合反应中制备出了多种聚酰胺，然而这此物质的性能并不太理想。1935年初
卡罗瑟斯决定用戊二胺和癸二酸合成聚酰胺（即聚酰胺510），实验结果表明，这种聚酰胺拉制的纤维其强度和弹性超过了蚕丝，而且不易吸水，很难溶，不足之
处是熔点较低，所用原料价格很高，还不适宜于商品生产。紧接着卡罗瑟斯又选择了己二胺和己二酸进行缩聚反应，终于在1935年2月28
日合成出聚酰胺66。这种聚合物不溶于普通溶剂，具有263℃的高熔点，由于在结构和性质上更接近天然丝，拉制的纤维具有丝的外观和光泽，其耐磨性和强度
超过当时任何一种纤维，而且原料价格也比较便宜，杜邦公司决定进行商品生产开发。
　　要将实验室的成果变成商品、一是要解决原料的工业
来源；二是要进行熔体丝纺过程中的输送、计量、卷绕等生产技术及设备的开发。生产聚酰胺66所需的原料－己二酸和己二胺当时仅供实验室作试剂用，必须开发
生产大批量、价格适宜的己二酸和己二胺，杜邦公司选择丰富的苯酚进行开发实验，到1936年在西弗吉尼亚的一家所属化工厂采用新催化技术，用廉价的苯酚大
量生产出己二酸，随后又发明了用己二酸生产己二胺的新工艺．杜邦公司首创了熔体丝纺新技术，将聚酚胺66加热融化，经过滤后再吸入泵中，通过关键部件（喷
丝头）喷成细丝，喷出的丝丝经空气冷却后牵伸、定型。1938年7月完成中试，首次生产出聚酰胺纤维．同月用聚酰胺66作牙刷毛的牙刷开始投放市场。10月27日杜邦公司正式宣布世界上第一种合成纤维正式诞生了，并将聚酚胺66这种合成纤维命名为聚酰胺（nylon），这个词后来在英语中变成了聚酰胺类合成纤维的统用商品名称。杜邦公司从高聚物的基础研究开始历时11年，耗投2200万美元，
有230名专家参加了有关的工作，终于在1939年底实现了工业化生产。遗憾的是尼尤的发明人卡罗瑟斯没能看到聚酰胺的实际应用。由于卡罗瑟斯一向精神抑
郁，有一个念头使他无法摆脱，总认为作为一个科学家自己是一个失败者，加之1936年他喜爱的孪生姐姐去世，使他的心情更加沉重，这位在聚合物化学领域作
出了杰出贡献的化学家，于1937年4月29日在美国费城一家饭店的房间里饮用了掺有氰化钾的柠檬汁而自杀身亡。为了纪念卡罗瑟斯的功绩，1946年杜邦公司将乌米尔特工厂的聚酰胺研究室改名为卡罗瑟斯研究室。
　
　聚酰胺的合成奠定了合成纤维工业的基础，聚酰胺的出现使纺织品的面貌焕然一新。用这种纤维织成的聚酰胺丝袜既透明又比丝袜耐穿，1939年10目24日
杜邦在总部所在地公开销售聚酰胺丝长袜时引起轰动，被视为珍奇之物争相抢购，混乱的局面迫使治安机关出动警察来维持秩序。人们曾用"象蛛丝一样细，象钢丝
一样强，象绢丝一样美"的词句来赞誉这种纤维。到1940年5
月聚酰胺纤维织品的销售遍及美国各地。从第二次世界大战爆发直到1945年，聚酰胺工业被转向制降落伞、飞机轮胎帘子布、军服等军工产品。由于聚酰胺的特
性和广泛的用途，第二次世界大战后发展非常迅速，聚酰胺的各种产品从丝袜、衣着到地毯，渔网等，以难以计数的方式出现。最初十年间产量增加25倍，1964年占合成纤维的一半以上，至今聚酰胺纤维的产量虽说总产量已不如聚酯纤维多，但仍是三大合成纤维之一。
　
　聚酰胺的发明从没有明确的应用目的的基础研究开始，最终却导致产生了改变人们生活面貌的尼尤产品，成为企业办基础科学研宪非常成功的典型。它使人们认识
到与技术相比科学要走在前头，与生产相比技术要走在前头；没有科学研究，没有技术成果，新产品的开发是不可能的。此后，企业从事或资助的基础科研在世界范
围内如雨后春笋般地出现，使基础科研的成果得以更迅速地转化为生产力。　
　　聚酰胺的合成是高分子化学发展的一个重要里程碑。
杜邦公司开展这项研究以前，国际上对高分子链状结构理论的激烈争论主要是缺乏明晰的毫无疑义的实验事实的支持。当时对缩聚反应研究得还很少，得到的缩聚物
并不完满。卡罗瑟斯采用了远远超过进行有机合成一般规程的方法，他在进行高分子缩聚反应时，对反应物的配比要求很严格，相差不超过1%．缩聚反应的程度相
当彻底，超过99.5%，从而合成出分子量高达两万左右的聚合物。卡罗瑟斯的研究表明，聚合物是一种真正的大分子，可以通过已知的有机反应获得，其缩聚反
应的每个分子都含有个或两个以上以上的活性基团，这些基团通过共价键互相连接，而不是靠一种不确定的力将小分子简单聚集到一起，从而揭示了缩聚反应的规
律。卡罗瑟斯通过对聚合反应的研究把高分子化
合物大体上分为两类：一类是由缩聚反应得到的缩合高分子；另一类是由加聚反应得到的加成高分子。卡罗瑟斯的助手弗洛里（Paul J. Flory，
1910～1986）总结了聚酰胺等一系列缩聚反应，1939年提出了缩聚反应中所有功能团都具有相同的活性的基本原理，并提出缩聚反应动力学和分子量与
缩聚反应程度之间的定量关系。后来又研究了高分子溶液的统计力学和高分子模型、构象的统计力学，1974获得了诺贝尔化学奖。聚酰胺的合成有力地证明了高分子的存在，使人们对斯陶丁格的理论深信不移，从此高分子化学才真正建立起来。
 
尼
龙为韧性角状半透明或乳白色结晶性树脂，作为工程塑料的尼龙分子量一般为1.5-3万尼龙具有很高的机械强度，软化点高，耐热，磨擦系数低，耐磨损，自润
滑性，吸震性和消音性，耐油，耐弱酸，耐碱和一般溶剂，电绝缘性好，有自熄性，无毒，无臭，耐候性好，染色性差。缺点是吸水性大，影响尺寸稳定性和电性
能，纤维增强可降低树脂吸水率，使其能在高温、高湿下工作。尼龙与玻璃纤维亲合性十分良好。
　　尼龙中尼龙66的硬度、刚性最高，但韧性最差。各种尼龙按韧性大小排序为： PA66＜PA66/6＜PA6＜PA610＜PA11＜PA12。
　　尼龙的燃烧性为UL94v-2级，氧指数为24-28，尼龙的分解温度＞299℃，在449~499℃时会发生自燃。
尼龙的熔体流动性好，故制品壁厚可小到1mm。
 
由于尼龙具有很多的特性，因此，在汽车、电气设备、机械部构：、交通器材、纺织、造纸机械等方面得到广泛应用。
　
　随着汽车的小型化、电子电气设备的高性能化、机械设备轻量化的进程加快，对尼龙的需求将更高更大。特别是尼龙作为结构性材料，对其强度、耐热性、耐寒性
等方面提出了很高的要求。尼龙的固有缺点也是限制其应用的重要因素，特别是对于PA6、PA66
两大品种来说，与PA46、PAl2等品种比具有很强的价格优势，虽某些性能不能满足相关行业发展的要求。因此，必须针对某一应用领域，通过改性，提高其
某些性能，来扩大其应用领域。主要在以下几方面进行改性。
　　①改善尼龙的吸水性，提高制品的尺寸稳定性。
　　②提高尼龙的阻燃性，以适应电子、电气、通讯等行业的要求。
　　③提高尼龙的机械强度，以达到金属材料的强度，取代金属
　　④提高尼龙的抗低温性能，增强其对耐环境应变的能力。
　　⑤提高尼龙的耐磨性，以适应耐磨要求高的场合。
　　⑥提高尼龙的抗静电性，以适应矿山及其机械应用的要求。
　　⑦提高尼龙的耐热性，以适应如汽车发动机等耐高温条件的领域。
　　⑧降低尼龙的成本，提高产品竞争力。
　　总之，通过上述改进，实现尼龙复合材料的高性能化与功能化，进而促进相关行业产品向高性能、高质量方向发展。
　　改性PA产品的最新发展
　　前面提到，玻璃纤维增强PA在20世纪50年代就有研究，但形成产业化是20世纪70年代，自1976年美国杜邦公司开发出超韧PA66后，各国大公司纷纷开发新的改性PA产品，美国、西欧、日本、荷兰、意大利等大力开发增强PA、阻燃PA、填充PA，大量的改性PA投放市场。
　
　20世纪80年代，相容剂技术开发成功，推动了PA合金的发展，世界各国相继开发出
PA／PE、PA／PP、PA／ABS、PA／PC、PA／PBT、PA／PET、PA／PPO、PA／PPS、PA／I．CP(液晶高分子)、
PA／PA等上千种合金，广泛用于汽车、机车、电子、电气械、纺织、体育用品、办公用品、家电部件等行业。
　　20世纪90年代，改性尼龙新品种不断增加，这个时期改性尼龙走向商品化，形成了新的产业，并得到了迅速发展，20世纪90年代末，世界尼龙合金产量达110万吨／年。
　
　在产品开发方面，主要以高性能尼龙PPO／PA6，PPS／PA66、增韧尼龙、纳米尼龙、无卤阻燃尼龙为主导方向；在应用方面，汽车部件、电器部件开
发取得了重大进展，如汽车进气歧管用高流动改性尼龙已经商品化，这种结构复杂的部件的塑料化，除在应用方面具有重大意义外，更重要的是延长了部件的寿命，
促进了工程塑料加工技术的发展。
　　改性尼龙发展的趋势
　　尼龙作为工程塑料中最大最重要的品种，具有很强的生命力，主要在于它改性后实现高性能化，其次是汽车、电器、通讯、电子、机械等产业自身对产品高性能的要求越来越强烈，相关产业的飞速发展，促进了工程塑料高性能化的进程，改性尼龙未来发展趋势如下。
