迎戰貴金屬 上下游同甘共苦www.tool-tool.com

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【經濟日報／記者陳信榮、郭維邦、林茂仁、宋健生】 2007.04.06 03:36 am

鋼鐵價格上揚，汽車零件製造業者積極因應，以加強內控、增加共用零件等，設法降低成本。 記者陳信榮／攝影 不銹鋼價格再漲下去，就要跳樓啦！」關中公司總經理林身仁，發出許多台灣中小製造業者的心聲；一位精密機械加工業董事長自爆，自己的血壓幾乎跟著國際鋼鐵期貨行情一路飆高，「都快爆血管啦！」 中華汽車 號召協力廠 改善製程節省成本 國際鋼價飆漲，帶動包括鎳、銅等非鐵金屬行情跟著飛升，上游的鋼廠、不銹鋼業者，可以每季、甚至每月轉嫁，調漲產品價格；但下游廠商卻遭遇客戶反對的阻力，讓這一波接著一波的鋼鐵原料上漲，搞得血壓直線上升。 台北國際工具機展剛結束，不少機械業者在會場才高興接到訂單，結果馬上碰到鋼鐵原料行情創新高，新接訂單無法立即反映成本上漲，心情如洗三溫暖。 工具機業者說，為了業績，現階段只能忍痛接單，但也不敢保證半年後不會漲價。面對上游鑄件廠放話漲價的壓力，已有工具機業者被迫轉向大陸採購，確保獲利。 不過，儘管鋼價大漲，還是有許多傳統製造業者從容應對，從中找出生存、獲利之道。 「每輛汽車超過四成的零件與鋼鐵有關，鋼價大漲、甚至供應短缺，對汽車製造業當然會有衝擊」，某汽車業者初估，近三年來鋼價上漲，汽車製造成本因此增加超過一成。 但國內新車銷售市場，卻陷入20年來最低迷的窘境，讓國內汽車製造廠只能把苦往肚子吞，得自行吸收成本。 汽車廠除透過同業聯合採購鋼材外，最常使用的手段，就是要求零件協力廠家配合降價。但經過多年的降低成本，零件供應價格幾乎見底，加上國內新車銷售市場萎縮，車廠自知無法強勢要求協力廠降價，必須另謀他策。 中華汽車透過號召協力廠加入「VA/VE」運動，成功戰勝高鋼價威脅。 中華車採購主管說，設法在生產過程中，減少加工次數、不良率、材料消耗率，達到節省成本的效果；同時在開發新車時，提升零件與其他車型共用程度，節省成本。 和大工業 材料彈性收費，分攤價格波動風險 汽車變速箱、傳動系統零件製造業者和大工業，則仿效航空業者燃油附加費的策略，推出「材料附加費」的措施，攤提鋼價波動風險，確保公司獲利。 和大總經理陳俊智說，「材料附加費」並非單向的對客戶增加收費，一旦鋼價走跌時，也必須將利潤回饋給客戶。透過這種雙向的收費回饋方式，更容易獲得顧客的支持。 然材料附加費每半年、甚至一年才檢討一次，鋼價調漲卻是愈來愈頻繁，材料附加費也無法100%反映成本上漲。陳俊智建議同業，還是得從生產效率提升、降低浪費等著手，才能將鋼價漲價衝擊減至最低。 國內最大烤肉爐製造商關中，則跳脫降低成本的思維，從改變產品設計，迎戰高鋼價。關中生產的烤肉爐材料中，有高達七成是不銹鋼，一年來不銹鋼板報價調漲將近一倍，讓曾是台灣傳產股王的關中措手不及，去年一度出現虧損。 烤肉爐市場競爭愈來愈激烈，關中想漲價轉嫁成本根本行不通，於是朝更改烤肉爐的設計著手。關中開始設計使用低階不銹鋼板的烤肉爐產品，降低 材料成本；因不銹鋼板漲價的主因是鎳價大漲，而高階不銹鋼中有八成的原料是鎳，低階不銹鋼使用鎳的比重很低，漲幅相對較小。經此變化，關中樂觀預期，今年 上半年就能重回獲利企業的行列。 衛浴設備業者是這波高鋼價時代的另類受害者，因為鋼價上漲，帶動包括銅在內的非鐵金屬同漲，銅是製造水龍頭等衛浴設備的主要原料，業者苦不堪言。 國內衛浴設備龍頭和成欣業協理顧成棟表示，和成從前年起，著手展開替代材料的開發工作，成功研發出陶瓷水龍頭產品。和成計畫提高陶瓷水龍頭的銷售比重，拋開銅價上漲的沉重壓力。 【2007/04/06 經濟日報】@ http://udn.com/

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锌合金压铸件起泡缺陷分析www.tool-tool.com

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锌合金压铸件目前广泛应用于各种装饰方面，如家具配件、建筑装饰、浴室配件、灯饰零件、玩具、领带夹、皮带扣、各种金属饰扣等，因而对铸件表面质量要求高，并要求有良好的表面处理性能。而锌合金压铸件最常见的缺陷是表面起泡。

