外文翻译--刀具材料.doc

译文刀具材料为了在切削过程中有适当的功能，切削刀具必须有一定的机械性能，这些性能包括高的硬度，且在切削过程中产生高温时仍能保持其硬度，同时也要有好的韧性、抗蠕变及抗磨损，能承受大的支承压力事实上，切削刀具的材料不同其机械性能也不同因此，切削刀具材料应能适应不同的切削条件，如工件材料、切削速度（生产率）、所使用的冷却剂等等下面所列的是常用的切削刀具材料碳素工具钢 碳素工具钢含碳量为0.1~1.4%，不含合金元素，通过热处理可提高其硬度碳素钢在温度600°F（300°C）以上时由于回火作用而丧失其硬度，因此，碳素工具钢只适合于制造手工工具或软金属材料的低速切削用刀具低合金工具钢 低合金工具钢的含碳量与碳素工具钢相似然而，顾名思义，它含有一定的合金元素，低合金工具钢刀具也须进行热处理，并仅用于低速切削切削温度也不能超过600°F（300°C）以避免退火现象高速钢 高速钢（HSS）是含有一定比例合金元素的合金钢，如钨（18%），铬（4%）、钼、钒和钴高速钢通过加热（分两个阶段），在空气中冷却，然后进行回火由高速钢制成的刀具在温度高达1100°F（600°C）时仍能保持其硬度，这类刀具用于切削速度相对较高的场合。

除了高生产率切削加工用刀具外，单刃刀具、麻花钻及铣刀也通常由高速钢制造铸造硬合金 铸造硬合金既可能是黑色金属，也可能是有色金属，其含碳量约为3%，它与金属反应形成非常硬的碳化物这些碳化物即使在温度1650°F（900°C）时仍保持其硬度因为这种材料不可进行切削加工，所以，在陶瓷模中铸成刀片，然后通过铜焊或机械方法将其固定在刀杆上烧结硬质合金刀片 烧结硬质合金是为克服铸造硬合金的缺陷（即脆性）而发展起来的当初，其成分约82%是非常硬的碳化钨颗粒及18%的作为粘结剂的钴烧结碳化硬质合金总是由粉末冶金技术（如压制和烧结）模压成型从强度方面考虑，要将整把刀具由硬质合金来制造是不可能的，而只能制造成硬质合金刀片，然后将刀片用铜焊或机械方法固定在钢制刀杆上，而刀片具有所需的切削角度烧结硬质合金也称为“Widia”，这个词来自德语“WieDiamant”意为“象金刚石”这是因为它具有极高的硬度，可达HRC90，且在高达1850°F（1000°C）的温度下仍能保持这一硬度最近所研制的硬质合金是将碳化钨，碳化钛和碳化钼混合，而用钴或镍合金作为粘结剂其结果是摩擦系数小，抗磨损性能好事实上，不论是切削速度高还是进给量大的切削加工，都推荐采用硬质合金刀片刀具，且常用于大批量生产。

近来，硬质合金刀比采用氮化物或氧化物涂层以增加其耐磨性及寿命陶瓷刀片 陶瓷刀片基本上是由很细的氧化铝粉末（AL2O3），通过压制和烧结而成陶瓷的硬度几乎与硬质合金相同，但在温度高达2200°F（1100°C）时仍能保持其硬度，且导热系数很小这种特性使得切削速度是用硬质合金刀片切削时的2-3倍陶瓷刀片也有极好的耐磨性并不致形成月牙洼磨损，且不需用冷却液但其韧性和抗弯强度小，这影响抗蠕变载荷和振动的敏感性因此，陶瓷刀片仅用于切削速度极高（达1800ft/min，600m/min）时的精密加工下面是三种常用的陶瓷刀片1）.氧化物刀片，主要由氧化铝组成，其颜色为白色且稍带粉红色或浅黄色2）.金属陶瓷刀片 它含有氧化铝或某些金属如钛或钼其颜色呈黑灰色3）.由氧化物及碳化物制成的刀片，呈黑色 由于与氧的混合作用，陶瓷刀片不可用于加工铝材 金刚石 金刚石可固连在钢制刀杆上，可用于精密切削加工，推荐用于加工铝、镁、钛、铜、橡胶及聚合物当加工金属材料时，可达到镜面2.工件材料切削加工性一词常用于描述工件材料的加工性能，根据其切削过程有几种含义如果说材料A比材料B可切削性好，这可能意味着切削材料A时刀具磨损率低，或者切削材料A可获得更小的表面粗糙度，或者切削加工材料A时所需的功率较小。

很清楚，在精加工过程中，刀具的磨损及表面粗糙度都是最重要的因素，而对于粗加工而言，刀具磨损和功率消耗是重要因素应该注意，所指的加工性只能是相对于所指的特定环境而言的例如，在某一特定条件下，材料A可能比材料B可获得更小的表面粗糙度，但在其他条件下，若采用不同的刀具材料，其结果可能相反对于可加工性的其他衡量指标，如刀具磨损率和功率消耗，情况也与此相似为了进一步说明情况，将刀具磨损率相同的材料归为一类，但按照表面粗糙度或功率消耗来分的话这些材料又属不同的类型很清楚，可加工性一词除降低了质量方面的要求外，并没有其他什么意义虽然可加工性降低了质量方面的要求，人们还是试图获得可加工性的定量的衡量方法——可加工性指数或序号若结果是有用的，则测得这一指数的方法是很有价值的，特别是对钢铁企业而言，它必须经验所生产材料的加工性，因此希望有一种快速而可靠的检测方法已经提出了许多获取可加工性数据的有创造性的方法，有些至今仍在使用虽然这些方法还有质疑，但它们可用了衡量相同材料加工性能的变化情况虽然经验表明这些结果有一定的指导意义，但要证明这些包含了质量信息且具有实用价值的加工性能的测试结果的正确性是最困难的3.钢的热处理热处理是热处理工作者用以改变金属物理性能的方法。