　　①高强度高刚性尼龙的市场需求量越来越大，新的增强材料如无机晶须增强、碳纤维增强PA将成为重要的品种，主要是用于汽车发动机部件，机械部件以及航空设备部件。
　　②尼龙合金化将成为改性工程塑料发展的主流。尼龙合金化是实现尼龙高性能的重要途径，也是制造尼龙专用料、提高尼龙性能的主要手段。通过掺混其他高聚物，来改善尼龙的吸水性，提高制品的尺寸稳定性，以及低温脆性、耐热性和耐磨性。从而，适用车种不同要求的用途。
　　③纳米尼龙的制造技术与应用将得到迅速发展。纳米尼龙的优点在于其热性能、力学性能、阻燃性、阻隔性比纯尼龙高，而制造成本与背通尼龙相当。因而，具有很大的竞争力。
　　④用于电子、电气、电器的阻燃尼龙与日俱增，绿色化阻燃尼龙越来越受到市场的重视。
　　⑤抗静电、导电尼龙以及磁性尼龙将成为电子设备、矿山机械、纺织机械的首选材料。
　　⑥加工助剂的研究与应用，将推动改性尼龙的功能化、高性能化的进程。
　　⑦综合技术的应用，产品的精细化是推动其产业发展的动力。
 
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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铀同位素分离
separation of uranium isotopes
  
由铀235含量较低的铀同位素混合物，获得铀235含量较高的铀同位素混合物的同位素分离技术。铀同位素分离在核燃料循环中占极重要的地位。铀
235含量大于天然含量的铀称为浓缩铀。浓缩铀可用作反应堆的燃料(含量在3％左右),还可用作核武器的装料（含量在90％以上）和舰艇的核动力燃料（含
量在20％左右）。但是天然铀中主要含有铀238（含量为99.275％），而铀235的含量仅为
0.720％。因此必须通过铀同位素的分离来提高铀同位素混合物中铀235的含量。
　铀同位素分离的研究起始于第二次世界大战期间。1938年
O.哈恩等人发现铀核裂变释放出大量能量，从此美国和德国为获得武器级浓缩铀都开展了分离铀同位素的研究工作。1942年美国建造了电磁分离、气体扩散和
热扩散三个铀同位素分离工厂，并联合生产了战争期间所用的铀
235。现在分离铀同位素的方法主要有气体扩散法、离心法、喷嘴法、激光法、化学交换法、等离子体法等。具有工业价值的是气体扩散法和离心法，激光法的工
业应用已经取得重大进展。
　同位素分离的效率用分离系数或浓缩系数来表示。设分离前后铀235的丰度分别为和,[kg2]则分离系数定义为[1135-1] 而浓缩系数[kg2]则定义为＝-1。同位素分离装置的能力用分离功率来量度。分离功率表示该装置单位时间所提供的分离功。分离功是一个分离装置对于它所处理的物质所做的“功”，具有质量的量纲，在数值上等于同位素混合物通过该装置所获得的价值增量，可表示为：
＝()+ ()-()式中、、分别为精料、贫料、供料中的铀质量；、、和()、()[kg2]()分别为所需同位素的丰度及价值函数。
　气体扩散法　使待分离的气体混合物流入装有扩散膜（分离膜）的装置来得到富集和贫化的两股流的同位素分离方法。基本原理是：在分子间的相互碰撞忽略不计的情况下，气体混合物中质量不同的气体分子 (例如UF和UF)的平均热运动速率与其质量二次方根成反比。当气体通过扩散膜时,速率大的轻分子(UF)通过的几率比速率小的重分子(UF)的大。这样,通过膜以后，轻分子的含量就会提高，从而达到同位素分离的目的。
　对于六氟化铀气体，气体扩散法的理想单级浓缩系数为4.29×10。在实际扩散机中,浓缩系数远不能达到理想值，70年代末80年代初，最高水平可达2×10。由于气体扩散法的一次分离系数很小，在生产中需要把很多级按一定方式连接成级联。简单串联级联见图1 [气体扩散法串联级示意图]，通过膜后的气体（精料）送入前一级，未通过膜的气体（贫料）送入后一级,铀235逐级加浓。级联还有并联、搭接等多种形式。要得到90％丰度的铀235同位素,就需要3000～4000个扩散机组成的长达几千米的级联装置。
　
第二次世界大战结束后，美国的实践证明，气体扩散法能够用来大规模生产铀
235。它是目前最成熟的大规模分离铀同位素的方法，是对各种新的浓缩方法的大规模商业应用的挑战，是比较各种方法的基本点。美国和法国大型气体扩散工厂
的分离功率达1万吨/年以上，比能耗均在 2400千瓦·时/千克左右。气体扩散法的缺点是分离系数小，工厂规模大，耗电量惊人，成本很高。
　离心法　利用在离心力的作用下，分子质量不同的流体的压强分布不同的原理分离同位素的方法。在巨大的离心力场作用下，输入离心机的六氟化铀气体中的轻分子UF在离心机转子中央部分加浓, 而重分子UF更多地趋于筒壁，造成铀同位素在径向的部分分离。
　离心法的分离系数取决于两种同位素分子的质量差，而与同位素分子本身质量无关。这就使得分离重同位素并不比分离轻同位素困难，有利于铀同位素分离。另外，分离系数随着离心机转筒线速度的增加而迅速增加。实用工业离心机是高速逆流离心机(图2[逆流离心机示意图])，通过机械驱动、热驱动和供料
驱动等方式,在转筒内部产生环流，使得在转子的轴向上形成丰度梯度，分离系数大大增加。
　
离心法的优点是单级浓缩系数大，是气体扩散法的100倍以上,浓缩到同样程度所需要的级数大大减少。另一优点是比能耗小，只有气体扩散法的十分之一左右。
离心法的缺点是单机分离功率低，要形成一定的生产能力，需要的离心机数量很大，工业规模的离心工厂需要几万台甚至几十万台离心机。维持大量离心机长期正常
运转的技术难度大。此外，由于材料限制，高速转子难以获得，技术要求高。
　目前离心法是气体扩散法的最强的竞争者。西欧、美国和日本等国正在实施离心机发展计划。80年代美国大型离心机已经达到建造商业工厂的阶段，单机分离功率达200～600千克／年；西欧和日本也已达到建造示范工厂的水平，单机分离功率为3～30千克／年。
　喷嘴法　利用气体动力学原理分离同位素的方法。当气体同位素混合物高速通过装有喷嘴的弯曲轨道时，其轻组分在半径小的圆周上被浓缩，而重组分在半径大的圆周上被浓缩（图3 [喷嘴法原理图]）。其分离效应主要是离心作用造成的，这种离心作用是由气流被适当形状的静壁偏转所引起的。工作气体是用氢气高度稀释的六氟化铀。
　
喷嘴法的单级分离系数介于气体扩散法和离心法之间，比能耗和比投资与气体扩散法相当或略大。1956年联邦德国用喷嘴法分离了六氟化铀，80年代与巴西联
合投资准备筹建示范工厂。南非研制的涡流管法也是一种气体动力学方法。由于气体动力学法的比能耗和比投资都很高，已经成功应用扩散法的国家一般都不再研制
气体动力学方法。
　激光法　一种基于激光束对同位素原子或含同位素的化合物分子的选择性激发来分离同位素的方法。其原理是根据原子或分子在吸收光
谱上的同位素效应，利用激光的高度单色性、很高的光强和波长连续可调的特性，用特定波长的激光选择性地激发同位素混合物中某一同位素，进而产生电离或离
解，未被激发的同位素仍处于基态。由于受激同位素原子或分子在物理和化学性质上与基态原子或分子差别较大，采用适当的物理或化学方法，即可使它们分离，从
而获得富集的同位素。
　激光法的优点是：①成本低，由于激光分离同位素具有高度的选择性，分离系数很高（浓缩铀同位素时分离系数高达10，或者更
高）,因此可以减少级联装置,缩小工艺过程，厂房占地面积小,耗电量也大为减少,比能耗比离心法更小。②充分利用贫化铀，激光法浓缩铀几乎可把铀235全
部回收因
此可以充分利用扩散工厂或离心工厂留下的大量贫料(铀235丰度约为
0.2％～0.3％)，这就充分利用了铀资源。激光法的缺点是物理过程复杂，对工艺技术及材料设备要求高，选择性激发受到各种因素的影响,分离产额低。激
光法是一种经济的生产铀235的新方法。美国用原子蒸气激光分离同位素已获得成功，并将作为21世纪的浓缩铀技术。世界各国也在竞相开展激光法分离铀同位
素的研究工作。
　化学交换法　利用不同化合物分子或离子间的同位素交换反应来分离同位素的方法。过去一般用来分离轻同位素，现在由于找到合适的载
体,提高了分离系数,减少了理论塔板高度，用该法来分离铀同位素已获得成功。最高的分离系数达1.001
5,这是通过在树脂床上的四价铀和在水溶液中的六价铀的离子交换获得的。
　化学交换法的比能耗比扩散法小得多，但比投资却相当高。该法没有放射性污染，便于生产低浓缩铀。在化学交换工厂中，工作物质的滞溜量（充料量）相当大，而且单级分离系数较小，这就使得工厂的平衡时间很长，是扩散工厂的10～100倍。