缺陷表征：压铸件表面有突起小泡、压铸出来就发现、抛光或加工后显露出来、喷油或电镀后出现。

产生原因：

1．孔洞引起：主要是气孔和收缩机制，气孔往往是圆形，而收缩多数是不规则形。


（1）气孔产生原因：

a 金属液在充型、凝固过程中，由于气体侵入，导致铸件表面或内部产生孔洞。
b 涂料挥发出来的气体侵入。
c 合金液含气量过高，凝固时析出。

当型腔中的气体、涂料挥发出的气体、合金凝固析出的气体，在模具排气不良时，最终留在铸件中形成的气孔。

（2）缩孔产生原因：

a 金属液凝固过程中，由于体积缩小或最后凝固部位得不到金属液补缩，而产生缩孔。
b 厚薄不均的铸件或铸件局部过热，造成某一部位凝固慢，体积收缩时表面形成凹位。

由于气孔和缩孔的存在，使压铸件在进行表面处理时，孔洞可能会进入水，当喷漆和电镀后进行烘烤时，孔洞内气体受热膨胀；或孔洞内水会变蒸气，体积膨胀，因而导致铸件表面起泡。

2．晶间腐蚀引起：

锌合金成分中有害杂质：铅、镉、锡会聚集在晶粒交界处导致晶间腐蚀，金属基体因晶间腐蚀而破碎，而电镀加速了这一祸害，受晶间腐蚀的部位会膨胀而将镀层顶起，造成铸件表面起泡。特别是在潮湿环境下晶间腐蚀会使铸件变形、开裂、甚至破碎。

3．裂纹引起：水纹、冷隔纹、热裂纹。

水纹、冷隔纹：金属液在充型过程中，先进入的金属液接触型壁过早凝固，后进入金属液不能和已凝固金属层熔合为一体，在铸件表面对接处形成叠纹，出现条状缺陷，见图2。水纹一般是在铸件表面浅层；而冷隔纹有可能渗入到铸件内部。

热裂纹：

a 当铸件厚薄不均，凝固过程产生应力；
b 过早顶出，金属强度不够；
c 顶出时受力不均
d 过高的模温使晶粒粗大；
e 有害杂质存在。

以上因素都有可能产生裂纹。

当压铸件存在水纹、冷隔纹、热裂纹，电镀时溶液会渗入到裂纹中，在烘烤时转化为蒸气，气压顶起电镀层形成起泡。

解决缺陷方案：

控制气孔产生，关键是减少混入铸件内的气体量，理想的金属流应不断加速地由喷嘴经过分流锥和浇道进入型腔，形成一条顺滑及方向一致的金属流，采用锥形流道设计，即浇流应不断加速地由喷嘴向内浇口逐渐减少，可达到这个目的。在充填系统中，混入的气体是由于湍流与金属液相混合而形成气孔，从金属液由浇铸系统进入型腔的模拟压铸过程的研究中，明显看出浇道中尖锐的转变位和递增的浇道截面积，都会使金属液流出现湍流而卷气，平稳的金属液才有利于气体从浇道和型腔进入溢流槽和排气槽，排出模外。

对于缩孔：要使压铸凝固过程中各个部位尽量同时均匀散热，同时凝固。可通过合理的水口设计，内浇口厚度及位置，模具设计，模温控制及冷却，来避免缩孔产生。
对于晶间腐蚀现象：主要是控制合金原料中有害杂质含量，特别是铅<0.003％。注意废料带来的杂质元素。
对于水纹、冷隔纹，可提高模具温度，加大内浇口速度，或在冷隔区加大溢流槽，来减少冷隔纹的出现。
对于热裂纹：压铸件厚薄不要急剧变化以减少应力产生；相关的压铸工艺参数作调整；降低模温。
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镁合金：基于有效压力介质的变形www.tool-tool.com

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对一种合金的轻型结构潜力做出判断，需要按照材料的密度首先求出强度值和刚度值。当求出的刚度仅达到与钢相同的水平时，象AA 5182或AZ 31这样的合金在相关的强度上就显然超过传统的深冲钢的强度。

轻金属合金在室温下的变形性较小，这种特性有其缺点。特别是镁板，在室温下只能进行简单的变形过程，如果以大半径弯曲，或者做出简单
的工件形状，只有将变形温度提高到阈值以上大约200℃，它的变形能力才能有跃变式的提高。其原因在于晶体格子中额外的滑移系统被热激活，而且允许表现为复杂的构件形状。提高变形温度的另一个有益的结果是流变应力减小了。这样，需要的变形力也就下降了。

与深冲相比省去了一半模具

对于制造平面轻型结构件，艾尔朗根大学制造技术讲座所进行的研究工作，重点集中在室温下以及更高温度下以作用介质为基础的变形。这种制造方法是用一种带有流体静力压力状态的液态介质以同样的形式作用于金属板上，并根据模具的沟槽制成一定的形状。与采用固定模具冲头的深冲相比，这种方法可以省去制作半个模具，尤其是在小批量生产时具有经济合算的优点。此外也可以制造出形状复杂的零件，例如背切。例如一种可能的组件几何形状，其背切规定为一种抓槽的形状。在传统的深冲情况下，将需要一个多级的过程。现在，采用有效介质，仅用一个唯一的变形步骤就可以完成加工。在空心的双模板材结构方式下，流体静力的压力状态同样也可以在一个变形步骤中完成加工。

