譯文 刀具材料 為了在切削過程中有適當?shù)墓δ?，切削刀具必須有一定的機械性能，這些性能包括高的硬度，且在切削過程中產(chǎn)生高溫時仍能保持其硬度，同時也要有好的韌性、抗蠕變及抗磨損，能承受大的支承壓力。事實上，切削刀具的材料不同其機械性能也不同。因此，切削刀具材料應能適應不同的切削條件，如工件材料、切削速度（生產(chǎn)率）、所使用的冷卻劑等等。下面所列的是常用的切削刀具材料。 碳素工具鋼 碳素工具鋼含碳量為 不含合金元素，通過熱處理可提高其硬度。碳素鋼在溫度 600° F（ 300° C）以上時由于回火作用而喪 失其硬度，因此，碳素工具鋼只適合于制造手工工具或軟金屬材料的低速切削用刀具。 低合金工具鋼 低合金工具鋼的含碳量與碳素工具鋼相似。然而，顧名思義，它含有一定的合金元素，低合金工具鋼刀具也須進行熱處理，并僅用于低速切削。切削溫度也不能超過 600° F（ 300° C）以避免退火現(xiàn)象。 高速鋼 高速鋼（ 含有一定比例合金元素的合金鋼，如鎢（ 18%），鉻（ 4%）、鉬、釩和鈷。高速鋼通過加熱（分兩個階段），在空氣中冷卻，然后進行回火。由高速鋼制成的刀具在溫度高達 1100° F（ 600° C）時仍能保持其硬度，這類 刀具用于切削速度相對較高的場合。除了高生產(chǎn)率切削加工用刀具外，單刃刀具、麻花鉆及銑刀也通常由高速鋼制造。 鑄造硬合金 鑄造硬合金既可能是黑色金屬，也可能是有色金屬，其含碳量約為 3%，它與金屬反應形成非常硬的碳化物。這些碳化物即使在溫度 1650°F（ 900° C）時仍保持其硬度。因為這種材料不可進行切削加工，所以，在陶瓷模中鑄成刀片，然后通過銅焊或機械方法將其固定在刀桿上。 燒結硬質(zhì)合金刀片 燒結硬質(zhì)合金是為克服鑄造硬合金的缺陷（即脆性）而發(fā)展起來的。當初，其成分約 82%是非常硬的碳化鎢顆粒及 18%的作為粘 結劑的鈷。燒結碳化硬質(zhì)合金總是由粉末冶金技術（如壓制和燒結）模壓成型。從強度方面考慮，要將整把刀具由硬質(zhì)合金來制造是不可能的，而只能制造成硬質(zhì)合金刀片，然后將刀片用銅焊或機械方法固定在鋼制刀桿上，而刀片具有所需的切削角度。 燒結硬質(zhì)合金也稱為“ 這個詞來自德語“ 為“象金剛石”。這是因為它具有極高的硬度，可達 在高達 1850° F（ 1000°C）的溫度下仍能保持這一硬度。最近所研制的硬質(zhì)合金是將碳化鎢，碳化鈦和碳化鉬混合，而用鈷或鎳合金作為粘結劑。其結果是摩擦系數(shù) 小，抗磨損性能好。事實上，不論是切削速度高還是進給量大的切削加工，都推薦采用硬質(zhì)合金刀片刀具，且常用于大批量生產(chǎn)。近來，硬質(zhì)合金刀比采用氮化物或氧化物涂層以增加其耐磨性及壽命。 陶瓷刀片 陶瓷刀片基本上是由很細的氧化鋁粉末（ 通過壓制和燒結而成。陶瓷的硬度幾乎與硬質(zhì)合金相同，但在溫度高達 2200° F（ 1100° C）時仍能保持其硬度，且導熱系數(shù)很小。這種特性使得切削速度是用硬質(zhì)合金刀片切削時的 2。陶瓷刀片也有極好的耐磨性并不致形成月牙洼磨損，且不需用冷卻液。但其韌性和抗彎強度小，這影響抗蠕 變載荷和振動的敏感性。因此，陶瓷刀片僅用于切削速度極高（達 1800ft/600m/的精密加工。下面是三種常用的陶瓷刀片。 （ 1） 要由氧化鋁組成，其顏色為白色且稍帶粉紅色或淺黃色。 （ 2） 它含有氧化鋁或某些金屬如鈦或鉬。其顏色呈黑灰色。 （ 3） 黑色。 由于與氧的混合作用，陶瓷刀片不可用于加工鋁材。 金剛石 金剛石可固連在鋼制刀桿上，可用于精密切削加工，推薦用于加工鋁、鎂、鈦、銅、橡膠及聚合物。當加 工金屬材料時，可達到鏡面。 切削加工性一詞常用于描述工件材料的加工性能，根據(jù)其切削過程有幾種含義。如果說材料 A 比材料 B 可切削性好，這可能意味著切削材料 A 時刀具磨損率低，或者切削材料 A 可獲得更小的表面粗糙度，或者切削加工材料 清楚，在精加工過程中，刀具的磨損及表面粗糙度都是最重要的因素，而對于粗加工而言，刀具磨損和功率消耗是重要因素。 