　法国在化学交换法的研究中取得很好的进展，正在筹建一个分离功率约为100吨／年的示范工厂。
　等离子体法　基于等离子体旋转和离子回旋共振两种原理来分离同位素的方法：①使高温下产生的铀等离子体在电磁场中作高速旋转
,
在离心力场作用下,质量较大的铀同位素等离子体在径向方向上逐渐加浓。这种旋转等离子体装置好象是一种外壁不动的高速离心机，其分离系数比气体离心机高得
多。②选择电场的频率在所需要的同位素离子共振频率范围内，这样，所需要的同位素离子将在较大的回旋半径上循环，这就提供了所需要的同位素与其他同位素分
离的可能性。等离子体法分离系数很高，比能耗很小，尚处在实验室阶段。
　铀同位素分离与稳定同位素分离有着密切的关系，前者的许多方法是由后者发展起来的，其基本原理是相同的。（见彩图[铀同位素离心分离法用的离心机级联装置]）
　参考书目
S. Villani, ed., UraniumEnrichment,Topics in Applied  Physics, Vol.35, Springer-Verlag,Berlin,1979.
D. R. Olander,Technical  Basis  of  the  Gas Centrifuge, E.J.Henley, J.Lewins,ed.,Advances in Nuclear Science and Technoloy, Vol. 6, Academic Press,new York,1972.
　　　　　　　　　　　　　　　　　张作风
 
 
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微型涡流管性能研究
公
司针对CNC切削加工设计、微型涡流管原理应用在高速加工与传统加工、无污染切削加工改善切削排屑能力、降低刀具升温与刀具寿命问题、改善加工表面粗糙
度、遇到特殊材质可应用低温与油雾混合、造成加工速度与加工表面细致、改善工厂环境、符合环保绿化、降低加工人员无油雾污染、提高生产与环境保护兼顾、是
碧威股份有限公司目标与科技结合、欢迎询问!!!!
以汽车微型涡流管空调器研制为背景,设计出小流量涡流管及其试验台.
对涡流热端排气进行利用,提高涡流馆的绝热效率.
发
现了旋风分离器中的涡流冷却效应.1931~1934:他陆陆续续发表了论文与申请专利.1934往后的10多年:处于停滞状态.1945
年7月:一组美国科学家到德国Erlangen大学访问并重新发现了涡流管,该大学的物理学家R.hilsch对涡流管做了大量的研
究.1946:R.hisch发表了论文,隔年这篇文张被翻成英文在美国发表.1946~1952:美国也发表了大量有关涡流管的文章.中国在50
年~60年也对涡流管进行研究,电涡流位移传感器的工作原理,但后来停摆,直到近期才公开研究成果.
涡流管的理论研究
再同一流道截面上璧面上是静压最大而在轴联机静压最小 .两者之比在最接近喷嘴处为最大(1.5~2)
静温以璧面外最高而在轴联机最低 .再任一点切线速度都占主导地位.在喷嘴附近,径向、轴向速度都达最大值,且沿各自的方向逐渐减弱.涡流效应
主要研究的方向:对涡流管内的气流流动进行理论分析
从最初的Fulton经过数十位学者到黄?Dr.eye: 岳教授所提出的从湍流流动计算倭流管内热量的传输.由此可见,涡流管能量分离机理是非常复杂的,到了目前也还没有形成统一的理论.
涡流管的应用
主要用途:制冷
举例说明:
1.涡流管冷却方面
2.涡流管传热方面
3.天气气净化方面
4.航空和地面交通运输工具方面
5.切割工具方面
6.手提式和移动式涡流空调器方面
7.其他领域的应用方面
空气制冷循环及混合工质制冷循环
湿空气概述:是乾空气与水蒸气的混合物
湿空气特点:其中的水蒸气质量经常变化
湿空气应用:空调、制冷、动力机械和各种工艺过成
湿空气分析可做三个假设:
气相混合物是理想气体混合物
当水蒸气凝结成液相或固相时,液相或固相中不包含溶解的空气
空气的存在不影响水蒸气与其凝聚相之间的相平衡,其平衡温度可按水蒸气分压力所对应的饱和温度来计算
空气制冷循环历史及特性
空气制冷循环特性
可以用来节能直接冷却方式
空气制冷循环可以采用多种流程形式
制冷温度范围宽
非设计工况下较好的运行特性
设备可靠性高,维修容易
混合工质循环流程原理图
使用混合工质的情况与优点
气体成份在整个循环中只发生状态变化,不发生相变
在循环的某一过程中,相变成份应发生所要求的相变
气体成份和相变成份之间及相变成份之间不应发生化学反应
使用温度应高于冰点;黏度小、价格便宜、对机器不腐蚀、无污染和安全性好等
优点:成本低、寿命长、维护容易、转速低、功率输入容易等优点
实验方法
本实验在不同压力下进行,选定了4种膨胀比即4、5、5.5、6.为提高测量的准确性,压力温度流量的测量都进行必要的校准.实验测得的数据是工作状态时的数据,分析时应换算成标准参数.涡流管性能结果与实验分析
性能测验主要是测量在不同进气压力下,涡流管冷端和进气的温度差与冷气流率的关系,以及由此计算出的温度效率、绝热效率和冷气流率的关系.通过涡流管性能实验结果可以看出,得到了很好的性能,达到了当前涡流管的绝热效率和较好的水平.涡流管温降性能曲线
涡流管温度效率曲线
涡流管绝热效率性能曲线
微型涡流管热端加湿系统及其应用
实验装置及流程
实验方法与结果
实验选定进口绝对压力分别为0.4Mpa、0.5Mpa、0.55Mpa、0.6Mpa,通过涡流管针阀改变涡流管的冷气流率,分别就引入加湿和不加湿两种情况下进行了多个方案的试验
微型涡流管加湿制冷器流程图
总结
1.涡流管的制冷效率应和制冷效率存在着最佳值,与冷气流率有关
2.通过对热端排气引入加湿系统,使得涡流管的绝热效率得到很大的提高,在小冷气流率的情况下,效果更加明显
3.微型涡流管应用于未装空调系统载重气车刹车风系统
来源：www.eddysun-ndt.com

 
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（２）Carbide Cutting tools設計
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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。
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ナイフの熱処理って何？　
ナイフや工具を自作するには、材料（素材）を購入して、それをやすりやドリルなどで機械加工したものを熱処理するという工程になります。　このうちでも、それを硬化させる「焼入れ・焼戻し」が重要ですので、主に、それを理解していただけるように説明します。
熱
処理は自分で実施する場合以外は鋼材屋さんを通じたり、直接自分で専門業者（熱処理屋さん）に委託されることが多いと思いますが、いずれにせよ、熱処理の
基本的なものを理解し、鋼の性質がどのように変わっていくのかを理解いただけるように説明します。　その他、工具などの製作に関係するものに、サブゼロ処
理、表面処理、焼なましなどが含まれますので、それらを含めて簡単に説明します。
ここではできるだけ熱処理理論を中心とした教科書的な知識ではなく、自作工具類（ナイフなど）にあわせた実際的なものとなるように、理論は最小に、熱処理操作や工業的な限界や制約などに関係するものなどを使う側の立場にたってそれを取り上げていこうと思います。　
対象の材料としては個人的に多く使用されている高合金のものをメインにして、工業的に多く使用される炭素工具鋼や低合金鋼で水焼入れや油焼入れなどの急冷をしなくては硬化しない鋼の説明は最小限にとどめます。
「熱処理の基本」の基礎
1.　焼入れ性
【キーワード】変態・マルテンサイト・焼入れ性・質量効果・ステンレス
鋼（はがね）の熱処理とは加熱冷却中の「変態」を利用する操作です。　これには『何度でどうする』と、「温度」「時間（速さ）」が重要です。
鋼は鉄（Fe)と炭素（C)を基本とした合金（これを「炭素鋼」といいます）で、これに、たとえば焼入れ性を高める元素のクロム（Cr)などを添加して、特殊な用途に用いようとしたものを「合金鋼」「特殊鋼」などといいます。　
（近年は、合金元素の含有量を高めた「高合金鋼」が多く使用され、JISでは「工具鋼」と呼ばれる部類の鋼が多く使用されています。）
炭素鋼の炭素量は、多いほど『硬くなる』のですが、0.5％程度までは添加されるにつれて「焼入れ（水冷）」によって硬化する硬さ値が上昇しますが、それ以上添加しても最高の硬さは変わりません。（Ｆｅ中にＣが固溶した時、焼入れしたマルテンサイト状態の最高硬さは0.5％程度を越えても変わりません。）(こちら参照）［硬くなるのは最高でも65ＨＲＣ程度です]
しかし、急冷される度合いが低いと（たとえば油冷では）十分な硬さになりません。　
（難しい用語は、聞き流していいという程度で読んでいってください）
こ
のために、油冷でも充分に硬化するように焼入れ性を高める元素（Mn・Crなど）を加えたものが特殊鋼と呼ばれるものです。　しかし、少し大きい品物にな
ると、焼入れの時には鋼材の内部は表面に比べて冷却速度が遅くなるので、焼入れ性を高める合金元素の量が少ないと、内部に行くに従って硬さが低下します。
　これを、鋼材の「質量効果」といって、断面が大きくなるほど焼が入りにくくなるという説明をされる場合があります。
（焼入れ性が低いと、内部の硬さが低下して、日本刀のように、内部が粘くて折れにくい品物ができるのですが、このような操作をするには「神がかり的なワザ」が必要ですので、これからの説明は、工業的に扱う内容となります）
もっと焼入れ性を高める合金元素を(たとえばＣｒ量を5％程度に)増やすと、空気中で冷やしても中心部まで同じ硬さになります。これを「空気焼入れ鋼」とか「高合金鋼」と言います。（焼入れ性の項を参照）
別紙に鋼の熱処理に使用する温度を含めた「状態図」や合金元素の特性について示します。
た
だ、合金元素は焼入れ性を高めるだけでなく、マルテンサイトの強じん性や耐摩耗性を高めたり、高温に対する強度を高める・・・などのほか、ステンレスと呼
ばれる「不錆性」が増したり、（（この辺の説明は省略しますが）多量に加えると、機械加工ができないとか、焼が入らない鋼になってしましますので、成分に
よって、用途にあったいろいろな鋼が作られているのはこのためです。
2.　組織と硬さ
【キーワード】焼きなまし・炭化物・マトリックス・面心立方・体心立方・オーステナイト
　　　　　　　　焼割れ