300℃以下的压力介质可保证调温状态

镁合金变形加工成复杂的构件形状，需要对模具和工件进行调温。鉴于可能出现的温度范围大约在200℃至300℃之间，从核心模具到机床的加热和绝热在模具技术上的额外费用是有限的。由此达到的起始温度并不以任何耐高温的特殊工具钢为前提。为了准备压力介质，此次讲座安装了一个热压转换器，转换器以载热油为压力介质，将其加热到300℃，同时产生的工作压力达1000巴。同时，高压和高温对密封技术提出了很高的要求。试验工作中取得的有关所用活塞密封件的泄漏率和寿命方面的经验，导致了建造一台压力转换器试验台，该试验台与两家工业伙伴(Schuler-Hydroforming GmbH & Co.KG，Dego-Hydraulik GmbH)共同使用，用于对现存的以及替代的密封技术方案进行调研。

为了能够使象镁合金AZ 31这样的轻型结构材料的性能达到适合变形加工的水平，对材料的特性进行了各种各样的试验。比如在确定可以达到的最大膨胀度和为此付出的变形时，可在不同温度下进行扁平拉伸试验。在温度升高情况下，对出现的膨胀进行测量时，采用光学无接触测量的膨胀测量系统(Aramis，制造厂家为布伦瑞克市Gom GmbH公司)，这种系统不仅可以确定出现膨胀的尺寸，而且可以确定膨胀在试样的宽度和长度上的分布情况。

该测量方法的依据是图样识别原理，该原理使用的是在变形过程中用数字照相机拍摄的随机取景功能。从这些照片中由软件生成反映发生膨胀情况的测量格栅。这种测量方法的一个重要优点是：可以超出同比尺寸的膨胀对材料的流变曲线进行测量。曲线表明，随着膨胀率的下降，材料对变形的阻力也随之减小。至于以后的过程设计，特别是在膨胀率为0.1/s和0.01/s时拍摄的曲线可以提供良好的依据，以便在尽可能低的模具温度、尽量短的过程持续时间和尽量小的压力应力场中取得折衷。

板材“后随流变”的前提是摩擦知识

设计变形过程时，不仅需要掌握材料的机械特征值，而且也需要了解有关温度升高时的摩擦性能。在采用象深冲这种工艺时通过内部高压过程，在这个过程中希望板材从夹紧的压紧装置部位发生“后随流变”而进入模具空腔，必须有关于法兰中摩擦条件的精确特征值，以用于在数字仿真中取得过程的正确图象。轻金属合金需要克服的摩擦力随着温度的升高有不断增加的趋势，为了利用所谓的摩擦系数对这种性能加以描述，使用大学讲座设计的可加热深冲模具进行了改进的深冲试验。通过对径向膨胀和切向镦粗的板材在模具被加热的入口半径上滑动掠过，可以真实地模拟出以后模具中的各种条件，并求出深冲过程中的摩擦系数。

利用该讲座现有的模具技术和系统技术设备，制造出了圆形和长方形的组件。制造这些组件的目的是求出铝合金与镁合金板内部高压变形的适当过程窗。用可以时效硬化的铝合金AA 6016和天然硬度的铝合金AA 5182，在200℃的过程温度下即已制成了示范零件“标志板”。现在，通过Salzgitter公司利用AZ 31新型镁板的可使用性，鉴于其接近系列产品的质量，由巴伐利亚研究基金会于2003年中期批准了“镁板的内部高压变形”项目。该项目的目标是，研究镁板在温度升高情况下以有效介质为基础进行变形加工的依据。除了变形过程本身以外，还同参与该项目的工业伙伴奥迪股份公司合作，对后续过程如接缝过程和表面处理过程进行了调研。镁板的半热变形加工潜力将导致制造具有复杂形状的演示零件，该零件的机械性能可以在符合现实的荷载状态下得到评价。
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刀具刃材www.tool-tool.com

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一、钢合金
简单地说：钢就是铁和碳的合金。其它成分是为了使钢材性能有所区别。以下以字母顺序列出重要的钢材，他们包含以下成分：
碳（Carbon）
存在于所有的钢材，是最重要的硬化元素。有助于增加钢材的强度，我们通常希望刀具级别的钢材拥有5%以上的碳，也成为高碳钢。
铬（Chromium）
增加耐磨损性，硬度，最重要的是耐腐蚀性，拥有13%以上的认为是不锈钢。尽管这么叫，如果保养不当，所有钢材都会生锈的。
锰（Manganese）
重要的元素，有助于生成纹理结构，增加坚固性，和强度、及耐磨损性。在热处理和卷压过程中使钢材内部脱氧，出现在大多数的刀剪用钢材中，除了A-2,L-6和CPM 420V。
钼（Molybdenum）
碳化作用剂，防止钢材变脆，在高温时保持钢材的强度，出现在很多钢材中，空气硬化钢（例如A-2,ATS-34）总是包含1%或者更多的钼,这样它们才能在空气中变硬。
镍（Nickle）
保持强度、抗腐蚀性、和韧性。出现在L-6\AUS-6和AUS-8中。
硅（Silicon）
有助于增强强度。和锰一样，硅在钢的生产过程中用于保持钢材的强度。
钨（Tungsten）
增强抗磨损性。将钨和适当比例的铬或锰混合用于制造高速钢。在高速钢M-2中就含有大量的钨。
钒（Vanadium）
增强抗磨损能力和延展性。一种钒的碳化物用于制造条纹钢。在许多种钢材中都含有钒，其中M-2，Vascowear，CPM T440V和420VA含有大量的钒。而BG-42与ATS-34最大的不同就是前者含有钒。

