時間：2022-11-20 04:21:35
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇合金工藝論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：鋁合金；滲透探傷；無損檢測；影響
中圖分類號：TG115 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
滲透探傷是五種無損檢測方法中對非磁性材料表面進(jìn)行探傷的方法。目前已經(jīng)在生產(chǎn)和檢驗(yàn)中廣泛應(yīng)用，該技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的較為成熟。滲透探傷可以將滲透劑最大限度深入到鋁合金工件表面開口的缺陷中，讓檢測人員清晰的識別出工件缺陷。
1 滲透探傷發(fā)展概況
滲透探傷可以有效的對鋁合金工件進(jìn)行表面缺損檢測，雖然檢測結(jié)果具有可靠性和全面性，但是避免不了受到一些因素的影響如操作方式不當(dāng)或滲透探傷劑性能不好等。因此鋁合金工件的滲透探傷的研究包括滲透探傷劑的研究以及相關(guān)操作工藝的改進(jìn)等。
1.1滲透探傷劑
工業(yè)中最早使用的滲透劑是未添加染料的干粉顯象著色法。到了三十年代初期使用熒光滲透探傷法，同樣是不添加熒光染料的干粉顯象法。但是這兩種滲透劑的靈敏度比較低，已經(jīng)無法滿足當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)的需求。
1.2滲透探傷操作工藝及標(biāo)準(zhǔn)
滲透探傷操作工藝對試驗(yàn)結(jié)果的依賴性較強(qiáng)，而在理論支撐上比較匱乏。所以滲透探傷的發(fā)展過程實(shí)際上就是在不斷改進(jìn)和完善探傷工藝。最近二十年，國內(nèi)國外發(fā)表的有關(guān)滲透探傷工藝方法方面的論文占滲透探傷論文綜述的70%以上。
1.3滲透探傷理論概述
滲透探傷理論建立在多個學(xué)科基礎(chǔ)上，如化學(xué)、表面化學(xué)、物理和表面物理等學(xué)科。滲透探傷技術(shù)的發(fā)展，基本是直接使用與其相關(guān)學(xué)科的成果，但是這些學(xué)科已有的成果及理論，基本是定性說明，而滲透探傷不是單純的理論或?qū)W科，而是一門檢測技術(shù)，更加需要理論上的定量結(jié)果予以支持。因此滲透探傷理論的探究重點(diǎn)是顯象機(jī)理和滲透機(jī)理。
2 鋁合金工件滲透探傷的影響因素及解決措施
2.1溫度因素
2.1.1溫度對鋁合金工件滲透探傷的影響
鋁合金工件表面隨著溫度的升高會有一定程度的膨脹，依據(jù)是物體熱膨脹原理，因此溫度升高會使缺陷處膨脹，從而增大裂紋寬度、使開口變大，滲透劑的滲透能力也會隨之提高，特別是微細(xì)裂紋的反映會更加明顯。但是裂紋開口如果太寬，就會失去毛細(xì)作用對探傷效果有負(fù)面影響。而且工件溫度升高會使其表面的滲透劑溫度提高，從而下降滲透劑黏度、增加流動性，流動性增加后自然滲透能力隨之提高。另外，由于氣體平均動能只受溫度影響，因此工件溫度升高，會加劇裂紋中氣體分子的運(yùn)動強(qiáng)度，內(nèi)壓升高會使部分氣體排出。相反，如果溫度較低的滲透劑將裂紋開口封住，則內(nèi)部氣壓下降，負(fù)壓現(xiàn)象就會形成，也能提高滲透劑滲透能力。所以說溫度對滲透探傷的效果影響較大，根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明溫度過低時缺陷難以清晰的顯示。滲透探傷規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度范圍在15攝氏度到50攝氏度之間，但實(shí)際的溫度往往低于標(biāo)準(zhǔn)范圍，對滲透探傷效果有很大影響。
2.1.2解決方法
如果工件溫度低于15攝氏度（即標(biāo)準(zhǔn)范圍最低值），此時探傷不僅要執(zhí)行探傷標(biāo)準(zhǔn)，還需要在清洗后進(jìn)行烘干，然后再進(jìn)行滲透操作，這樣可以使工件溫度高于15攝氏度，以降低溫度對滲透探傷的負(fù)面影響。可以將工件溫度降低到溫度標(biāo)準(zhǔn)值最低值以下，對浸入工件表面缺陷內(nèi)的清洗液進(jìn)行清除，根據(jù)反復(fù)試驗(yàn)證明，使用這種方法其裂紋顯示最清晰的情況下，溫度為-6攝氏度。
2.2油脂影響
2.2.1油脂對鋁合金工件滲透探傷的影響
毛細(xì)現(xiàn)象為鋁合金工件滲透探傷提供物理基礎(chǔ)，但是如果工件經(jīng)常處在油脂中，那么缺陷位置就很可能浸入一些油脂，從而形成堵塞。常用的清理方法無法將缺陷中的油脂清除干凈，這就會阻礙滲透劑的浸入，從而影響工件滲透探傷結(jié)果。在清洗中如果方法不當(dāng)，也會在工件表面留下清洗液，由于清洗時間都較長，清洗液也會一定程度浸入到工件表面缺陷中，從而對滲透劑浸入造成影響，導(dǎo)致最終滲透探傷結(jié)果不夠精準(zhǔn)。
2.2.2解決方法
如果要進(jìn)行滲透探傷的鋁合金工件長期處于油脂環(huán)境中，可以利用溶劑型清洗法或蒸汽法進(jìn)行清理，而且要在鋁合金工件表面形成加溫區(qū)域，溫度在110攝氏度左右，這樣可使缺陷干燥，對克服缺陷的堵塞有力，提升滲透探傷的精準(zhǔn)度。將長期浸油的工件試樣經(jīng)過上述方法的處理，探傷后裂紋可以清晰的顯示出來。
3 鋁合金工件滲透探傷過程的安全問題
滲透探傷劑基本是由多種化學(xué)物品制成，這些化學(xué)物品會具有一定程度的揮發(fā)性、刺激性、毒性和易燃性，有可能會引發(fā)爆炸。因此為了確保工作人員的身體安全，進(jìn)行滲透探傷的場地要求有齊全的防火、防毒和通風(fēng)設(shè)備。在進(jìn)行滲透探傷時不僅要確保保持良好通風(fēng)，加強(qiáng)防火防爆措施，操作人員也盡可能佩戴防毒面具，避免有毒害氣體或滲透劑被吸入。另外，滲透探傷過程中使用的清洗劑的潤濕作用和油脂溶解作用能力都很強(qiáng)，如果長時間接觸會使皮膚變紅、粗糙、裂開，甚至被灼傷或患上皮膚病，因此對清洗劑要進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)，堅(jiān)決杜絕使用劣質(zhì)產(chǎn)品，同時對操作人員的操作規(guī)程嚴(yán)格規(guī)范，盡量杜絕一切不正當(dāng)操作。
結(jié)語
在實(shí)際鋁合金工件的滲透探傷過程中會遇到更多問題，需要有關(guān)部門結(jié)合鋁合金工件特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析，并采取一定措施避免或降低影響。滲透探傷劑是探傷過程中的重要決定因素，因此日后對鋁合金滲透探傷的探究要更加重視滲透探傷劑的研制。另外，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，要實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動化滲透探傷的實(shí)現(xiàn)，以此降低人為誤差，提高鋁合金滲透探傷的可靠性。
參考文獻(xiàn)
[1]周嘉梁.關(guān)于鋁合金零件滲透探傷時應(yīng)注意的問題，陜西省機(jī)械工程學(xué)會2008.