通常、材料屋さんから購入する材料は「焼なまし」されて機械加工できるように柔らかい状態で販売されています。　焼なましは、（先の別紙の状態図に示した）変態する温度の直上まで加熱した後に炉の中などで「徐冷」する操作をいい、鋼が最もやわらかくなるようにする処理と考えると良いでしょう。（これをその他の焼なましと区別して「完全焼きなまし」あるいは「完全焼鈍：かんぜんしょうどん）」といいます）
【少
し専門的になってきました。余談ですが、このように熱処理用語は同じ内容でもいろいろ存在しています。その不便さをなくすためにJIS規格などで用語を統
一しているのですが、現場では生きているのに用語辞典には載っていないものもありますので、ここでも最新の用語でない表現もあることを了解しておいてくだ
さい。】
炭素や合金量の多い鋼種はしばしば炭化物（FeとCの炭化物以外に、他の合金成分とCの化合物があります）が、これを粒状に分散させて、
機械加工しやすい状態にする焼なましを「球状化焼なまし」と言います。　ナイフに用いられる鋼の多くは、この状態の焼なましが行われています。
組織を構成する「炭化物」は、「耐摩耗性」や「じん性」などの強度に影響を及ぼしますが、炭化物には「焼入れ」や「焼なまし」で素地（マトリックスと言います）に溶け込むものと解け込まないものがあります。
「不完全」に焼なましされた鋼材は、硬さが不ぞろいで、加工中に曲りが生じたり、加工がしにくい上に、あと工程の「焼入れ」の際にも硬さのばらつきや曲りの原因になります。
経験的には、通常販売されている鋼材では焼きなまし不良はほとんどないと考えていいのですが、高合金鋼で焼戻し硬さを低く出来ないために機械加工がやりにくい鋼種もあります。
（以下にも、「組織」という言い方が多く出てきますが、普通は、金属顕微鏡で観察される組織を指すと考えてください。）
鋼は結晶ですので、おおよそ規則正しく結晶が並んでいます。焼なましされた状態やそれを焼入れする高温になった状態では面心立方構造となっていますが、徐冷しないで急冷する「焼入れ」をすると、体心立方構造に変化（変態）します。それが熱処理の根幹です。
この、焼入れする状態に加熱された面心立方構造のものを「オーステナイト」と言い、変態によって生じた組織を「マルテンサイト組織」といいます。
鋼の「オーステナイト」はやわらかく展延性に富みますが、「マルテンサイト」は非常に硬くてもろいものです。（ＳＵＳ316などのオーステナイト系ステンレスと呼ばれる鋼種はＣｒやＮiなどを多量に含むために、常温でもオーステナイト状態になっています。）
焼入れされたままの「マルテンサイト」は非常に硬く、その生成量は焼入れ冷却時の温度に依存します。
このために、マルテンサイトが生成する温度域までを早く冷却するということを覚えておいてください。
鋼種によっては常温でも完全にマルテンサイトに変態せず、未変態のままのオーステナイトが残ります。（これを「残留オーステナイト」といいます）
このように焼入れ直後ではマルテンサイトや未変態のオーステナイトがあるので鋼が不安定な状態であり、焼入れされた品物は放置すると「焼割れ」を起こすなどの不具合が生じますので、時間を置かずに「焼戻し」する必要があります。
焼
戻しは、ナイフ類では160℃～250℃程度の比較的低い温度で実施されますが、これによって焼入れ時に生じたマルテンサイトは「焼戻しマルテンサイト」
と呼ばれる「ねばさ・強さ」を持った組織に変化します。（高速度鋼など高温の強度が必要のものは550℃以上の焼戻しで硬い硬さが出るように設計されてい
ます。　これを高温焼戻しと言い、250℃程度の焼戻しを「低温焼戻し」と呼んで区別する場合もあります。
マルテンサイトはオーステナイトに比べて比体積が大きいことで、「焼き割れ」「焼曲り」などが発生しやすいために、この焼入れ温度から常温までの温度と時間の管理が最も重要になります。
これらは、あとの「焼入れ」のところで改めて説明します。　ここにある専門用語は、熱処理の話題でしばしば顔を出しますので、覚えておくと損はないでしょう。
 
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変態とは
【キーワード】変態点・状態図・残留オーステナイト
鋼は温度を変化させた時に結晶構造や磁気的な性質などが大きく変わります。これを「変態」と言い、これが起こる温度を「変態点」と言います。
その様子を図にあらわしたのが「状態図」で、熱処理を考える基礎となります。（・・・ですが、説明の都合であげているので、聞き流す程度でいいと思います)
別
紙に鉄と炭素の2元系の状態図を示しますが、これに、通常で使用されるような鋼に含まれる合金元素（Ｃｒ・Ｍｎなど）が加わりますと、その状態が大きく変
わり、1元素が加わりますと次元が1つ増えることで、3次元以上は複雑で表現も困難なために、多くの実用鋼の状態図はほとんどつくられていないという状況
です。　ここではこれ以上は触れません。
鋼の結晶は常温では体心立方格子になっており、加熱されると面心立方格子に変態します。
ご
くゆっくりと加熱または冷却すると「体心立方←→面心立方」に変態します。しかし、その速度が速くなるにつれて変態点も変化しますが、冷却時の速度が早く
なってくると、全く違った性質を持つものに変わります。（熱処理は、これを利用して機械的性質を変化させることです。次に説明するマルテンサイトやトルー
スタイトなどに変化します）
ここでは、ナイフなど工具用の鋼材を対象として話しを進めます。厳密性に欠ける場合がありますが、大まかに理解できることを優先していきます。
Ｆｅ（鉄）に炭素やその他の元素が溶け込んでているものを「固溶体」と言います。温度が上がって面心立方に変態したものを「オーステナイト」と呼んでいます。
オーステナイト状態にある鋼を、その温度からゆっくり冷却すると、パーライト、ソルバイト、トルースタイトなどと呼ばれる混合組織になります。　（これは名前があるという認識程度でよく、いまは重要でありません）
しかし、たとえば水冷する場合のように急冷すると、「マルテンサイト」と呼ばれる、非常にもろくて硬さの増した体心立方構造のものに変化します。　この熱処理操作を「焼入れ」すると称しています。
（余
談ですが、一般的には「マルテンサイト＝硬い」ではありませんし、近年「形状記憶合金」や「加工誘起マルテンサイト」などというニュースでマルテンサイト
という言葉が出てくることもあるようですが、今説明しているものと別の説明をする必要があります。ここでは、鋼を焼入れした時に硬くなるマルテンサイトだ
けを取り上げます。)
焼入れして生じたマルテンサイトは不安定で、冷却速度や温度、また鋼材の成分によってその変態量が変わります。
このために、焼入れして室温になった品物は放置しないで、できるだけ早く「焼戻し」することが大切です。(放置すると、品物が割れることがあるので、連続して行う必要があります）
焼戻しは、多くのナイフの場合は160～250℃程度で行いますが、これによって、ねばくて強い「焼戻しマルテンサイト」と呼ばれるものになり、通常はその組織の状態で使用されることになります。
それ以外に「焼戻し」で重要なところは「焼戻し」の項で説明します。
焼入れの際に、オーステナイトはマルテンサイトとそれ以外のパーライト、ソルバイト、トルースタイトのほか、ベイナイトや未変態のオーステナイト状態の状態で常温で存在することになります。
そのオーステナイトを「残留オーステナイト」といい、、これは鋼の性質に関係していますので、しばしば説明に出てきます。
組織（顕微鏡組織）
【キーワード】顕微鏡組織・ナイタール・標準組織
さきほど、「組織とは、「金属顕微鏡組織」を指す」と言いましたね。
組織写真の例をこちらに示します。
こ
のような組織写真を観察するには、金属表面をエメリーペーパーなどで順次細かい番手にしながら研磨し、顔が写るような状態から、更にアルミナ懸濁液などで
鏡面に磨き上げたものを酸などで腐食すると、組成の違いで腐食されやすさが異なるために微小な凹凸面となるので、それを「金属顕微鏡」で観察すると組織と
して見ることができます。
金属顕微鏡は生物用の透過式ものとは異なり、光源光を金属面で反射させて観察します。
通常倍率は50～600倍
程度、最高でも1000倍程度ですが、100・400倍程度で比較されることが多いようです。最近はデジタル写真が主流となり、スケールを写真内に表示し
て、長さを直感しやすくしたものが多くなりましたが、４００倍顕微鏡視野で1ｍｍのものの実寸は1÷400＝0.0025ｍｍと言うことになります。
腐
食液は組織が見えやすいものを選ぶのが原則ですが、比較をするために標準組織と同じ物を使ったほうが良く、通常の鋼類の場合には　ナイタール（1-3％硝
酸アルコール液）、腐食しにくいものには王水またはそれのグリセリン溶液などを使用することが多いようです。　しかし、腐食液の種類や腐食時間によって組
織の見え方が大きく変わりますので、この腐食作業は熟練を要します。
最近ではデジタル技術の進歩で、マイクロスコープなどと呼ばれるデジタル顕微
鏡などの発展や電子顕微鏡（ＳＥＭなど）の低価格化によって、一部の組織を選択的に拡大したり、その化学成分なども簡単にわかるようになってきています
が、熱処理の成否などの判定は標準熱処理品の標準組織が必要で、それらの判定基礎と熱処理理論にしたがって判定する必要があります。
 
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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/ 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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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 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、
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。
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Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini
Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik
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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.