應該注意，所指的加工性只能是相對于所指的特定環(huán)境而言的。例如，在某一特定條件下，材料 A 可能比材料 B 可獲得更小的表面粗糙度，但在其他條件下，若采 用不同的刀具材料，其結果可能相反。對于可加工性的其他衡量指標，如刀具磨損率和功率消耗，情況也與此相似。為了進一步說明情況，將刀具磨損率相同的材料歸為一類，但按照表面粗糙度或功率消耗來分的話這些材料又屬不同的類型。很清楚，可加工性一詞除降低了質(zhì)量方面的要求外，并沒有其他什么意義。 雖然可加工性降低了質(zhì)量方面的要求，人們還是試圖獲得可加工性的定量的衡量方法 可加工性指數(shù)或序號。若結果是有用的，則測得這一指數(shù)的方法是很有價值的，特別是對鋼鐵企業(yè)而言，它必須經(jīng)驗所生產(chǎn)材料的加工性，因此希望有一種快速而可靠的檢測方 法。已經(jīng)提出了許多獲取可加工性數(shù)據(jù)的有創(chuàng)造性的方法，有些至今仍在使用。雖然這些方法還有質(zhì)疑，但它們可用了衡量相同材料加工性能的變化情況。雖然經(jīng)驗表明這些結果有一定的指導意義，但要證明這些包含了質(zhì)量信息且具有實用價值的加工性能的測試結果的正確性是最困難的。 熱處理是熱處理工作者用以改變金屬物理性能的方法。鋼熱處理，有三種基本方法：即淬火、回火和退火。 淬火是將鋼加熱到臨界點以上，然后進行急冷。急冷是指（材料）才一合適的介質(zhì)如水、鹽水、油或其他液體中快速冷卻。金屬在淬硬后，必須進行回火處理。回火 是將淬硬的鋼重新加熱到低于臨界點的溫度，從而獲得所需的物理性能。 臨界點或臨界溫度是指鋼的物理性能發(fā)生某些變化的溫度。這些臨界點極為重要，因為要使鋼很好地硬化就必須把鋼加熱到上臨界溫度以上。我們知道某一鋼種的臨界點后，就能較容易得控制爐溫。煤氣爐、油爐和電爐是金屬熱處理最普遍采用的爐子。 退火是將鋼均勻地加熱到通常的淬火溫度以上，然后極緩慢地冷卻。若工件過硬，無法機加工，或是要重新機加工已經(jīng)淬硬的零件，這時可進行退火以使鋼材軟化。退火還可消除機加工時產(chǎn)生的內(nèi)應力。 低碳鋼由于含碳量低，因此在經(jīng)受這種熱處理時 材質(zhì)不可能變硬。若欲在低碳鋼制成的零件表面獲得硬的表面層，就須進行表面硬化處理。氰化是一種表面硬化方法。氰化時，將工作置入氰化鈉的溶池中保溫 530保溫時間取決于工件的尺寸和所需的滲透深度）。工件經(jīng)過這一處理后，再將其淬入水或 油 中 ， 于 是 形 成 了 一 層 厚 度 為 十分硬的表面層（ 這類工藝過程也稱為表面淬火。 滲氮也是一種表面硬化法，它是將鋼在熱的氨氣中放置數(shù)小時。在這一條件下，由氨氣形成的氮滲入到金屬的表面，從而性形成了極硬的表面層。 另一種表面硬化法是滲碳 。將工件裝入盛有滲碳劑（含碳很高的材料）的金屬箱中，將箱子密封好并放入爐內(nèi)，在 926° C 溫度下在爐中保持若干小時。滲碳層的深度取決于工件在爐中的保溫時間。將工件在某種液體中淬火后，其表層硬而心部軟。 氮和氰化 （ 1）定義：滲碳是將碳原子滲入固態(tài)的鐵基合金（如低碳鋼）中，以便獲得的表面的一種方法。 滲碳是通過吸收和擴散兩個過程來增加鋼表面的含碳量。 （ 2）工藝過程：將低碳鋼（約 或更少）加熱到 870925° C 后與氣體、固體或液體的含碳物質(zhì)接觸若干小時。用上述方法獲得的高碳鋼表 面在 上的溫度淬火使之硬化。 （ 3）特點：表面層深度約為 熱處理后的硬度為 由滲碳而引起的工件尺寸變化極微小。 在熱處理過程中有可能產(chǎn)生變形。 （ 4）典型用途：齒輪的表面硬化。 凸輪軸的表面硬化。 軸承的表面硬化。 （ 5）方法：根據(jù)滲碳介質(zhì)的不同，有三種常用的滲碳法即： 固體滲碳法 用固體滲碳劑。 氣體滲碳法 用合適的碳氫化合物氣體。 液體滲碳法 用熔融的滲碳鹽浴。 1. 滲氮 定義：滲氮是將鋼加熱，并在某一合適溫度下保溫，使與部分 分解的氨或其他合適的介質(zhì)保持接觸，從而將氮原子滲入到某些鋼種（如含有 表面。用這種方法獲得的硬化表層不需災進行淬火或其他任何進一步的熱處理。 