關(guān)鍵詞：
《金屬材料學(xué)》是材料科學(xué)與工程專業(yè)無機(jī)材料方向?qū)W生的一門專業(yè)選修課。通過教學(xué)使學(xué)生掌握金屬材料基礎(chǔ)理論方面的初步知識，并具有合理選用金屬材料、正確選定熱處理工藝方法、妥善安排工藝路線的初步能力，以完善學(xué)生的專業(yè)知識結(jié)構(gòu)。作者通過一個學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，獲得了不少的體會。
本課程內(nèi)容主要分為三部分：金屬材料基礎(chǔ)理論方面的基本知識；新型金屬材料及其新進(jìn)展(新型金屬及其合金材料、新型金屬及其合金材料的制備方法)。課程要求掌握金屬材料基礎(chǔ)理論方面的初步知識，了解材料的成分、內(nèi)部組織、熱處理工藝與性能之間的內(nèi)在規(guī)律。
本課程的特點(diǎn)是理論性敘述多，計(jì)算內(nèi)容少，同時與其它課程如材料科學(xué)基礎(chǔ)、熱處理、材料力學(xué)性能、材料分析技術(shù)等課程緊密相關(guān)。在理論教學(xué)過程中，要重點(diǎn)突出。以不同金屬材料的成分（合金化）、工藝、組織結(jié)構(gòu)、性能與應(yīng)用為主線講解，對課程內(nèi)容進(jìn)行整合。注重教學(xué)方法及教學(xué)手段的改進(jìn)，注重培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。具體做法如下：
1、理論教學(xué)過程中強(qiáng)調(diào)抓主線，始終以材料科學(xué)研究的五大要素成分、組織、工藝、性能與應(yīng)用為主線講解，使學(xué)生在看似抽象、復(fù)雜、枯燥的內(nèi)容中尋找到其內(nèi)在、本質(zhì)的規(guī)律。
2、采用啟發(fā)式、互動式的教學(xué)法，針對不同的課程內(nèi)容，采取多種形式的啟發(fā)式、互動式的教學(xué)，課堂討論、提問，學(xué)生自學(xué)等方式，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。
3、采用項(xiàng)目教學(xué)法，讓學(xué)生分成若干學(xué)習(xí)小組，對書中的某些章節(jié)分成一個個小項(xiàng)目，進(jìn)行個人自學(xué)（做筆記）、小組討論與備課，同時各組自己制作多媒體課件，由小組長或小組推薦人上臺講課，講完后其它同學(xué)和教師共同提問，由該學(xué)習(xí)小組同學(xué)做答，考察其各方面情況；最后由主講老師對本知識章節(jié)進(jìn)行課程總結(jié)，對同學(xué)的表現(xiàn)進(jìn)行評估。
4、結(jié)合認(rèn)識實(shí)習(xí)到工廠參觀，使課程的相關(guān)內(nèi)容具體化，講述目前國內(nèi)鋼鐵企業(yè)的一些生產(chǎn)線，將現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)型板材的生產(chǎn)流程演示給同學(xué)，使同學(xué)能夠?qū)⑸a(chǎn)流程中的鋼鐵冶煉、精煉、連鑄、控制軋制與控制冷卻、校直、熱處理等與材料學(xué)科中的成分、工藝、組織、產(chǎn)品性能及應(yīng)用相結(jié)合。
5、利用學(xué)校提供的多媒體教學(xué)設(shè)備，制作多媒體教學(xué)軟件進(jìn)行教學(xué)。運(yùn)用多媒體，給學(xué)生提供了豐富的感性認(rèn)識，也使課堂教學(xué)目的完成、教學(xué)難點(diǎn)的突破更省時、更省力、更有效。但多媒體教學(xué)也不是萬能的，它既有它的優(yōu)點(diǎn)也有它的缺點(diǎn)。根據(jù)教學(xué)目的和學(xué)生的實(shí)際，采用合適的多媒體與板書結(jié)合的方式，構(gòu)建問題情境，設(shè)計(jì)符合學(xué)生自學(xué)規(guī)律的教學(xué)過程，安排必要的練習(xí)，指導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立地進(jìn)行探索，以逐步提高他們的自學(xué)能力。比如在講述合金相圖的時候，利用多媒體圖片，可以很直觀的表示合金凝固的相變過程，這對于促進(jìn)學(xué)生的理解很有好處，能獲得較好的教學(xué)效果。
6、改進(jìn)成績評定方法，分?jǐn)?shù)是學(xué)生的命根，怎樣對學(xué)生進(jìn)行考核是教學(xué)環(huán)節(jié)的重要一環(huán)，如果采取傳統(tǒng)的閉卷考試的方式，學(xué)生必然要對所學(xué)內(nèi)容死記硬背，考完以后就忘得一干二凈，這樣的考核不利于培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)課程，又沒有培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的自覺性， 針對這些弊病， 考核方法采取小論文和答辯的形式，要求學(xué)生根據(jù)課程內(nèi)容查閱相關(guān)文獻(xiàn)，經(jīng)過重新組織，以小論文的方式闡述自己學(xué)習(xí)該課程后的心得體會，并進(jìn)行課堂答辯，以此考察學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、學(xué)習(xí)積極性及學(xué)習(xí)主動性。
總之，只要教師和學(xué)生共同努力， 在教學(xué)過程師生互動，改變傳統(tǒng)的滿堂灌的教學(xué)方法，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，在教學(xué)過程中注意培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，用新穎的教學(xué)方式和前沿的知識引導(dǎo)他們自覺去探求新的知識， 增強(qiáng)他們學(xué)習(xí)的興趣，一定可以將《金屬材料學(xué)》這門課程，變成具有吸引力的課程。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：機(jī)械產(chǎn)品；企業(yè)創(chuàng)造；產(chǎn)品精度；車刀；安裝條件