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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
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
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焼なましとは・・・・　加工しやすいように柔らかくする熱処理
【キーワード】焼きなまし・適正な焼きなまし温度
鋼材を製造する場合には大きな鋼塊を鍛造したり圧延して次第に小さくし、最終的な寸法で空気中で自然冷却されます。
この時の温度は変態点（ここでは具体的な説明をしません）を超える高温ですので、常温になる過程で組織や硬さが変化します。（場合によっては硬くなる「焼入れ状態」になります。）
購入した材料を鍛造（または再鍛造）した場合も同様の状態です。
これをやわらかく、加工しやすい状態にするとともに、組織を均一にする熱処理方法を「焼なまし」とか「焼鈍（しょうどん）」と呼んでいます。
普通は、上記の目的に対しては「完全焼きなまし」といい、ナイフなどの工具に用いられる「工具鋼」では、炭化物を球状化させるほうが加工性や熱処理後の機械的性質が良好になることからその熱処理を「球状化焼なまし」と呼ばれます。
そのほかの「焼なまし」としては、変態点以下で行う「低温焼きなまし」や「応力除去焼きなまし」と言われるものや、メーカーが鋼塊をつくる際の品質向上のために行う「拡散焼きなまし（ソーキング）」などがありますが、ここでは詳細説明を省略します。
焼なましは、変態点直上の適正な焼なまし温度（800－850℃程度：状態図を参照）に鋼材を保持して、炉の中でゆっくりと冷却します。
通
常、合金成分の多い鋼で炭化物をつくる元素が多いものは、特別な処理をしなくても炭化物が球状化して加工性の良いものになりますが、球状化しにくい鋼や常
温になったときの硬さが高くて加工しにくいものは、冷却速度を制御するだけでは軟化しない場合もあって、特別な温度サイクルでそれを球状化させたり、低温
焼戻しなどを併用したり、2回の焼なましを実施する場合もあります。
焼なましにおける問題点
【キーワード】脱炭・焼割れ・加工性
硬さの問題と、組織異常に関する問題があげられます。
1.　表面の変質
鋼を高温で加熱する場合は、その加熱雰囲気の影響を受けて表面が変質します。
鍛
造や圧延時にはその表面の変質部分が酸化スケールとなってほとんどが加工途中に脱落しますが、長時間加熱をする「焼なまし」後にそのまま製品となる品物
は、変質を避けるための雰囲気調節をしなければ表面に酸化スケールが固着して残ったり、合金成分が失われて品物が変質します。（特に炭素が失われることを
「脱炭」といいます）
脱炭があれば、後工程での「焼入れ」によって十分な硬さが入らないだけでなく、焼き割れ（焼入れした時に割れること）が発生しやすくなります。
メーカーではこの「脱炭」の最大量を規定しており、焼入れ前の機械加工でそれを除去した後に焼き入れすることが重要ですので、材料を購入するときにそれを意識する必要があります。
日
立金属（株）の例では、たとえば厚さ1/2インチ以下の圧延材の最小削り代（けずりしろ）は0.4ｍｍとしていることから、それに曲りの許容量や、熱処理
後の曲りを加えた仕上げ代（しあげしろ）を加えると、製品厚さに対して最低でも1.5-2ｍｍ程度以上厚い鋼材を購入する必要があります。（ナイフ用の材
料は研磨仕上げをして販売されているものがありますが、この場合は「脱炭」などの変質層は除去されていると考えていいでしょう）
脱炭の許容量や仕上げ代は、鋼材を購入するところで聞けば教えてもらえますが、適寸がない場合も多いので、厚めの材料を購入しなくてはならない場合もありますので、事前に問い合わせすることも大切です。
2.　焼なまし不良
焼なまし不良は、機械加工中に硬さムラによる表面状態の変化や曲りとなって現れることがあります。
ま
た、熱処理前にそれが残っていると、極端な場合は、焼入れ歪（焼入れ後の曲り）となって取り返しのつかないことになる場合もあります。　しかし、メーカー
の材料を直接加工する場合は経験的にはほとんど問題になるようなことはありません。　もしも加工中に極端な曲りが出てきたり、硬くて削りにくい場合は、焼
なましの不良を疑い、硬さ測定などをして不良の原因を確かめる必要もありますが、鋼材独自の焼なまし硬さが高いために、どうしようもない場合もありますの
で、鋼材を選択する場合は次項の「焼なまし硬さと加工性」の関係を参考にしてください。
焼なまし硬さ
【キーワード】ブリネル硬さ
メーカーでは鋼種ごとに、焼なましした材料の硬さを規定しています。　
通常はブリネル硬さ（ＨＢ）で表示されています。
一
般的に、機械加工しやすい鋼材硬さは　150-180ＨＢ程度と言われますが、この硬さは一般部品に使われる構造用鋼などのもので、工具やナイフ用の材料
はこれ以上の硬さのものが多く、一般鋼材に比べて加工しにくいと言われるゆえんです。　特に粉末から製造されるような、通常では製造しにくい鋼は、硬くて
加工しにくいものが多いと考えたほうがいいでしょう。（「粉末」にたいして、通常の鋼を「溶製（ようせい）」という言い方をされることかあります）
たとえば、日立金属（株）の硬さ規格をみますと、炭素鋼系の青紙では229HB以下で比較的加工しやすい値ですが、ダイス鋼のＳＬＤでは248以下、ステンレス系のＳＵＳ440ＣやＡＴＳ34などは272HB以下、ＺＤＰ189では321HB以下となっています。
250ＨＢをこえると「機械加工がしにくい」という感じになるようで、300ＨＢ以上のものは、かなり硬いということがわかります。
（【参考】　硬さの表記法はJISで定められていますが、250HBではなく、従来の慣例でHB250などと表記されている場合も多く、このHPでも統一されていません）
 
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焼入れとは
【キーワード】変態点・焼入れ・適正焼入れ温度・冷却速度
鋼を硬化させるために、鋼を変態点以上の温度に保持した後に「急冷」する操作を「焼入れ」と言います。　英語ではハードニングＨａｒｄeｎｉｎｇ・クエンチハードニングＱｕｅnch hardeningと称されます。クエンチやクエンチングと呼ばれることもあります。
炭
素を含有する工具鋼は急冷することにより鋼が硬化しますが、その冷却には水、油、熱浴、空気などを用い、それを静止したり撹拌したりして冷却速度を調節し
ます。　金型ではさんでその伝導を利用して冷却する方法は、曲り取りを併用する焼入れとして利用する場合があります。（プレス焼入れ、金型焼入れと呼びま
す）
必要とする急冷の度合いは鋼によって異なりますが、水冷ではなく油冷、油冷ではなく空冷というように、ゆっくりと冷やしても硬化する材料を「焼入れ性が良い」と言います。「空気焼入れ鋼」と言われるものは、空冷で硬化する、非常に焼入れ性が高いものです。
焼入れ性は、Ｍｎ（マンガン）・Ｃｒ（クロム）などの焼入れ性を高める合金元素量が影響しますが(こちらの
１-８図を参照）、規定の表面硬さや中心硬さが得られる最大直径を示すことでそれを表します。　カスタムナイフなど薄い品物に加工される場合には厚さや断
面がさほど大きくなく、近年は高級鋼が使用されているようですので、焼入れ性を気にしなければならないということはないでしょう。（日本刀などのように水
焼入れをしなければならない刃物類は、当社においてもそうですが、工業的な内容を超えていますので、一般熱処理をしている熱処理屋さんでは個別注文を受け
てくれるところはほとんどないと思います）
焼入れのための加熱温度を「焼入れ温度」といい、鋼種によって適正温度が異なります。
適正な焼入れ温度は、硬さや組織判定によって規格化されるのが普通で、メーカーのカタログなどでそれが公表されています。
焼入れ設備
【キーワード】真空炉・ソルトバス・高速度鋼（ハイス）
最
近は高級鋼に対しては「真空炉」が使用される割合が増えています。多くの真空炉では冷却（焼入れ）する際に圧力の高い不活性な窒素ガスを炉中に多量に流し
て冷却するタイプが多く（「加圧冷却」と呼ばれます）　これによって酸化スケールなどが生成しない状態で冷却速度を高めて焼入れすることができます。　