二、碳合金钢 (非不锈钢)
这 一类钢材是通常用于锻造的钢材。其实不锈钢也是可以锻造的(象 Sean McWilliams 就锻造不锈钢), 但非常困难。另外，同一块碳钢可以用经由分段冶炼方法来获得非常坚硬的刃端和坚韧而具弹性的背端，而不锈钢不可以这样冶炼。当然，在不同程度上碳钢比不锈 钢容易生锈，也比使用不锈钢风险大 -- 但我相信，只要热处理方法正确，下面举出的所有的钢材都相当不错。
在 AISI 钢材命名系统中，10xx 是碳钢，其他的则是合金钢，例如，50xx 系列是铬钢。在 SAE 命名系统中，带有字符标示的 (例如, W-2, A-2) 是工具钢。另外还有ASM 命名系统，但它在刀具界中很少被提及，所以在这里我们可以忽略它。通常在钢材名称中的最后一个数字即为该种钢材的含碳量，如1095 约含0.95%的碳，52100 约含1.0% 的碳，而 5160 则约含0.60% 的碳。
O-1
这是一种应用得很广泛的优秀钢材，用作刃材可加工出非常坚韧和可深度打磨的刀刃，但它容易生锈。Randall刀具和Mad Dog都用0-1。
W-2
这种钢材由于含有0.2%的钒，因此可用于加工相当坚韧和可打磨的刀刃。大部分锉刀都用W-1，一种与 W-2 很相似的钢材，只是W-1不含钒。
10-系列 -- 1095 (1084, 1070, 1060, 1050, 等等)
在刀具业中，1095是被用得最广泛的 10-系列钢材。 按从 1095 - 1050 排序，总地来说，含碳量从高到低，可达到的打磨度也从高到低，但坚韧性却从低到高到最高。
同 样的，按从 1060 - 1050 排序通常适应于制剑业。而对刀来说，1095是一种很“标准”的碳钢材料，性能良好而且成本不贵，具有适当的坚韧度和打磨度。这是一种较单纯的钢材，容易 生锈，仅含有两种合金成分：0.95%的碳和0.4%的锰。KABAR系列通常使用1095，再加上黑色涂层。
碳V
碳V 是一个Cold Steel （冷钢公司）专用的术语，它并不一定是指某种特殊的钢材，确切地说，它指Cold Steel 采用的任何一种钢材，代表着他们不断选用不同钢材来制造刀具的历程。以我之见，碳V 的性能大致在1095系列和O-1系列之间，抗锈能力和 O-1 差不多。我曾听人说碳V就是O-1或1095，现在我知道它们当然是不同的。很多业界人士坚持说它是 0170-6，而有rec.knives的读者作过粗略实验后，好象指出它是50100-B，其实 50100-B 和 0170-6 是同一种钢材（见下文）。这就是今天的碳V的情况。
0170-6 和 50100-B
同一种钢材却有不同的名称：0170-6 是炼钢业的叫法，而50100-B 是 AISI 的命名。这是一种很不错的铬-钒钢，有点象 O-1，但比0-1便宜得多。刚去世的 Blackjack 曾用O170-6制造过一些刀。碳V 可能就是0170-6。 50100基本上是52100，但铬含量只有52100的1/3。 而50100-B中的B 表示这种钢材加入了钒，是铬-钒钢。
A-2
A-2是一种非常优秀的压缩钢材，以很好的坚韧性和打磨度而著名。因 为是压缩钢，所以不能指望它可以进行分段冶炼，突出的坚韧性使其常常作为生产战斗刀具的首选。Chris Reeve 和Phil Hartsfield 都采用 A-2，而 Blackjack的几款刀也是用的A-2。
L-6
L-6是一种锯齿钢材，坚韧度和打磨度都很好，但容易生锈。和0-1一样，L-6是锻工的最爱。如果你不计较成本，这是制刀的最好选择之一，尤其是坚韧性要求高的刀具。
M-2
一种高速钢，可以承受很高的温度，所以被运用在高温下的切割工作中。可以达到非常优秀的打磨度。它的坚韧程度当然比不上那些以坚韧而出名的钢材，但比不锈钢好，打磨度也胜过不锈钢。Benchmade 在AFCK系列中开始用到M-2。
5160
一种很普遍的高端钢材，主要是一种简单的弹簧钢加入铬来增强硬度，具有很好的打磨度。但其更广为人知的是杰出的坚韧性（象L-6一样）。通常被用于制造剑类（硬度低于50s RC）和使用强度大的刀具（最高硬度大于60s RC）。
52100
52100是一种滚轴钢材，只被锻工们使用。它和5160很近似， (但52100约含有 1% 碳，而5160 约含有0.60%碳)，比5160的打磨度好， 但不如5160坚韧。常被用于制造猎刀和其他打磨度要求高而坚韧度要求不似5160那么高的刀具。
D-2
D-2 有时被叫作“半不锈钢”，含铬量较高（12%），但不到不锈钢的程度。它比上面提到的碳钢的抗锈性都好，也有很优秀的打磨度，但坚韧度不如前述碳钢，也不能达到完美的表面处理度。Bob Dozier 爱用D-2。
Vascowear
一种很难找到的高钒钢材，加工非常困难，但抗磨损性出奇地好。未用于产品化刀具生产。