隨著經(jīng)濟(jì)全球化，企業(yè)發(fā)展產(chǎn)業(yè)、管理理念及技術(shù)也開始轉(zhuǎn)化和升級，對于制造企業(yè)的技術(shù)升級而言，這對一個機(jī)械制造企業(yè)良性發(fā)展中起到非常重要的作用。由于我國市場經(jīng)濟(jì)體制發(fā)展還不夠完善，近幾年，我國企業(yè)內(nèi)部管理缺少必要的監(jiān)督，對此，為提高制造企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，一方面就好似要加強(qiáng)內(nèi)部控制管理制度，另一方面就是改進(jìn)機(jī)械制造技術(shù)。本文結(jié)合車工和零件加工工藝設(shè)計(jì)方面上的因素，對車刀零件工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行一個全新詳細(xì)的描述。
1.車刀及其安裝
車床在機(jī)械制造行業(yè)中是一個不能缺少的一個機(jī)械，他往往是應(yīng)用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動以及刀具上的直線運(yùn)動對其進(jìn)行加工，同時在其功能利用上，能夠切削非常多種類，一般按其內(nèi)容來講，可以為車端面、鉸孔等，其中在金屬切削上，車床應(yīng)用是最多的。
1.1車刀
對刀具材料的基本要求。在切削加工時，刀具切削部分與切屑、工件相互接觸的表面上成上承受了很大的壓力和強(qiáng)烈的摩擦，刀具在高溫下進(jìn)行切削的同時，還承受著切削力、沖擊和振動，因此要求刀具切削部分的材料具備以下性能：一是硬度要求，刀具材料必須具有高于工件材料的硬度，常溫硬度在HRC60以下。二是耐磨性要求，耐磨性表示刀具抵抗磨損的能力，通常刀具材料的硬度越高耐磨性越好；材料中硬質(zhì)點(diǎn)的硬度越高，數(shù)量越多，顆粒越小，分布越均勻，則耐磨性越好。三是足夠的強(qiáng)度和韌性，為了承受切削力、沖擊和振動，刀具材料應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和韌性，一般用抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性值表示。
此外，在選用刀具材料時，還要考慮經(jīng)濟(jì)性，經(jīng)濟(jì)性差的刀具材料難以推廣使用。刀具材料種類很多，常用的有碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金鋼、陶瓷、金剛石和立方氮化硼等。碳素工具鋼和合金工具鋼，因其耐熱性較差，僅用于低速手工工具。陶瓷、金剛石和立方氮化硼則由于性質(zhì)脆、工藝性差及價格昂貴等原因，目前只在較小的范圍內(nèi)使用。當(dāng)今，用得最多的刀具材料為高速鋼和硬質(zhì)合金剛。
1.2車刀的安裝
車刀使用時必須正確安裝，其基本要求有以下幾點(diǎn)：
一是車刀不能伸出刀架太長，否則，切削時刀桿剛性減弱，容易產(chǎn)生振動，使車出來的工件表面不光潔，甚至?xí)管嚨稉p壞。車刀伸出的長度，一般以不超過刀桿厚度的1～1.5倍為宜。車刀下面的墊片要平整潔凈，墊片應(yīng)與刀架對齊，而且墊片的量應(yīng)盡量少些，以防止振動。
二是車刀的刀尖應(yīng)對準(zhǔn)工件中心。刀尖高于工件中心，會使車刀的實(shí)際后角減小，車刀后面與工件之間的摩擦增大；刀尖低于工件中心，會使車刀的實(shí)際前角減小，切削不順利。要使車刀迅速對準(zhǔn)工件中心可用下列方法：一是根據(jù)尾座頂尖的高度把車刀對準(zhǔn)；二是根據(jù)車床的主軸中心高，用鋼尺測量裝到。
2.車外圓及安裝
圓柱形表面是構(gòu)成各種機(jī)器零件形狀的基本表面之一。例如：軸套筒等都是由大小不同的圓柱面組成的。
車削時，應(yīng)根據(jù)工件要求和切屑條件合理的選擇切屑深度、進(jìn)給量和切屑速度。這三個要素的選擇是否恰當(dāng)，對工件的加工質(zhì)量，刀具的耐用度和生產(chǎn)效率都有很重要的關(guān)系。
一般情況下，應(yīng)盡量先考慮較大的切屑深度ap，其次是選擇較大的進(jìn)給量f，最后才是考慮較高的切屑速度v，因?yàn)槿咧袑Φ毒吣陀枚鹊挠绊懸郧行忌疃萢p最小，而以切屑速度v最大。
切削速度的大小是根據(jù)刀具材料及其形狀、工件材料、進(jìn)給量和切削深度、冷卻液使用情況、車床動力和剛性、車削過程的實(shí)際情況等諸多因素來決定的。
同時在一般性的生產(chǎn)過程中，需要依據(jù)這些圖表法或者有選擇性的調(diào)查、明確這些切削速度，同時也能夠通過操作者的操作技能來判斷。在實(shí)際應(yīng)用中，往往會因?yàn)楦咚黉撥嚨叮淝邢鞯乃俣缺容^快，而起切屑的物質(zhì)顏色為白色或者黃色，在實(shí)際應(yīng)用過程中，同時由于選擇速度的變化不一樣，切刀的硬度不同，其切下來的切屑顏色、火花也會不同，通過這些因素來判斷其性能，對此，這是一個非常好的判斷方式。
目前，我國在機(jī)械制造的設(shè)計(jì)制造的能力與國際先進(jìn)水準(zhǔn)的比較，還存在一定的差距，但是我國是一個機(jī)械制造業(yè)的大國，對機(jī)電產(chǎn)品有著比較大的市場需求。由于在國家產(chǎn)業(yè)政策大力支持下，我國的機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展水平已有比較高的水平，在吸收信息化技術(shù)后，現(xiàn)代的機(jī)械制造技術(shù)已經(jīng)有比較高的質(zhì)量水準(zhǔn)近些年來，我國機(jī)械制造業(yè)與精密儀器飛速發(fā)展，帶動車刀技術(shù)水平呈現(xiàn)多位化、多功能化，同時發(fā)展中的新技術(shù)。