近年、このタイプは油焼入れと同等の冷却能力を持っているとされますが、品物の曲りや風圧の影響を避けるために、冷却するためのガス量を制限することが多く、一般的には油冷ほど冷却速度が速くないと考えたほうがよいでしょう。
今後は、油の温度をコントロールして油冷をしたり、冷却過程をガス制御出来るものなど、この分野の性能が向上して、幅広い熱処理ができるようになることが期待されています。
小口のロットに対して当社がおすすめしているのは、「ソルトバス（熱浴）」といって、塩を溶かした槽を用いて加熱冷却する方法があります。
それに用いる熱処理剤（ソルト）は塩化カルシウムや炭酸カルシウムなどの中性塩を溶融させ、その中に品物を浸漬して処理する方法で、普通は加熱冷却の一連の操作は品物の肌荒れや変質を防ぐためにすべてソルトバスが用いられます。
これによって、加熱中の品物は空気と遮断されていて、ソルト自体もほとんど金属と反応しないために表面の変質もなく、また硬化する直前の温度域のソルト浴中に焼入れするために、焼き割れや焼曲りが少なく、ソルト冷却中の冷却速度も油冷に近いという特徴があります。　
ソルトバスを用いると、焼の入リ始める温度（Ms点といいます）の少し上で保持して恒温変態を利用する「マルクエンチ」と呼ぶ特殊な焼入れ方法ができるほか、オーステンパーと言われる熱浴ならではの温度冷却コントロールができる特徴があります。
1100℃
を超える温度で焼入される高速度鋼（ハイス：High speed
steel)などは、永年にわたって「ソルトバス」で熱処理されてきましたが、近年では、仕上がった表面の色が金属光沢をして美しいことや熱処理のクリー
ンさが買われて、真空炉を利用した熱処理に移行しています。　
真空炉はガス冷却が主流であり、このためにソルトバス焼入れに比べて冷却速度が小さ
いので、少し大きな品物になると、硬さが規定値にあっても機械的性質が劣化するというケースがあったり、また、いろいろな品物を混載して一括に処理される
ことも多く、個々の品物にあった品質が得られない熱処理がなされる場合があるようですので注意する必要があります。
高周波電源やレーザーを用いて表面を加熱する方法もありますが、工具鋼などの高合金鋼に対してはほとんど行われていないようですので、ここでは品物全体を加熱する方法を中心に説明しています。
 
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焼入れ時の変態「マルテンサイト変態」
【キーワード】金属組織・臨界冷却速度・半冷曲線・Mｓ・セメンタイト・質量効果・
　　　　　　　　2次硬化・
鋼を焼入れした時に非常に硬くなります。その金属組織をみると、針状で細かい組織になっていて、非常に腐食しにくく、それを200℃程度に加熱すると、少し腐食しやすくなります。
こ
れを、ドイツ人のマルテンスさんが「マルテンサイト」と名付けたようですが、腐食しにくいほうを「αマルテンサイト」、少し温度を上げて腐食しやすくなっ
た組織を「βマルテンサイト（焼戻しマルテンサイト）」と区別しています。　焼入れしてから焼戻し（250℃程度以下）までの変化を、「マルテンサイトが
焼戻しマルテンサイトになることでねばさが増す」と覚えておいてください。（厳密な話はここでは取り上げませんが、以下に少しだけ専門的な話をします。）
焼入れ温度に加熱した状態は、面心立方晶ですが、αマルテンサイトは体心正方晶、βマルテンサイトは体心立方晶になっているようです。　（正方晶は、立方晶が伸びた[平たく言えば結晶の最小単位の形が正方形が長方形になった］ものと思ってください。）
結晶構造については、別図（解説も）でイメージだけを感じてください。
焼入れ温度に加熱した時には面心立方晶の「オーステナイト」が体心立方（正方）晶のマルテンサイトに変わると、体積が膨張し、硬さが非常に高くなります。
焼入れの際の冷却材は、（冷却能力の高い順から）水・油・ソルト・窒素ガス、空気などが用いられます。
鋼材の表面で焼が十分に入る最低の冷却速度を「臨界冷却速度」といい、硬化の深度と硬さの関係を「焼入れ性」として表現します。
焼
入れ性は鋼の化学成分や結晶粒度によってきまる性質で、ある成分の鋼をいろいろな冷却速度で冷却して、その時の組織と硬さの関係を示した「S曲線」や
「CCT曲線」と言われる線図から推定できますが、日立金属（株）では、実際の品物を焼入れをする場合の質量効果（mass effect
マスエフェクト）との関係が実感されやすいように、「半冷曲線」という独自の表を作成して、中心まで硬さが得られる場合の直径などが視覚化できるように工夫されています。
マルテンサイトを焼戻し（一般には１６０℃～２５０℃程度）すると焼戻しマルテンサイトになって、硬さが若干低下し、ねばさ（強靭性）が増加します。　高硬度で使うナイフや工具などはこの状態で使用します。
もっと焼戻し温度を上げていくと次第に硬さが低下しますが、組織をみると、炭化物が析出する「共析反応」が進んでいると説明されます。焼入れ時の冷却速度が遅い場合の組織は、見た目は違いますが、同様の混合組織になっています。
ということで、焼入れの際にマルテンサイトに変わる速度より遅い速度で冷却されるとどうなるか・・・について考えます。
ここは、おおざっぱな説明となりますが、焼入れ性や炭化物を生成に関係する合金元素の量がどうかによって説明される内容が変わります。
合金元素が少ない場合には、冷却が遅いと冷却途中で炭化物が析出することで素地中の炭素量が減少して焼入れ硬さが低下します。　このために、一般には硬さや機械的性質も変化します。（つまり、冷却が遅いと性能が悪くなる場合が多いので、早く冷却するほうが良いと言えます）
合金量が多い場合でも、炭化物の生成を抑制することが必要なために、その温度域を早く冷やす必要がありますので、基本的には冷却速度が遅いのはダメといえます。　
し
かし、問題は単純ではありません。　冷却過程では各部位の温度が異なっており、そこでいろいろな共析反応が連続的に起こっているのですから、残留オーステ
ナイトが増減したり、炭化物組成が変わったり、曲がりが生じたり・・・というのを一義的に説明できません。　そしてまた、マルテンサイト量の増加は焼入れ
中の品物の温度が低下するにつれて増加するという「温度依存性」という性質があります。（焼きが入る温度以下に温度が下がっていくにしたがって「硬く」な
る・・・というイメージでいいでしょう）　このようなことが「熱処理の難しさ」「ノウハウ」「熱処理技術」につながっており、ただ連続的に冷却するだけで
はダメだ…という話になっていくのですが、ここではこれ以上の詳しい説明はしません。
鋼を焼入れする場合には、マルテンサイト変態は温度の低下とともに進みます。それが生成し始める温度をＭｓ（えむえす：スタートのＳ）温度といい、その生成が完了する温度をＭｆ（えむえふ：フィニッシュのｆ)温度と言います。
も
ちろんＭｆ温度が常温以下の鋼も多いために、常温ではマルテンサイトにはならないオーステナイトが残ります。これを「残留オーステナイト」と言います。　
オーステナイト系ステンレスと呼ばれるものには、Msてんが常温以下となって、マルテンサイト化しないために、それがひとつの特徴となって別の用途に用い
られる鋼種もあります。
残留オーステナイトについては次項で説明しています。
また、ＣｒやＭｏなどの炭化物をつくる元素が多いと、500℃以上の温度で再び硬くなります。これを２次硬化と言いますが、これらは、焼戻しの項で説明します。
（炭素工具鋼ではセメンタイト（Ｆｅ3Cの組成の炭化物）とフェライトと呼ばれる純鉄との混合組織に変化するのですが、ナイフなど、工具の熱処理には組織分類はあまり重要でありませんので、この程度にとどめます）
マ
ルテンサイト変態は、先に説明したＭｓ、Ｍｆのような「温度依存」と、長時間Ｍｓ以下の温度にあれば変態する「時間依存」と、形状記憶合金などで「加工誘
起マルテンサイトの生成」で説明される「応力依存」などがあります。（ここではそれらには触れません。・・・・ちょっとしんどかったですか？）
なぜ硬くなる？
【キーワード】結晶粒・

別図（解説も）をご覧ください。
そ
こにある説明のほかに、マルテンサイトの結晶粒は針状となっていて、オーステナイト状態または、加熱前の状態よりも結晶粒径が小さいために「結晶粒微細
化」によっての強化が加わって硬さが上昇することや、無理やり体積変化を強いられるために「転位」などの格子欠陥ができることで「転位強化」が生じること
のほか、さらに合金鋼であれば合金元素が固溶体として溶け込むことで「固溶強化」が働くし、拡散速度の大きい侵入型固溶元素である炭素やその他の元素が室