三、"不锈钢" 钢材
首先，请记住，所有的钢材都会生锈，但是下面这些钢材由于含有高于13% 的铬，所以具有比上面提到的钢材高得多的抗锈能力。我要指出的是并没有一致的标准来规定钢材需要含多少铬才能被认为是不锈钢。在刀具界，实际上规定为 13%，但ASM金属手册说“大于10%”，而另一些书记录又不同。另外，其他合金元素的含量对含铬量要求的影响很大，如果使用的合金得当，即使含铬量较 低也能达到“不锈钢”品质。 420
比440系列低的碳含量(<.5%)使420非常柔软，不能打磨。通常用于潜水刀，因为它抗锈能力非常好，可以在盐水中使用。也被用于生产低成本刀具，但其过于柔软，不能用于日常实用刀具。
440 A - 440 B - 440C
含 碳量和硬度由A-B-C逐次增加（A-0.75%，B-0.9%，C-1.2%）。 440C 是一种很优秀的高端不锈钢，硬度通常达到56-58 Rc。这三种钢材的抗锈能力都不错，440A最好，而440C相比最低。SOG SEAL 2000用的是440A，Randall 用440B 来生产他们的不锈钢刀具。 440C 用的非常普遍，可能是第二最常用的不锈钢（仅次于ATS-34）。如果你的刀标有“440”，那么它很可能比440A便宜；如果厂商用更贵的440C，他 们会很愿意宣传这一点。普遍感觉440A对于日常使用来说刚刚好，尤其是经过优质热处理的440A（我们听说SOG的440A热处理很受好评，不知道他们 请谁来做这个）。440B更加结实，而440C是优秀的。
425M - 12C27
这两种钢材都和440A很相似，425M (含碳0.5% )被用到Buck刀具中。12C27 (含碳0.6%)是一款斯堪迪那维亚钢材，经常被Finish Puukkos和Norwegian Knives选用。
AUS-6 - AUS-8 - AUS-10 (AKA 6A 8A 10A)
日 本不锈钢材，大略与440A (AUS-6, 含碳0.65%)、 440B (AUS-8, 含碳0.75%)、440C (AUS-10, 含碳1.1% )相似。 AUS-6 被用来制造 Al Mar；Cold Steel使用 AUS-8，从而使这种钢材变得很普遍，CS的热处理方法使AUS-8的打磨度不如ATS-34，但也使它更柔软，或许也更坚韧。AUS-10 的含碳量近似于440C，但是含铬量降低，因此抗锈能力也相应下降，不过也增强了坚韧性。这三种钢材都加入了钒（这是440系列没有的），因此增加了抗磨 损能力。
GIN-1 （AKA G-2）
一种很好的不锈钢，含碳量略低，含铬量略高，而钼含量比ATS-34低。经常被 Spyderco选用。
ATS-34 - 154-CM
目前最热的高端不锈钢。154-CM是最初的美洲版本，但很长时间达不到高端制刀业期望的生产标准，所以未被广泛使用，最新爆出的消息说高品质的154-CM会卷土重来。
ATS-34 是一种日本日立的产品，它和154-CM非常、非常相似，是顶级高质不锈钢。
通常硬度约为 60 Rc，打磨度非常好，即使硬度如此高仍然具有足够的坚韧度。抗锈能力不如前面提到的400系列。很多定制手工刀匠使用ATS-34，Spyderco (在他们的高端产品刀) 和 Benchmade 等众多知名厂商都选用它。
ATS-55
和ATS -34很相似，但去掉钼，加入了其他一些元素。目前对这种钢材所知不多，但它看起来具有似乎是保留了ATS-34的优秀打磨度并增加了坚韧性。钼是高速钢 生产中一种昂贵而有用的元素，而刀锋并不需要用到高速钢，所以去掉钼可以大幅度降低钢材成本，且仍然保持了ATS-34的特性。Spyderco 选用这种钢材。
BG-42
Bob Loveless 最近宣称他从ATS-34转向这种钢材。留神，这是个征兆。BG-42 在某种程度上与ATS-34近似，而有两个最大的不同之处: BG-42有两倍于ATS-34的锰含量，和1.2%的钒含量 (ATS-34不含钒), 所以可知它比ATS-34的打磨度更好。Chris Reeves 在生产Sebenzas时，也从 ATS-34 转向了 BG-42。
CPM T440V - CPM T420V
两 种具高打磨度的钢材 (高于 ATS-34)，但很难把打磨度放到第一位来考虑。 这两种钢材都含有高量的钒。Spyderco 都至少有一款 CPM T440V型号。手工刀匠 Sean McWilliams 是440V迷。要想使这种钢材变得锋利有点困难，——同样的，也别指望ATS-34能很坚韧——取决于热处理情况。 420V 是 CPM 440V的变种，含铬量较低，而含钒量加倍，抗磨损能力更高，或许比440V的坚韧度也更高。
400 系列不锈钢
在Cold Steel 转而选用 AUS-8之前，他们的很多不锈钢产品都是用"400 系列不锈钢"制造的。其他刀具厂商正开始使用这个系列钢材。那么，什么是“400 系列不锈钢”? 我一直假设它是 440-A，但也不排除厂商使用的其他4xx钢材，象420 或 425M，并统称为 400 系列不锈钢。