車工和零件加工工藝是一種常用的方法，它是在車工和零件加工工藝的時候，對它實(shí)施劇烈的攪拌，而且還要保持一定的運(yùn)轉(zhuǎn)速率，取得大約50%的固體的組分漿料，同時在基礎(chǔ)上，將這些漿料實(shí)施壓鑄。半固態(tài)壓鑄最大的優(yōu)點(diǎn)就是解決了壓鑄模的壽命低上的問題，這能夠極大地提升相關(guān)鑄件的質(zhì)量，完善壓鑄機(jī)的工作系統(tǒng)，因此，這種壓鑄方法的應(yīng)用非常適合鋼鐵材料。由于在實(shí)際生產(chǎn)操作過程中，還是會出現(xiàn)一些問題，例如生產(chǎn)部門為了加大產(chǎn)量，忽視了對產(chǎn)品的質(zhì)量把關(guān)，把次品當(dāng)成成品。而對于風(fēng)險的全局把握或整體防范，單獨(dú)部門是很難執(zhí)行的，此時，機(jī)械制造企業(yè)的管理層就應(yīng)當(dāng)就其職能上的獨(dú)立性能夠讓它更客觀、全局的角度來預(yù)防和管理風(fēng)險。
綜上所述，只有嚴(yán)格按照車工和零件加工工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)中基本要求，落實(shí)降低成本，加強(qiáng)企業(yè)管理就能夠比價好的發(fā)展船舶制造業(yè)，讓自動測控技術(shù)在機(jī)械制造中應(yīng)用更加廣泛，推動我國機(jī)械制造事業(yè)的發(fā)展。在安裝過程中，如出現(xiàn)問題，查這些問題的來源，強(qiáng)化我國機(jī)械制造控制工程人員的職業(yè)道德原則和制定一套約束機(jī)械制造工程人員職業(yè)道德的規(guī)范流程。
隨著21世紀(jì)全球經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展于深入每一地區(qū)，作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展強(qiáng)大的催化劑――科學(xué)技術(shù)也正一個高發(fā)的狀態(tài)展現(xiàn)在我們的面前，尤其這幾年的信息技術(shù)的應(yīng)用，在機(jī)械自動化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)生著非常大的變化。機(jī)械制造業(yè)具有眾多復(fù)雜性的因素，采用先進(jìn)的、自動的機(jī)械自動控制化系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)檢測機(jī)械制造的具體實(shí)施，對此，專業(yè)化、智能化、自動化將是機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展的趨勢。
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關(guān)鍵詞：半固態(tài)、等溫處理、保溫時間
引言：
隨著經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，人們對低能耗的要求越來越高。鎂合金質(zhì)輕、比強(qiáng)度高。是產(chǎn)品輕量化的首選材料。半固態(tài)成型作為鎂合金的一種先進(jìn)、高效的成型方式引起人們的極大興趣。半固態(tài)坯料制備是半固態(tài)成型的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，本文利用等溫?zé)崽幚矸ㄖ苽銩Z91鎂合金半固態(tài)坯料，并分析保溫時間對鎂合金球形組織形成的影響。
1 合金制備
1.1 試驗(yàn)器材
在合金制備過程中，需要用到了以下器材：
原材料熔煉設(shè)備：井式熔煉爐SG2-5-12、箱式爐SX2--4-10、機(jī)械攪拌器、銅制模具
1.2 原材料的選用
論文試驗(yàn)材料用的是AZ91鎂合金。為了將合金的初始晶粒度降低，在熔煉過程中，添加1.0%的稀土元素Ce。AZ91鎂合金中各成分見表1所示。
表1 AZ91D 鎂合金化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）
1.3 合金熔煉與澆鑄
將剛玉坩堝放進(jìn)爐膛中隨爐升溫至750℃，放入事先切割好的塊狀鎂合金，撒少許覆蓋劑，通入氬氣保護(hù)，防止氧化燃燒，關(guān)閉爐門。待鎂合金熔化后，將事先配重好的稀土Ce用鋁箔包裹，利用鐵鉗將鋁箔送入熔融金屬液中，插入機(jī)械攪拌器攪拌2分鐘，撒覆蓋劑，關(guān)閉爐門，靜置2分鐘。關(guān)閉電源，待溫度降至700℃后，開爐門，用鐵鉗夾取坩堝出爐，澆鑄金屬液至銅模中。
1.4 半固態(tài)式樣制備
半固態(tài)試樣制備有以下幾個步驟。
（1）試樣切割：待式樣冷卻后，取出，切割成小20的小試樣若干以備等溫處理。
（2）試樣等溫處理：將切割好的小試樣放入一端已焊接封閉好的直徑為O40的鐵管中，先加入黃泥覆蓋，再加入覆蓋劑覆蓋。將鐵管放入調(diào)好溫度的箱式爐內(nèi)，當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)定的時間和溫度后，投入水中進(jìn)行快速冷卻。
（3）磨試樣金相：先將試樣進(jìn)行粗磨，除去表面的雜質(zhì)。然后用不同規(guī)格的砂紙進(jìn)行細(xì)磨，隨后利用拋光機(jī)進(jìn)行拋光，腐蝕，用水沖洗，吹干。最后在顯微鏡下觀察其組織。
2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
對等溫處理的半固態(tài)組織用顯微鏡觀察，主要對金相組織中的固相率、液相率、固相顆粒的圓整度、固相顆粒尺寸及個數(shù)等參數(shù)進(jìn)行分析[1]，選用放大倍數(shù)200x。將拍好的金相圖進(jìn)行對比分析，比對同一等溫溫度不同保溫時間下的組織形貌，從而分析保溫時間對半固態(tài)組織形成的影響
2.1等溫處理鎂合金的微觀組織