温以上のＭｓ温度では、Ｍｓから室温までの冷却中に炭素の再配列や場合によっては炭化物の析出などが起こる（セルフテンパー：自己焼戻し）などによる「析
出強化」が働くとされています。
つまり　①固溶強化　②転位強化　③細粒強化　④析出強化の４つの強化で硬くなると説明されていますが、一般には別図にある程度のおおまかなイメージだけでいいような感じがします。
炭
素鋼についてはいろいろな研究があるようですが、現在、広く用いられる工具鋼などの高合金鋼材については硬化理論を詳しく説明しているものをあまり見ませ
ん。　しかし、超強力鋼などについては上記の硬化理論をもとに常に研究されていますので、興味のある方は別に学ばれるといいでしょう。
 
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быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC
картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы,
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для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано
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来源：刀网
　　摘要
　
　钛合金以其突出的性能优点，在国防工业和民用工业中应用广泛，特别是在航空领域的应用极为广泛。由于目前飞机上的钛合金零件多数是薄壁件，加工时工件去
除率相当大，而钛合金同时又是难加工材料，切削效率低，刀具磨损严重，用钛合金制成薄壁件在切削加工中易变形，因此钛合金的切削加工问题一直是航空业亟待
解决的难题。随着高速切削加工技术的推广应用，钛合金的高速切削加工近年来也成了国内外研究的热点。国内外对钛合金的切削加工方面做了许多研究，取得了一
定的进展，其中包括切削性能和表面完整性、刀具磨损和刀具寿命等。但是由于钛合金的难加工性，多数研究还停留在低速下。论文针对钛合金
Ti6A14V的高速加工，分别在切削力、表面质量、刀具损坏形态和损坏机理，以及刀具寿命四个方面进行了理论和实验研究，为钛合金加工提供合理的切削参
数，并为研制加工钛合金的新型刀具材料和提高刀具寿命提供思路。
　　切削力是切削过程中重要的物理参数之一，它的大小直接影响到加工精度
和加工质量。表面粗糙度作为表面质量的一个衡量标准，它的大小间接反映了刀具在切削过程中的磨损、破损情况。论文针对PCBN刀具材料和钛合金
Ti6A14V工件材料的特点，采用单因素试验法，对切削力和已加工表面粗糙度进行研究，通过与其它刀具材料作对比，证明了PCBN在高速、低进给量、低
背吃刀量下切削钛合金可以得到较平稳的切削力和较低的工件已加工表面粗糙度。
　　刀具损坏直接影响到刀具的使用寿命和已加工表面质量，在
实际生产中影响加工成本和加工效率。论文通过扫描电子显微镜(Scan Electron
Microscopy，SEM)观察和能量分散光谱(Energy Dispersive X-ray
Spectroscopy，EDS)扫描分析，对PCBN高速切削钛合金Ti6A14V时，刀具的损坏形态和损坏机理进行了研究，发现PCBN刀具损坏形
式是磨损和破损。刀具损坏机理主要是机械磨损、化学磨损和脆性破损。研究还证明了在不同的切削条件下，占主导地位的损坏机理有所不同，当切削用量处于低水
平或切削初期和中期时，以机械磨损为主，而随着切削用量的增加或是切削后期，切削热增加，化学磨损和脆性破损越来越突出。
　　刀具寿命作
为高速切削加工技术的关键，成为国内外研究者研究的热点问题。论文主要采用对角正交回归试验法，求得刀具寿命的经验公式，并分析了切削用量对刀具寿命的影
响，即背吃刀量对刀具寿命的影响最大，其次是切削速度，进给量影响的最小。通过对刀具寿命的分析，阐述了刀具的磨损规律，即当进给量和背吃刀量都处于低水
平时，切削初期磨损快速增加;切削中期磨损平稳;切削后期磨损急剧增加。当进给量和背吃刀量都处于高水平时，刀具破损严重，刀具寿命很短，没有规律可循。

　　关键词
        高速切削    钛合金Ti6A14V     切削力    表面质量     刀具寿命
　　第1章绪论
　
　钛合金以其突出的性能优点，在国防工业和民用工业中应用广泛，特别是在航空领域的应用极为广泛。由于目前飞机上的钛合金零件多数是薄壁件，加工时工件去
除率相当大，而钛合金同时又是难加工材料，切削效率低，刀具磨损严重，用钛合金制成薄壁件在切削加工中易变形，因此钛合金的切削加工问题一直是航空业亟待
解决的难题，随着高速切削加工技术的推广应用，钛合金的高速切削加工近年来也成了国内外研究的热点问题。
　　本章主要介绍课题研究背景和国内外研究现状及存在问题，以及介绍论文的研究方法和研究的主要内容。
　　1.1钛合金的高速切削加工
　　1.1.1钛合金的种类及应用
　
　钛有两种同素异构体，α钛和β钛，即在882.5℃以下为具有密排六方晶格的α钛，而在高于882.5℃直到熔点1668℃之间为具有体心立方晶格的β
钛。其中在882.5
0C存在α-β转变，因此882.5℃为α-β的转变温度简称β相变点。由于在钛中加入合金元素能提高其性能，因此为满足航空、航天等工业对材料机械性能
的要求，常将铝、锡、锆、钒、钼、锰、铁、铬、铜、硅等元素加入钛中，可得到不同类型的铁合金。
下载全文
PCBN高速切削钛合金实验研究
http://tech.86cut.com/techfiles/file/97cfff09-207e-494b-93e9-32c857b620ae.pdf
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　钛合金以其突出的性能优点，在国防工业和民用工业中应用广泛，特别是在航空领域的应用极为广泛。由于目前飞机上的钛合金零件多数是薄壁件，加工时工件去
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　　切削力是切削过程中重要的物理参数之一，它的大小直接影响到加工精度
和加工质量。表面粗糙度作为表面质量的一个衡量标准，它的大小间接反映了刀具在切削过程中的磨损、破损情况。论文针对PCBN刀具材料和钛合金
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　　刀具寿命作
为高速切削加工技术的关键，成为国内外研究者研究的热点问题。论文主要采用对角正交回归试验法，求得刀具寿命的经验公式，并分析了切削用量对刀具寿命的影
响，即背吃刀量对刀具寿命的影响最大，其次是切削速度，进给量影响的最小。通过对刀具寿命的分析，阐述了刀具的磨损规律，即当进给量和背吃刀量都处于低水
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　　第1章绪论
　
　钛合金以其突出的性能优点，在国防工业和民用工业中应用广泛，特别是在航空领域的应用极为广泛。由于目前飞机上的钛合金零件多数是薄壁件，加工时工件去
除率相当大，而钛合金同时又是难加工材料，切削效率低，刀具磨损严重，用钛合金制成薄壁件在切削加工中易变形，因此钛合金的切削加工问题一直是航空业亟待
解决的难题，随着高速切削加工技术的推广应用，钛合金的高速切削加工近年来也成了国内外研究的热点问题。
　　本章主要介绍课题研究背景和国内外研究现状及存在问题，以及介绍论文的研究方法和研究的主要内容。
　　1.1钛合金的高速切削加工
　　1.1.1钛合金的种类及应用
　
　钛有两种同素异构体，α钛和β钛，即在882.5℃以下为具有密排六方晶格的α钛，而在高于882.5℃直到熔点1668℃之间为具有体心立方晶格的β
钛。其中在882.5
0C存在α-β转变，因此882.5℃为α-β的转变温度简称β相变点。由于在钛中加入合金元素能提高其性能，因此为满足航空、航天等工业对材料机械性能
的要求，常将铝、锡、锆、钒、钼、锰、铁、铬、铜、硅等元素加入钛中，可得到不同类型的铁合金。
下载全文
PCBN高速切削钛合金实验研究
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随
着机械加工工业的发展，生产中依靠冷作模制造的零件越来越多，使用的冷变形模具种类越来越多。冷体积模锻(冷镦、冷挤压、压印等)；板料冲压(如拉伸、落