四、制刀用的非钢材料
钴-斯泰利特硬质合金6K
是一种具有很好抗磨损性的弹性材料，实际上其抗腐蚀性也很好。斯泰利特硬质合金6K是一种钴合金，有时可以看到其被使用在刀具中。 David Boye 在他的潜水刀中使用钴。
钛
新的钛合金可以达到50 Rc的硬度，而即使在这种硬度下，仍保持可用的打磨度。它极度抗锈，无磁性。常被用于生产高级而昂贵的潜水刀，因为SEALs特种部队用这种潜水刀来在磁性引爆雷区行动。另外特种用途刀具也用到钛。Tygrys用将钛作为钢质刀锋的中间夹层。
陶瓷
很 多刀具都提供陶瓷刀刃型号。通常，这种刀刃都非常非常易碎，也不可以由用户自行打磨；但是，它们可以制造出非常锋利的刀锋。Boker 和 Kyocera 用这种陶瓷来生产刀具；Kevin McClung 最近开发出比以前的陶瓷坚韧得多的混合陶瓷刀具，其坚韧程度可以胜任很多工作，可由用户自行打磨，且其打磨度难以置信地好。返回

刀具的保养与打磨 返回

任 何时候都要保证清洁和润滑要创造一种具较好切割能力又不生锈的钢材是一种特殊的挑战。尽管大多数知名刀具厂商均采用优秀不锈钢，但如果没有好的保养，这些 刀仍然会生锈，这不是工厂的质量问题。通常钢材中含碳量高会增加切割能力，即锋利性，但同时会降低抗锈性。当在盐水或潮湿的环境下使用刀具时，一定要注意 防锈：如有锈斑出现一定要注意及时用金属防锈剂擦拭；如在海水或盐水中用过要及时在清水中冲洗干净，将刀具完全甩干涂上润滑油或硅油，越全面越好。为了保 证安全使用，要注意摩擦部分，最好是用牙签清理污垢和用热水溶掉不易清理的污渍，然后在滴几滴润滑油，就可以保证轻松安全开关。
　 　永远保持刀刃锋利 刀越钝则越不安全，越懒磨刀，刀就越难磨。锋利的刀刃，可以顺利的切割，保持锋利并不难，根据你的刀具所要求的磨刀角度，采用质量较好的磨刀器打磨或送回 经销商处免费打磨。比较好的磨刀器品牌有LANSKY、蜘蛛、钻石、单价较高。你也可以选用数十元的便于携式卡式磨刀器。通常磨刀角度在15-25之间， 一些高档刀具均有磨刀角度说明。请勿从背面打磨带齿刀刃，最好用齿刃磨刀器。打磨时要两面同样次数，保持同样角度。

　　使用打磨钢是一种很好的保养刀具的方法，尤其对厨刀等使用频繁的直柄刀具而言是这样的。经常使用可以保持刀刃锋利。专家们建议，应该在频繁使用刀具的时期经常打磨，至少在你每次使用前后打磨一次。事实上，打磨钢并不是真的将刀刃磨利，而是校正和清理刀具的刃缘。

　 　一个最基本的打磨钢是一根带柄的金属杆，上面分布着直条的细沟。而更好的打磨钢经过磁化处理，能吸引刀具的分子使之重新排列成一条直线。刀具和打磨钢摩 擦后，可以得到矫正，并能够去掉一些细微的划痕。未经磁化的陶瓷打磨钢同样有此功效。而钻石打磨钢也正作为一种新的潮流在厨具界流行起来，其表面覆盖着一 层单晶体钻石，它具有和传统打磨钢同样好的效果，但比传统打磨钢更加耐用，更加轻便，打磨速度也更快。

　　使用打磨钢时，将刀锋以20 度角接触打磨钢的顶端，然后轻轻地将整个刀锋沿划过整条打磨钢至底部，就好象正用刀切下一片打磨钢似的。每次正、反各一次交替打磨，使刀锋两面能被打磨均 匀。一种简单方法可以判断是否已打磨好刀具：用拇指分别沿着刀锋两面轻轻摸过，如果两面的感觉是一样的，则说明你已经打磨好了。如果某一面摸上去比另一面 略为粗糙，那么轻轻地将这一面再打磨，每打磨一次在对比，直到两面感觉一样为止。
　　用天然磨石打磨刀具 首先我们列出可以用于打磨的天然磨石种类以及它们的粒度当量（研磨能力）：瓦仕塔石（Washita Stone） - 外观象大理石，其粒度当量为300-350。很好的起始打磨石，可以去处小划痕，并形成斜面轮廓。硬阿肯色石（Hard Arkansas） - 白色或浅灰色，其粒度当量为500-600。用于打磨最后时使边缘完美。黑硬阿肯色（BlackHardArkansas） - 黑色或暗灰色，其粒度当量通常为800-1000. 非常好的磨光石，可以用来打磨如剃刀般锋利的刀锋。多年以来，这种石材几乎被采掘殆尽，只有很少些地方还出产这种石材。一般磨刀并不需要这种石材，最初只 有使用折叠剃刀的人才爱用它来磨刀。

　　一般来说，我们选择一块瓦仕塔石和一块硬阿肯色石来作天然磨石，磨石的尺寸取决于刀锋的长度。例如：便携刀 - 3-5" 长的磨石 猎刀 - 4-8" 长的磨石 厨刀 - 6-8" 长的磨石。