圖1（附后） 是AZ91鎂合金在等溫參數(shù)為575℃、90min 、200 倍數(shù)下的顯微微觀組織金相圖。合金組織由固液兩相組成。固相：由固相初生Z-Mg 顆粒、沉淀析出的二次Z相構(gòu)成；液相：由晶粒包裹的液池、晶粒之間的液相、還有兩晶粒之間的液態(tài)晶界薄膜構(gòu)成。
2.2保溫時間對組織變化的影響
圖2是AZ91鎂合金在等溫溫度為575℃下不同時間的微觀組織，由圖上可知，整體上，隨著等溫時間的延長，固相顆粒球化長大，液相也增多。等溫時間5min時，圖2（a）所示，澆鑄出的原始枝晶變?yōu)楸容^粗大的顆粒，此時顆粒大小不均勻，在晶粒間只有少量的液相；隨著保溫時間達(dá)到15min左右，粗大晶粒開始熔化分離，顆粒大小、形狀變得均勻、圓整，如（b）所示；隨著保溫時間進(jìn)一步延長，當(dāng)保溫時間達(dá)到30min，如（c）所示，液相變得更多。晶粒和液相的比率適中，顆粒球狀圓整，尺寸大小均勻；
2.3保溫時間對組織變化結(jié)果分析
（1）前30min內(nèi)，合金微觀組織主要由Z相和沿晶界非連續(xù)網(wǎng)狀分布的[-Al12Mg17相組成，而且由于非平衡凝固而形成的離異共晶中的[-Al12Mg17相顯微組織非常細(xì)密。在初始等溫階段，熔化機(jī)制對組織中的顆粒發(fā)揮了作用，熔化機(jī)制導(dǎo)致固相顆粒尺寸逐漸變小，
（2）30min～45min 內(nèi)：隨等溫時間繼續(xù)延長固相顆粒開始粗化長大。Ostwald熟化機(jī)制、顆粒團(tuán)聚合并粗化機(jī)制共同作用使固相顆粒不斷長大，同時從30min～45min時可以觀察到固相顆粒隨保溫時間延長越發(fā)圓整。
（3）45min～90min 內(nèi)：Ostwald 熟化機(jī)制[3]、顆粒團(tuán)聚合并粗化機(jī)制共同作用使固相顆粒變得更加粗大，整體顆粒不怎么圓整，此時，合金的固相率基本保持不變，在二元相圖中，當(dāng)合金成分與溫度一定時，在平衡狀態(tài)下，組織中固液兩相的比率是一個固定值。因此，在等溫的初始階段，合金液相增加，固相率下降，當(dāng)?shù)葴貢r間足夠長，合金固液兩相達(dá)到平衡，固相率保持不變，趨于一常數(shù)[4]。由上述可知：隨著保溫時間的延長，組織將發(fā)生如下轉(zhuǎn)變：枝晶組織大塊狀碎塊顆粒球化長大。
3 結(jié)論
通過半固態(tài)等溫?zé)崽幚砗蠼鹣喾治觯?575℃下保溫30minAZ91鎂合金球形顆粒圓整，大小均勻，固液相比率適中，對半固態(tài)成形加工效果最好。
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姓班學(xué)成
名：級：號：績：
2011．4
常用建筑裝飾鋁合金材料種類及其特征性
——鋁合金材料種類及其特征
學(xué)（
生：
學(xué)
號：）
常州工學(xué)院
摘要：鋁是一種比較年輕的金屬, 其整個發(fā)展歷史也不過200年, 而
有工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模僅僅是20世紀(jì)初才開始的。但是由于一系列優(yōu)良特性，以及高的回收再生性，因此，在工程領(lǐng)域內(nèi), 鋁一直被認(rèn)為是“機(jī)會金屬”或“希望金屬”, 鋁工業(yè)一直被認(rèn)為是“朝陽工業(yè)”。發(fā)展速度非常快, 鋁材已廣泛用于交通運(yùn)輸、包裝容器、建筑裝飾、航空航天、機(jī)械電器、電子通訊、石油化工、能源動力、文體衛(wèi)生等行業(yè), 成為發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)與提高人民物質(zhì)和文化生活的重要基礎(chǔ)材料。在國防軍工現(xiàn)代化、交通工具輕量化和國民經(jīng)濟(jì)高速持續(xù)發(fā)展中
占有極為重要的地位, 是許多國家和地區(qū)的重要支持產(chǎn)業(yè)之一。特別是當(dāng)今世界人類的生存和發(fā)展正面臨著資源、能源、環(huán)保、安全等問題的嚴(yán)峻挑戰(zhàn), 加速發(fā)展鋁工業(yè)及鋁合金材料加工技術(shù)更有著重大的
戰(zhàn)略意義。
關(guān)鍵詞：鋁合金概念用途分類特性應(yīng)用
一、鋁合金概要
以鋁為基的合金總稱。主要合金元素有銅、硅、鎂、鋅、錳，次要合金元素有鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等。鋁合金密度低，但強(qiáng)度比較高，接近或超過優(yōu)質(zhì)鋼，塑性好，可加工成各種型材，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性，工業(yè)上廣泛使用，使用量僅次于鋼。
鋁合金的用途也非常廣泛。鋁合金是純鋁加入一些合金元素制成的，如鋁—錳合金、金、鋁—鋅—鎂比純鋁具有性能：易加性高、用范裝飾效
色豐富。鋁合金分硬鋁、超硬鋁等種類，各種使用范圍，并有各自的代號，以供使
鋁—銅合金、鋁—銅—鎂系硬鋁合
—銅系超硬鋁合金。鋁合金
更好的物理力學(xué)
工、耐久
適圍廣、果好、花為防銹鋁、類均有各自的用者選用。
而且鋁合金仍然保持了質(zhì)輕的特點(diǎn)，機(jī)械性能明顯提高。鋁合金材料的應(yīng)用有以下三個方面：一是作為受力構(gòu)件；二是作為門、窗、管、蓋、殼等材料；三是作為裝飾和絕熱材料。利用鋁合金陽極氧化
處理后可以進(jìn)行著色的特點(diǎn)，制成各種裝飾品。鋁合金板材、型材表面可以進(jìn)行防腐、軋花、涂裝、印刷等二次加工，制成各種裝飾板材、型材，作為裝飾材料。
鋁合金是應(yīng)用最廣的一種防銹鋁，它的強(qiáng)度不高，不能熱處理強(qiáng)化，在退火狀態(tài)下有高的塑性，而蝕性好，焊接性好，切削加工性不良。用於制造要求高可塑性和良好焊接性、在液體或氣體介質(zhì)中工作的低載荷零件如油箱、油管、液體容器等；線材可制作鉚釘。
二、鋁合金分類及應(yīng)用
鋁合金種類很多，用于建筑裝飾的鋁合金是變形鋁合金中的鍛鋁合金（簡稱鍛鋁，代號LD）。鍛鋁合金