钢热处理，有三种基本方法：即淬火、回火和退火淬火是将钢加热到临界点以上，然后进行急冷急冷是指（材料）才一合适的介质如水、盐水、油或其他液体中快速冷却金属在淬硬后，必须进行回火处理回火是将淬硬的钢重新加热到低于临界点的温度，从而获得所需的物理性能临界点或临界温度是指钢的物理性能发生某些变化的温度这些临界点极为重要，因为要使钢很好地硬化就必须把钢加热到上临界温度以上我们知道某一钢种的临界点后，就能较容易得控制炉温煤气炉、油炉和电炉是金属热处理最普遍采用的炉子退火是将钢均匀地加热到通常的淬火温度以上，然后极缓慢地冷却若工件过硬，无法机加工，或是要重新机加工已经淬硬的零件，这时可进行退火以使钢材软化退火还可消除机加工时产生的内应力低碳钢由于含碳量低，因此在经受这种热处理时材质不可能变硬若欲在低碳钢制成的零件表面获得硬的表面层，就须进行表面硬化处理氰化是一种表面硬化方法氰化时，将工作置入氰化钠的溶池中保温5~30min，（保温时间取决于工件的尺寸和所需的渗透深度）工件经过这一处理后，再将其淬入水或油中，于是形成了一层厚度为0.01~0.015的十分硬的表面层（0.245~0.381mm）这类工艺过程也称为表面淬火。

渗氮也是一种表面硬化法，它是将钢在热的氨气中放置数小时在这一条件下，由氨气形成的氮渗入到金属的表面，从而性形成了极硬的表面层另一种表面硬化法是渗碳将工件装入盛有渗碳剂（含碳很高的材料）的金属箱中，将箱子密封好并放入炉内，在926°C温度下在炉中保持若干小时渗碳层的深度取决于工件在炉中的保温时间将工件在某种液体中淬火后，其表层硬而心部软4.渗碳、渗氮和氰化1.渗碳（1）定义：渗碳是将碳原子渗入固态的铁基合金（如低碳钢）中，以便获得的表面的一种方法渗碳是通过吸收和扩散两个过程来增加钢表面的含碳量2）工艺过程：将低碳钢（约0.20%C或更少）加热到870~925°C后与气体、固体或液体的含碳物质接触若干小时用上述方法获得的高碳钢表面在A1 以上的温度淬火使之硬化3）特点：①表面层深度约为1.27mm②热处理后的硬度为HRC65③由渗碳而引起的工件尺寸变化极微小④在热处理过程中有可能产生变形4）典型用途：①齿轮的表面硬化②凸轮轴的表面硬化③轴承的表面硬化5）方法：根据渗碳介质的不同，有三种常用的渗碳法即： ①固体渗碳法——用固体渗碳剂②气体渗碳法——用合适的碳氢化合物气体③液体渗碳法——用熔融的渗碳盐浴。

1. 渗氮⑴定义：渗氮是将钢加热，并在某一合适温度下保温，使与部分分解的氨或其他合适的介质保持接触，从而将氮原子渗入到某些钢种（如含有Al和Cr）的表面用这种方法获得的硬化表层不需灾进行淬火或其他任何进一步的热处理⑵特点：①表面深度约为0.38mm ②硬度极高（维氏硬度为1100） ③工件在渗氮过程中尺寸增大0.025~0.050mm ④渗氮层的耐腐蚀性得到改善⑶典型用途：①阀座②导轨③齿轮④量规⑤导套⑥滚珠轴承座圈⑦航空发动机零件⑧航空发动机气缸⑨航空发动机曲轴、飞机螺旋桨轴⑩曲柄销和轴颈2. 氰化⑴定义：氰化是将钢加热到合适温度并使它与熔融的氰化物保持接触，使碳和氮原子同时渗入钢的表面，在形成微薄的表面层后，接着进行淬火硬化⑵方法特点：①表面层硬度约为0.25mm②硬度约为HRC45③氰化引起尺寸变化极微小④热处理过程中可能产生变形 ⑶典型用途：①丝杆②螺帽和螺栓③小齿轮 ⑷通常用氰化法硬化的金属：含碳约为0.20%的普通碳素钢或合金钢 ⑸氰化工艺过程：将低碳钢置于熔融的氰化钠盐浴炉中加热到800~870°C根据氰化层所需的深度不同，保温时间可从30分钟直到三个小时之久。

1.Cutting Tool MaterialsCutting tools must possess certain mechanical properties in order to function adequately during the cutting operations. These properties include high hardness and the ability to retain it even at the elevated temperatures generated during cutting. They also include toughness, creep and abrasion resistance, and the ability to withstand high bearing pressures. In fact, cutting material differ in the degree to which they possess each of those mechanical properties. Therefore, a cutting material is selected to suit the cutting conditions, such as the workpiece material, cutting speed (production rate),coolants used, and so on. Following is a survey of the commonly used cutting tool materials.Plain carbon steel. Plain carbon steel contains from 0.8 to 1.4 percent carbon and has no additives, and it is subjected to heat treatment to increase its hardness. Nevertheless, plain carbon steel is suitable only for making hand tools or when soft metals are machined at low cutting speeds, since it cannot retain its hardness at temperatures above 600°F(300。