料、切边、冲孔等)；材料轧制(冷轧、轧轮成型等)。虽然冷变形模具的种类繁多，工作条件不一，性能要求也有所不同，但基础工作情况相近：即均在冷状态下
使金属变形，工作时承受较大的剪切力、压力、弯曲力、冲击力和摩擦力随着机械加工工业的发展，生产中依靠冷作模制造的零件越来越多，使用的冷变形模具种类
越来越多。冷体积模锻(冷镦、冷挤压、压印等)；板料冲压(如拉伸、落料、切边、冲孔等)；材料轧制(冷轧、轧轮成型等)。虽然冷变形模具的种类繁多，工
作条件不一，性能要求也有所不同，但基础工作情况相近：即均在冷状态下使金属变形，工作时承受较大的剪切力、压力、弯曲力、冲击力和摩擦力。因而对这类模
具钢应具有以下基本性能：　高硬度和高强度，以保证在承受高应力时不容易产生微量塑性变形或破坏。2)高的耐磨性能，在高的磨损条件下能保证模具的尺寸精
度，这点对拉伸模和冷冲压模显得更加重要。3)足够的韧性，以便在冲击载荷和动载荷下，不易发生工作韧的剥落或崩溃。4)热处理变形要小，因大多数模具具
有复杂的型腔和精确精度，热处理的变形很难用修磨加工来消除，此外有些冷变形模具还应有足够的耐热性能。如何合理的选择冷变形模具的材料和恰当的热处理手
段，以提高模具的使用寿命是生产中最为关心的问题，作为冷变形模具的正常失效应该是磨损、微量的塑性变形和疲劳失效。但在实际生产中，除磨损失效外，而以
崩韧折断、开裂等提前失效，屡见不鲜。众所周知，影响冷变形模具的使用寿命是一个综合的因素；原材料选择的合理性、原材料内部的冶金质量、设计和制造工艺
的合理性、使用条件和操作工人的技术水平等。但其中模具材料的选用和相应的热处理工艺应是重要因素，本文将从选材和热处理工艺作简要说明，以起抛砖引玉的
作用。　
1、冷变形模具钢的选材问题　　
冷变形模具的选材应考虑以下几个因素：　1)模具的工作条件，包括设备种类、加工频率、被加工的材质、润滑及环境等；　模具形态的复杂程度及加工程序；　3)产品的生产批量及技术要求；　　
模具材料来源的难易及加工条件，大型模具的材料费用往往占模具成本的50%以上，对于形态复杂、精度要求高的模具，宜选用淬火变形小的模具钢。　　
根据实际使用，常用的冷变形模具钢有低淬透性钢、低变形钢、微变形钢、高强度钢、高韧性钢、抗冲击冷变形模具钢。　　
各类冷变形模具钢的特点和相应的处理工艺　　
2.1
低淬透性冷变形模具钢这类钢以碳素工具钢尤以高碳络钢GCr15和9Cr2Mo等为主：其中以GCr15轴承钢和9Cr2Mo来制作各种成型轧轮和制作冷
轧辊为代表，GCr15钢具有良好的耐磨性，但淬透性差，淬火变形大，作为小型冷轧辊(φ≤200m/m)可采用整体加热或整体高温900—
950℃快速加热，淬火冷却用盐水→油，控制工件在盐水中的冷却时间而后经200—220℃回火，辊表面硬度控制在Rc60—62之间，能获得较高的使用
寿命，如硬度Rc≥62以上易造成辊表面在轧制时产生表面剥落，用GCr15所制的各种成型轧轮可用碱浴等温淬火或用二硝、三硝溶液淬火，控制在溶液中的
冷却时间，取出空冷或油冷能使轧轮获得表面高硬度变形小的效果。
随着加工工业的发展，材料改制工业大量的发展，相应的各种高速多辊轧用钢9Cr2Mo何德国轧辊钢86CrMoV7有必要在工业方法上　　
要
有新的突破，要在强韧化处理上作文章，在采用新的轧辊用钢也要有新的突破。目前在高速轧机的工作辊何传动辊有采用
D2(Cr12MOv；Cr12Movco)和5H12(5Cr5MovSi)等。作者认为要根据接触挤压疲劳应力和摩擦磨损的观点去选用工作辊的材料，
同抗断带来事故的能力去选用传动辊的材料。
低变形变形模具钢
1)Mn-Cr-W系，这是各国通用的综合性能优良的代表钢种，以CrMn为代表钢。此钢具有热处理变形小，耐磨性能较高的特点，具有较高的淬透性和韧
性。用CrWMn钢制作的模具，如采用合理的热处理工艺，控制和调节好，淬火时造成的热应力和组织应力，减少变形完全可以替代工厂常用的Cr12制作的落
料模具。2)Mn系，9Mn2V是我国作为CrWMn，9CrSi等的代用钢，可用于制造冷冲模、落料模、剪刀、弯曲模。3)SiMnMo系石墨钢，特点
是含Si量高，在强烈的石墨化元素Si的作用下，部分碳是石墨化状态存在，使钢具有自润作用，具有较高的抗咬合性，良好的切削性和耐磨性，热处理变形小，
尺寸稳定。SiMnMo钢，用于制作表面质量要求严格的弯曲、拉伸、整形冲模能显著提高冲件的质量。3高耐磨微变形冷变形模具钢以Cr12Mov型为代
表，这是国内外最广泛采用的高性能冷变形模具钢。Cr12Mov是改进Cr12钢，碳含量过高，造成严重的大块状碳化物不均匀的缺点。Cr12Mov钢的
特点是具有高的耐磨性、淬透性，是微变形冷冲裁模，冷镦模的主要材料目前一般工厂中仍广泛使用
Cr12钢，改材料具有高的硬度，高耐磨性，高淬透性，尤其是热处理后变形微小，钳加工时锉削性能好，在用于冲裁成型模、拉伸模等模具上仍获得广泛使用。
但Cr12材料得严重碳化物不均匀和形成大块状碳化物得分布，成为模具在使用中造成崩韧、开裂、折断过早失效得根源。根据作者的实践经验，如一些落料冲模
具使用贝氏体和残奥加碳化物的混合组织，使用寿命将有明显提高。如表2所示为落料模Cr12材料采用下贝氏体等温处理与普通淬火处理的使用次数比较表。
高
强度冷变形模具钢通常有高速钢W18Cr4和W6Mo5Cr4v2组成。用于冷挤压冲模和重载荷冷镦冲模，中厚钢(10-25m/m)冲孔冲头和直径小于
5—6m/m的小冲头。如链条内外片冲孔用的小冲头，采用高速钢经低温加热淬火的热处理工艺。W18Cr4V(1220℃-1250℃加热淬
火)，W6Mo5Cr4V2(用1170℃-1190℃)经低温加热淬火处理的模具有高的塑性变形抗力，有高的硬度和耐磨性；有足够的刃性，实践证明经低
温淬火的冲头，可显著地提高寿命，大大减少冲头折断事故。　2.5高强韧性冷变形模具钢有些冷挤模和冷镦模需承受高的强度和高的冲击韧性，而普通的高速钢
和高碳铬刚制件易于脆断或折断，模具需要有高的强韧配合，具体分为两类：　　
将碳高速钢：将W系或Mo系的高速钢含碳量降低为0.5—
0.6%，增加处理后钢的韧性。如6W6Mo5Cr4V2,具体热处理工艺为淬火加热温度1160—1180℃，冷却后经550—570℃三次回火，硬度
为Rc60-63，用于冷挤压冲头或冷镦冲头可成倍的提高使用寿命。　　
基体钢：基体钢是改善高速钢韧性的另一个途径，与高速钢相比，基体钢的过剩碳化物很少，碳化物的颗粒细小，分布均匀所以冲击韧性、疲劳强度均好于高速钢，同时保持了好的耐磨性。我国研制成功并推广应用的基体钢。如65Nb、CG-2、012Al。
以上三种基体钢适於形状复杂，冲击负荷较大，韧性要求高的冷变形模具。其他还有些特殊的模具钢，如易切削冷模钢8Cr2S(8Cr2MnMovS),除于塑料模具较多。　
3)高强韧耐磨的新型模具钢7CrMo2V2Si，简称LD。LD是以美国专利钢为基础，调整了合金元素量　　
而
研制的强韧耐磨钢。此钢的过剩碳化物量少，且尺寸细小，而奥化体的合金化程度高，LD经1100℃加热淬火后，奥化体的合金度和Cr12Mov经
1050℃加热淬火，奥化体的合金化程度接近，同时固溶强化和二次强化，效果较显著。对于模具需承受冲击载荷和要求强韧性高的模具，可较大幅度的提高使用
寿命。作者曾在自行车链条的内外片落料模使用过LD料，寿命比Cr12模具可提高1-3倍取得可喜的经济效果。如表4所示的为LD、P18(高速
钢)Cr12Mov机械性能比较表。　　LD材料不仅用于落料冲载模还是冲头，在耐磨性和抗崩韧开裂，抗折断性都比较满意，值得推广使用。
K2.6
抗冲击冷变形模具钢主要以CrW2Si系型和60Si2Mn钢，用于抗冲击模具和韧具(以剪刀、刀片为主)这类钢的特点是过剩碳化物少，组织结构均匀。因
含多元合金，固溶强化和回火后碳化物弥散强化较好，具有高强度、高韧性、高冲击疲劳抗力。用于风动工具、冲剪工具和大中型冲镦模。缺点是抗压能力低、热稳
定性差、淬火变形难控制。对于CrWzSi系钢，作剪刀时(如5CrW2Si)应尽量用高温加热淬火，以使马氏体形态有所变化，使强韧性有大提高，这点作
者在实际工作中取得很好效果。T60Si2Mn主要用于制作内外六角螺栓成型冷镦冲头和小型冲孔冲头。如自行车花盘的辐条孔冲头。
3、结束语　
冷变形模具钢的使用寿命是人们在生产重最关心的问题之一，并有很多先进的成功经验。本文是从冷变形模具的选材和热处理角度，根据一些资料和个人的实践，提出一些看法，仅起抛砖引玉的作用。
 
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