是鋁鎂硅合金（AI——Mg——St合
金），其中度，沖擊韌可以高速擠壁、中空的各結(jié)構(gòu)復(fù)雜的性能和耐蝕性十分光潔，并且
AI—Mg—St系合金中應(yīng)用最為廣泛的合金品種。
鋁合金按照成分可以分為以下幾種：一般鋁合金、鍛鋁合金、鈹鋁合金、銀鋁合金、硬鋁合金、鎳鋁合金、稀土鋁合金、銀錳鋁合
的LD31具有中等強(qiáng)性高，熱塑性極好，壓成結(jié)構(gòu)復(fù)雜、薄種型材或鍛造成鍛件。LD31的焊接優(yōu)良，加工后表面容易著色，是
金、金鈀鉻鋁合金、金鈀鉬鋁合金、金鈀鐵鋁合金等。例：典型牌號有LD2-2（6070）、LD10（2014）、LD30（6061）、LD31（6063）。其中LD2-2具有良好的塑性，冷、熱態(tài)都易成形。廣泛用于制造中等強(qiáng)度常溫下工作的鍛件、擠壓型材和管材。LD10又稱高強(qiáng)度硬鋁，與LY12合金的強(qiáng)度相當(dāng)，鍛造性能較LY12好，有良好的塑性，有較好的耐熱性和可焊性，但材料的縱向和橫向性能差距較大。可加工成管、棒、型、線及鍛主要用作高負(fù)荷的件。LD30和LD31中等強(qiáng)度，有良好的和優(yōu)良的可焊性、抗性，無應(yīng)力腐蝕裂傾
件，結(jié)構(gòu)具有塑性蝕向，
可陽極氧化。適合作建筑裝飾型材及各種需要良好耐蝕性要求的結(jié)構(gòu)件、工業(yè)材。
鋁合金按照工藝可以分為：防銹鋁合金、低溫鋁合金、超硬鋁合金、變形鋁合金、耐熱鋁合金、特殊鋁合金、鑄造鋁合金。例：防銹鋁是熱處理不可強(qiáng)化合金，只能通過冷加工來強(qiáng)化。常用的有LF2（5052）、LF4（5083）和LF21（3003），具有中等強(qiáng)度良好的塑性和抗蝕性。超硬鋁典型牌號有LC4，亦稱超高強(qiáng)度硬鋁，擠壓件室溫下的抗拉強(qiáng)度不小于539MPa 。主要用于航空工業(yè)，飛機(jī)結(jié)構(gòu)中主要受力元件。
鋁合金按加工方法可以分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。
鋁合金的廣泛應(yīng)用：鋁合金門窗、鋁合金百頁窗簾、鋁合金裝飾板、鋁箔、鎂鋁飾板、鎂鋁曲板、鋁合金吊頂材料、鋁合金欄桿、扶手、屏幕、格柵等。
例如：鋁箔是指用純鋁或褳合金加工成的薄片制品。鋁箔有很好的防潮性能和絕熱性能，所以鋁箔以全新的多功能保溫隔熱材料和防潮材料廣泛用于建筑業(yè)；如卷材鋁箔可用作保溫隔熱窗簾，板材鋁箔（如鋁箔波形板、鋁箔泡沫塑料板等）常用在室內(nèi)，通過選擇適當(dāng)色調(diào)圖案，可同時起很好裝飾作用。
三、鋁合金特征性
從總體來說：鋁是一種輕金屬,密度小(2.79/Cm3),具有良好的強(qiáng)度和塑性，鋁的導(dǎo)電性能和導(dǎo)熱性能都很好，化學(xué)性質(zhì)也很活潑，暴露于空氣中，表面易于生成一層氧化鋁薄膜，保護(hù)下面金屬不再受到腐蝕，所以鋁在大氣中耐蝕性較強(qiáng)，但因薄膜極薄，因而其耐蝕性有一定限度。純鋁具有很好的塑性，可制成管、棒、板等。
但鋁的強(qiáng)度和硬度較低。鋁的拋光表面對白光的反射率達(dá)80％以上，對紫外線、紅外線也有較強(qiáng)的反射能力。鋁還可以進(jìn)行表面著色，從而獲得具有良好的裝飾效果。鋁合金具有較好的強(qiáng)度，超硬鋁合金的
強(qiáng)度可達(dá)600Mpa，普通硬鋁合金的抗拉強(qiáng)度也達(dá)200-450Mpa，它的比鋼度遠(yuǎn)高于鋼，因此在機(jī)械制造中得到廣泛的運(yùn)用。
鋁的導(dǎo)電性僅次于銀和銅，居第三位，用于制造各種導(dǎo)線。鋁具有良好的導(dǎo)熱性，可用作各種散熱材料。鋁還具有良好的抗腐蝕性能和較好的塑性，適合于各種壓力加工。鋁合金按加工方法可以分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。變形鋁合金分為不可熱處理強(qiáng)化型鋁合金和可熱處理強(qiáng)化型鋁合金。不可熱處理強(qiáng)化型不能通過熱處理來
提高機(jī)械性能，只能通過冷加工變形來實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化，它主要包括高純鋁、工業(yè)高純鋁、工業(yè)純鋁以及防銹鋁等。
可熱處理強(qiáng)化型鋁合金可以通過淬火和時效等熱處理手段來提高機(jī)械性能，它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金等。鋁合金可以采用熱處理獲得良好的機(jī)械性能，物理性能和抗腐蝕性能。鑄造鋁合金按化學(xué)成分可分為鋁硅合金，鋁銅合金，鋁鎂合金和鋁鋅合金。
然而總體特性有以下一些：
1:質(zhì)輕：鋁的比重為鋼鐵的三分之一,在運(yùn)輸工具及自動化設(shè)備上扮演極其重要的角色。
2:強(qiáng)度:利用各種合金這添加和軋延,鍛壓及不同等級這熱處理制程,可生成之強(qiáng)度達(dá)HB25°-HB167°之各種鋁合金產(chǎn)品。3:耐蝕性:鋁在自然環(huán)境中,表面會自然形成薄層之氧化膜,可阻絕空氣中氧避免進(jìn)一步氧化,具有優(yōu)良之耐腐蝕性.鋁表面如再經(jīng)各種不同層次之處理,其耐腐蝕性更佳,可適用于較為惡劣之環(huán)境。
4:成型性:利用完全退火或局部退火可生成較為
軟質(zhì)之鋁合金,適用于各種成型加工及折彎,沖壓,深沖等加工.。
5:導(dǎo)電性:鋁的導(dǎo)電性為銅之60%,但重量僅為銅的三分之一,相同重量之鋁其導(dǎo)電度為銅之二倍,故以導(dǎo)電度計(jì)算,鋁的成本遠(yuǎn)低于銅。
6:導(dǎo)熱性:鋁的熱傳導(dǎo)性極佳,故在電器,電子散熱系統(tǒng)及家庭五金,熱交換器上被廣泛使用。
7:加工性:鋁的加工特性佳可被加工成棒,線.擠型,片,板,塑型材,供各種用途使用.尤其2XXX/6XXX/7XXX等系列鋁合金,可做精密
車,銑.被廣泛用于航太,電子,機(jī)械零組件,自動化生產(chǎn)及高科技設(shè)備
等。