　 　使用磨刀油可以防止细小的金属屑嵌入磨石中，不要使用普通的润滑油，它会堵塞磨石的凹孔。磨刀时刀刃与磨石接触的角度是最不易掌握的部分。将刀平放在磨 刀石上，然后慢慢抬起刀背，直到刀刃的斜面与磨刀石表面平行，如果抬得太高会磨钝刀锋，而太低则打磨不到刀锋，可以尝试一下以20度角度来打磨。打磨时，应该在磨石上覆盖大量的磨刀油，不能干磨，因为金属屑会被刮下嵌入磨石表面，损害磨石和刀锋。

　　用瓦仕塔磨石开始粗打磨，将刀锋向着磨石表面，而刀背面向你自己，并使刀面与磨石表面成20 度角，然后向前推动刀，好象你正想从磨石前端削下一小片一样。重复从下到上这个动作2-3次，然后反转刀使刀锋面向你自己，再以刀面与磨石表面成20度 角，打磨相同的次数。要注意两面打磨的次数应该相同。当这个打磨过程完成后，就可以获得一条清晰的斜面线，这样就准备进入最后的精细打磨过程了。我们用硬 阿肯色磨石来进行精细打磨，同样地，需要在磨石表面涂上大量的磨刀油，重复粗打磨的动作，直到你得到你所期望的锋利程度，这样打磨就完成了。

　 　请注意，每次打磨后都要将磨石用布擦干净，而每一年，你都应该用特殊的溶液和钢丝刷彻底清洗一次磨石，使石上的凹穴畅通清洁。切记：钝刀更危险！事实上 一把刀锋完美锋利的刀比钝刀更加安全，因为它切割容易，不需要你使出大力或工作时看上去笨手笨脚，也更加有效率。无论多么昂贵精美的刀具都不可能自行保持 锋利，所以你必须周期性地打磨和保养刀锋使其始终在最佳状态。

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硬度換算公式www.tool-tool.com

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1.肖氏硬度(HS)=勃式硬度(BHN)/10+12
2.肖式硬度(HS)=洛式硬度(HRC)+15
3.勃式硬度(BHN)= 洛克式硬度(HV)
4.洛式硬度(HRC)= 勃式硬度(BHN)/10-3
　
硬度測定範圍:
HS<100
HB<500
HRC<70
HV<1300
(80~88)HRA, (85~95)HRB, (20~70)HRC

洛氏硬度中HRA、HRB、HRC等中的A、B、C为三种不同的标准，称为标尺A、标尺B、标尺C。
洛氏硬度试验是现今所使用的几种普通压痕硬度试验之一，三种标尺的初始压力均为98.07N(合10kgf)，最后根据压痕深度计算硬度值。标尺A使用的是球锥菱形压头，然后加压至588.4N(合60kgf)；标尺B使用的是直径为1.588mm(1/16英寸)的钢球作为压头，然后加压至980.7N(合100kgf)；而标尺C使用与标尺A相同的球锥菱形作为压头，但加压后的力是1471N(合150kgf)。因此标尺B适用相对较软的材料，而标尺C适用较硬的材料。
实践证明，金属材料的各种硬度值之间，硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的，材料的强度越高，塑性变形抗力越高，硬度值也就越高。但各种材料的换算关系并不一致。
硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

1.布氏硬度(HB)
以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。
2.洛氏硬度(HR)
当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示：
HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。
HRB：是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。
HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。
3 维氏硬度(HV)
以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度HV值(kgf/mm2)。
HK=139.54·P/L2。式中：HK－努普硬度，Mpa；P－荷重，kg；L－凹坑对角线长度，mm。我国和欧洲各国采用维氏硬度，美国则采用努普硬度。兆帕（MPa）是显微硬度的法定计量单位，而kg/mm2是以前常用的硬度计算单位。它们之间的换算公式为1kg/mm2=9.80665Mpa。

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用于加工回转外表面的可转位拉刀设计www.tool-tool.com

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拉刀是一种高精度、高效率的多齿刀具，可用于加工各种形状的内、外表面。其中，硬质合金可转位拉刀具有切削效率高、使用寿命长等特点，其应用日趋广泛。本文以曲轴加工为例，介绍用于加工外回转表面的硬质合金可转位拉刀的工作原理、设计特点以及拉刀角度的设计要点。

　　1 拉刀的工作原理

图1 拉刀加工原理示意图

　　采用拉削方式加工回转体外表面时，拉刀工作原理如图1 所示。加工时，工件固定在夹具上随主轴一起高速旋转，拉刀沿工件圆周切线方向作直线进给 运动。拉刀的每个刀齿均可看作一把切向成形车刀。由于拉刀各刀齿的切削刃与拉刀支撑平面的距离各不相同，当各刀齿依次切入工件时，从切削刃到工件轴线的最 小距离也逐齿变化，从而决定了各刀齿切除金属层的厚度。拉刀可在一次工作行程中完成粗、半精和精加工，且每一加工阶段可安排不同的加工余量。由于工件的径 向尺寸由刀具安装位置决定，与进给运动的时间无关，因此加工精度易于保证。

　　2 拉刀的设计特点

　　加工具有复杂廓形的外表面时，通常将拉刀设计为组合式，即将若干把拉刀安装在一个刀体上，使其分别加工同一零件的各部分表面。组合拉刀中的各把拉刀既可同时工作也可顺次工作。