特點：表面深度約為 硬度極高（維氏硬度為 1100）。 工件在滲氮過程中尺寸增大 滲氮層的耐腐蝕性得到改善。 典型用途：閥座導軌齒輪量規(guī)導套滾珠軸承座圈航空發(fā)動機零件航空發(fā)動機氣缸航空發(fā)動機曲軸、飛機螺旋槳軸曲柄銷和軸頸 2. 氰化 定義：氰 化是將鋼加熱到合適溫度。并使它與熔融的氰化物保持接觸，使碳和氮原子同時滲入鋼的表面，在形成微薄的表面層后，接著進行淬火硬化。 方法特點：表面層硬度約為 硬度約為 氰化引起尺寸變化極微小。 熱處理過程中可能產(chǎn)生變形。 典型用途：絲桿。 螺帽和螺栓。 小齒輪。 通常用氰化法硬化的金屬：含碳約為 普通碳素鋼或合金鋼。 氰化工藝過程：將低碳鋼置于熔融的氰化鈉鹽浴爐中加熱到 800870° C。根據(jù)氰化層所需的深度不同，保溫時間可從 30 分鐘直到 三個小時之久。 in to to it at to In in to of a is to as so is a of .8 .4 no it is to to is or at it at 00° F(300° C)to of is to of it in as of be is at as a of 00° F(300° C)to is a of a of as 18 is by at by a of SS at up 100 ° F(600° C). be or in to at a of 650° F(900° C)a be or it is in to of by or to of of 2 8 as a to by it is to of of of or to to , . is 0Rc,a at of up 850° F (1000° C). of or as is by of In or in or to of ,is by as up to a 200° F(1100° C)a of to be at to by to to of no be to to of at of up 800ft/600m/of 1. of a or 2. as or in 3. of as as in be of to to in a be he is to to it on it is is , a is , or a be , or is to . It be of a of a be ; of a be of To a of be in of on a in a if or in a is in a to a of or A an if be to of a of be to in of It be to of on of to of is a by of a of is in a as or be a of to a or at a in of in to a of it be to a a we in is of a by be to a is to or to a by do to a of of If it is to a on a of be of of is is by be of of on a of be of of is is by in a of 0 on of of to a is in or a is is is of of in in of a of is is a is a at 26 to of is in in a a 1) is a of as in to a of by a of (2)or is 70° 20 ° C in or is by 1 (3)is 2)3)in 4)(4)In )2)3)5)of of )2)3)of 2. 1) of of of l r)by it it at a in or a or (2)is 100) 0mm (3) 2) ) 4) ) 6) ) 8) ) 10) . 1)n of by it to a it in to a or is (2) 1)is 2)is 3)is by 4)(3) 2) 3)4)by or (5)ow is 00° 70° C in a a of 0