8:耐熱：一般鋁合金均不耐高溫,且在高溫狀態(tài)下會生成變形,但在研究人員的努力下,已研發(fā)出可耐高溫達(dá)427℃不變形的新鋁合金材料。
9:無毒性:鋁不具毒性,在食品容器及食品包裝材料如鋁罐,鋁箔包(利樂包)等,應(yīng)用極多。
10:環(huán)保性:鋁之價格較一般鐵.鋼材高,但易于回收重熔使用.為當(dāng)前最環(huán)保之金屬材料。
11:表面處理:鋁具有優(yōu)良之表面處理性,包括陽極處理,涂覆,電鍍等等，尤其陽極處理可利用不同之化學(xué)染劑生成各種色彩及高硬度之皮膜。
12:無低溫特性：鋁在超低落溫之狀態(tài)下,無一般碳鋼的脆化問題。
四、鋁合金應(yīng)用
鋁與鋁合金由于自身的優(yōu)良特性，所以用途非常廣。比如：航空航天用鋁材用于制作飛機(jī)蒙皮、機(jī)身框架、大梁、旋翼、螺旋槳、油箱、壁板和
起落架支柱，以及火箭鍛環(huán)、宇宙飛船壁板等。交通運(yùn)輸用鋁材用于汽車、地鐵車輛、鐵路客車、高速客車的車體結(jié)構(gòu)件材料，車門窗、
貨架、汽車發(fā)動機(jī)零件、空調(diào)器、散熱器、車身板、輪轂及艦艇用材。建筑裝飾用鋁材鋁合金因其良好的抗蝕性、足夠的強(qiáng)度、優(yōu)良的工藝性能和焊接性能，主要廣泛用于建筑物構(gòu)架、門窗、吊頂、裝飾面等。
下面就根據(jù)鋁合金的特性介紹下廣泛的用途。
1：應(yīng)用最廣的一種防銹鋁（代號LF21），它的強(qiáng)度不高，不能熱處理強(qiáng)化，在退火狀態(tài)下有高的塑性，而蝕性好，焊接性好，切削
加工性不良。用于制造要求高可塑性和良好焊接性、在液體或氣體介質(zhì)中工作的低載荷零件如油箱、油管、液體容器等；線材可制作鉚釘。而且耐蝕性高、焊接性能好。導(dǎo)
熱性、導(dǎo)電性比純鋁低得多。可用冷變形加工進(jìn)行強(qiáng)化而不能熱處理強(qiáng)化。適用于作焊接結(jié)構(gòu)件。
2：硬鋁，有較高的強(qiáng)度，熱變形時塑性高，可熱處理強(qiáng)化，在淬火及人工時效狀態(tài)下使用，在退火和剛淬火狀態(tài)下塑性中等，點(diǎn)焊性能好，氣焊和氬弧時有裂紋傾向，抗蝕性不高，切削加工性在淬火和冷作硬化后尚好，退火后低。切削加工性良好，耐蝕性比LD7、LD8耐熱鍛鋁較好，在擠壓半成品中，有形成粗晶環(huán)的傾向，用于制造在較高溫度下工作的承力結(jié)構(gòu)件。
3：高強(qiáng)度鋁合金，在退火和剛淬火狀態(tài)下的可塑性中等，可熱
處理強(qiáng)化，通常在淬火、人工時效狀態(tài)下使用，此時得到的強(qiáng)度比一般硬鋁高得多，但塑性較低，有應(yīng)力集中傾向，點(diǎn)焊性能良好，氣焊不良，熱處理后的切削加工性良好，退火狀態(tài)稍差，LC9板材的靜疲勞、缺口敏感、抗應(yīng)力腐蝕性能稍優(yōu)于LC4。用于制造承力構(gòu)件和高載荷零件等
4：高強(qiáng)度鍛鋁，熱
態(tài)下有高的可塑性，易
于鍛造、沖壓，可熱處
理強(qiáng)化，工藝性能較
好，抗蝕性也較好，但
有晶間腐蝕傾向，切削
加工性和點(diǎn)焊、滾焊、
接觸焊性能良好，電焊、氣焊性能不好。用于制造形狀復(fù)雜和中等強(qiáng)度的鍛件和沖壓件等。
還有中等強(qiáng)度鋁，在熱態(tài)和退火狀態(tài)下可塑性高，易于鍛造、沖壓，在淬火和自然狀態(tài)下具有LF21一樣好的耐蝕性，易于點(diǎn)焊和氫原子焊，氣焊尚可。切削加工性在淬火時效后尚可。用于制造塑性和高耐蝕性、中等載荷的零件以及形狀復(fù)雜的鍛件。
五、結(jié)束語
在當(dāng)今科技高度發(fā)展的世界，生活中運(yùn)用的建筑材料越來越多，
并且質(zhì)量越來越好，優(yōu)點(diǎn)越來越多，更加滿足了人們的生活需求。我相信在以后的日子里，人們會更加努力的去探索、去發(fā)現(xiàn)研究這一類更能滿足人們生活需求的建筑裝飾材料。
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論文摘要:高速切削技術(shù)是機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢，其應(yīng)用將大幅度地提高加工效率和加工質(zhì)量。高速切削技術(shù)不僅涉及到高速切削加工工藝及高速切削機(jī)理，而且包括高速切削所用的刀具、機(jī)床等諸多因素。本文著重介紹了高速切削各相關(guān)技術(shù)的研究動態(tài)，并對高速切削技術(shù)的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。
一、 高速加工的技術(shù)優(yōu)勢
高速加工在切削原理上是對傳統(tǒng)切削認(rèn)識的突破。據(jù)資料介紹，在國外的高速加工試驗(yàn)中已經(jīng)證實(shí)，當(dāng)切削速度超過一定值(V=600m/min)后，切削速度再增高，切削溫度反而降低，在切削過程中產(chǎn)生的熱量進(jìn)入切削并從工件處被帶走。試驗(yàn)條件下的測試證明了在大多數(shù)應(yīng)用情況下，切削時工件溫度的上升不會超過3℃。相應(yīng)地，在已給定的金屬切除率下，當(dāng)切削速度超過某一數(shù)值之后，實(shí)際切削力會近似保持不變。
經(jīng)過理想的高速加工后，切屑變形及其收縮加工的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用對航空制造業(yè)有著重要的意義。高速加工自身必須是一個各相關(guān)要素相互協(xié)調(diào)的系統(tǒng)，是多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)的綜合應(yīng)用，為此機(jī)床廠商應(yīng)進(jìn)行大力的開發(fā)研制，推出與高速加工相關(guān)的新技術(shù)設(shè)備。
二、 數(shù)控高速加工的發(fā)展現(xiàn)狀