　　设计组合拉刀时，首先需将待加工表面廓形划分成若干简单的单元。为使加工每一单元的拉刀设计最简化，同时又能提高拉削效率和缩短拉刀长度，在廓 形分段及拉刀配置时应考虑尽可能让几把拉刀同时参与工作，但这样往往会造成拉刀结构过于复杂、拉刀及其紧固件布置困难、拉床过载、零件加工时变形过大、排 屑困难等问题，因此在多数情况下最好采用同时加工与顺次加工相结合的方式来安排拉刀位置，合理拉削复杂表面。例如在图2所示的加工曲轴用组合拉刀结构中， 布置在前面两侧的多排刀片可同时加工曲轴两侧板面，布置在后面的三排刀片则用于加工连杆轴颈表面。

图2 加工曲轴用组合拉刀结构示意图

1.楔块 2.螺钉 3.可转位刀片 4.内六角螺钉 5.刀垫 6.长刀座
图3 组合拉刀中可转位刀片的夹固方式

　　采用硬质合金可转位刀片的拉刀可大大提高拉削效率和刀具使用寿命。图3所示为加工曲轴用组合拉刀中可转位刀片的夹固方式。在长刀座6上顺次布置 了若干刀槽，为满足齿升量的不同要求，各刀槽的底面高度尺寸各不相同。在刀槽中装入刀垫5并用内六角螺钉4紧固在长刀座上，可转位刀片3安放在刀垫上，利 用底面及两个侧面实现六点定位，并用楔块1和螺钉2夹紧固定。加工时，切削平面与工件的回转轴线相互平行。

　　由于可转位刀片的刃长较窄，而需加工的轴颈较宽，因此需将多个可转位刀片沿轴颈轴线方向并排布置，以达到轴颈宽度，两相邻刀片应在相交处的左右 各重叠一部分，以保证加工后不留刀痕。在设计组合拉刀时，其结构应能实现拉刀高度可调，以保证在加工复杂零件廓形时能获得所需加工精度。拉刀高度的调整通 常在装配新拉刀时进行，通过用厚度一致的垫片垫入刀座与进给滑台之间或采用可沿拉刀长度方向移动的专用调整楔铁均可实现拉刀高度调整。调整楔铁的斜角为 1°30´～2°，其长度应比拉刀总长大一个最大调节行程，其宽度等于拉刀底面宽度，楔铁上的紧固螺钉孔应做成长条形，其长度应大于楔铁的行程长度。

　　3 拉刀角度的设计要点

图4 刀具前、后角的变化关系

　　前角和后角

　　如图4所示，某一切削刃上的任意点从A点开始切削，在B点结束切削。在切削过程中，切削刃上任意点的工作前角和后角都在不断变化。现在讨论切削刃在直线段AB上的任意位置C点时(C 点位置可用半径R_i=OC和角度h来表示)垂直于工件轴线的剖面内的前角和后角。若忽略进给运动对工作基面和切削平面的影响，则切削平面P_se为通过C点切于圆周的平面，工作基面P_re为通过OC的轴向平面。前刀面与工作基面P_re之间的夹角为工作前角g_fe，后刀面与切削平面P_se之间的角度为工作后角a_fe；g_f和a_f分别为标注前角和后角，h为工作角度与标注角度的变化值，即

　　g_fe=g_f-h

　　a_fe=a_f+h

　　当切削刃上C点从位置A向位置B移动时，h由A点上的最大值变化到B点上的0°。h的最大值的计算关系式为

　　cosh=r/(r+f_z)

　　式中：r——经该刀齿加工后的零件半径

　　f_z——齿升量

　　通过以上分析可知，在切削过程中，前角g_fe减小，后角a_fe增大。随着齿升量f_z的增大，切削时前、后角的变化幅度也随之增大，刀具的切削能力反而下降。因此，为了避免前、后角变化范围过大，齿升量的取值不应过大。在拉刀设计中，标注后角af应取较小值(一般为2°左右)，而标注前角g_f的取值可适当大一些。

　　刃倾角l_s

　　为使切削刃在切削时逐渐切入和切离工件，使切削过程平稳，排屑顺利，获得较高加工质量，在安装刀片时应使切削刃与工件轴线间有一偏斜角(即刃倾角l_s) ，但设计时应注意，刃倾角l_s必须小于所选刀片的法向后角，以保证合理的副刃后角。

图5 刀具的副偏角kr´

　　副偏角kr´

　　若选用正方形的可转位刀片，对于加工两侧板面的拉刀部分，可将刀片倾斜1°～2°，形成副偏角kr´(如图5a所 示)，以减小副切削刃与侧板面之间的摩擦。虽然此时主切削刃相对于工件轴线也倾斜了一个角度kr´，但因该部分的外圆表面加工精度要求较低，因此完全可以 达到工艺要求。对于加工曲轴轴颈的拉刀部分，两侧边的刀片可选用平行四边形刀片，以获得副偏角kr´(如图5b所示)。

　　4 结语

　　加工回转外表面的硬质合金可转位拉刀同时具有普通拉刀、切向成形车刀和可转位刀具的综合特点，其设计、制造难度较大，成本较高。但这种刀具切削效率高，加工质量好，使用寿命长，在批量生产时能产生显著的经济效果，对于推进可转位式复杂刀具的国产化将起到积极作用。

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