實(shí)用的高速加工技術(shù)跟隨引進(jìn)的先進(jìn)數(shù)控自動生產(chǎn)線、刀具(工具)、數(shù)控機(jī)床(設(shè)備)，在機(jī)械制造業(yè)得到廣泛應(yīng)用，相應(yīng)的管理模式、技術(shù)、理念隨之融入企業(yè)。在我國航天、航空、汽輪機(jī)、模具等行業(yè)，程度不同地應(yīng)用了高速加工技術(shù)，其間的差距在于國家對該行業(yè)投入資金、引進(jìn)政策等支持的多少，以及企業(yè)家們對高速加工系統(tǒng)技術(shù)認(rèn)識的深淺。相對于汽車制造業(yè)而言，這類機(jī)械制造行業(yè)基本上是屬于工藝離散型制造業(yè)。其高速加工技術(shù)主要表征在對高速數(shù)控機(jī)床與刀具技術(shù)的應(yīng)用上。目前國內(nèi)已引進(jìn)的加工中心、數(shù)控鏜、銑床主軸轉(zhuǎn)速一般≤8 000r/min(極少有12 000r/min)，快進(jìn)速度≤40m/min。對鑄鋁、鍛鋁合金體、高強(qiáng)度鑄鐵和結(jié)構(gòu)鋼件，多采用超細(xì)硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金刀具材料和標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的各類刀具加工。超硬刀具材料及專用結(jié)構(gòu)刀具應(yīng)用還較少，加之機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速偏低，一般不能進(jìn)入高速切削領(lǐng)域。以銑削加工為例，這些行業(yè)加工鋁合金工件:切削速度
三、 數(shù)控高速加工機(jī)床的關(guān)鍵技術(shù)
高速機(jī)床是實(shí)現(xiàn)高速切削加工的前提和關(guān)鍵。具有高精度的高轉(zhuǎn)速主軸，具有控制精度高的高軸向進(jìn)給速度和進(jìn)給加速度的軸向進(jìn)給系統(tǒng)，又是高速機(jī)床的關(guān)鍵所在。分述如下:
1. 高速主軸
高速主軸是高速切削最關(guān)鍵零件之一。目前主軸轉(zhuǎn)速在10 000～20 000 r/ min的加工中心越來越普及，轉(zhuǎn)速高達(dá)100 000 r/ min、200 000 r/ min、250 000 r/ min的實(shí)用高速主軸也正在研制開發(fā)中。高速主軸轉(zhuǎn)速極高，主軸零件在離心力作用下產(chǎn)生振動和變形，高速運(yùn)轉(zhuǎn)摩擦和大功率內(nèi)裝電機(jī)產(chǎn)生的熱會引起高溫和變形，所以必須嚴(yán)格控制。為此對高速主軸提出如下性能要求:(1)高轉(zhuǎn)速和高轉(zhuǎn)速范圍;(2)足夠的剛性和較高的回轉(zhuǎn)精度;(3)良好的熱穩(wěn)定性;(4)大功率;(5)先進(jìn)的和冷卻系統(tǒng);(6)可靠的主軸監(jiān)測系統(tǒng)。
2. 快速進(jìn)給系統(tǒng)
高速切削時，為了保持刀具每齒進(jìn)給量基本不變，隨著主軸轉(zhuǎn)速的提高，進(jìn)給速度也必須大幅度地提高。目前高速切削進(jìn)給速度已高達(dá)50m/min～120m/min，要實(shí)現(xiàn)并準(zhǔn)確控制這樣的進(jìn)給速度對機(jī)床導(dǎo)軌、滾珠絲杠、伺服系統(tǒng)、工作臺結(jié)構(gòu)等提出了新的要求。而且，由于機(jī)床上直線運(yùn)動行程一般較短，高速加工機(jī)床必須實(shí)現(xiàn)較高的進(jìn)給加減速才有意義。為了適應(yīng)進(jìn)給運(yùn)動高速化的要求，在高速加工機(jī)床上主要采用如下措施:(1)采用新型直線滾動導(dǎo)軌，直線滾動導(dǎo)軌中球軸承與鋼導(dǎo)軌之間接觸面積很小，其摩擦系數(shù)僅為槽式導(dǎo)軌的1/ 20左右，而且使用直線滾動導(dǎo)軌后，“爬行”現(xiàn)象可大大減少;(2)高速進(jìn)給機(jī)構(gòu)采用小螺距大尺寸高質(zhì)量滾珠絲杠或粗螺距多頭滾珠絲杠，其目的是在不降低精度的前提下獲得較高的進(jìn)給速度和進(jìn)給加減速度;(3)高速進(jìn)給伺服系統(tǒng)已發(fā)展為數(shù)字化、智能化和軟件化，高速切削機(jī)床己開始采用全數(shù)字交流伺服電機(jī)和控制技術(shù);(4)為了盡量減少工作臺重量但又不損失剛度，高速進(jìn)給機(jī)構(gòu)通常采用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料;(5)為提高進(jìn)給速度，更先進(jìn)、更高速的直線電機(jī)己經(jīng)發(fā)展起來。直線電機(jī)消除了機(jī)械傳動系統(tǒng)的間隙、彈性變形等問題，減少了傳動摩擦力，幾乎沒有反向間隙。直線電機(jī)具有高加、減速特性，加速度可達(dá)2g，為傳統(tǒng)驅(qū)動裝置的10～20倍，進(jìn)給速度為傳統(tǒng)的4～5倍，采用直線電機(jī)驅(qū)動，具有單位面積推力大、易產(chǎn)生高速運(yùn)動、機(jī)械結(jié)構(gòu)不需要維護(hù)等明顯優(yōu)點(diǎn)。
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3. 高速切削刀具技術(shù)
(1)刀具材料。高速切削加工要求刀具材料與被加工材料的化學(xué)親合力要小，并具有優(yōu)異的機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性，抗沖擊、耐磨損。目前在高速切削中常用的刀具材料有單涂層或多涂層硬質(zhì)合金、陶瓷、立方氮化硼(CBN)、聚晶金剛石等。
(2)高速切削刀具結(jié)構(gòu)。高轉(zhuǎn)速引起的離心力在高速切削中會使抗彎強(qiáng)度和斷裂韌性都較低的刀片發(fā)生斷裂，除損傷工件外，對操作者和機(jī)床會帶來危險。因此，高速切削刀具除了滿足靜平衡外還必須滿足動平衡要求。動平衡一般對小直徑刀具要求不嚴(yán)，對大直徑刀具或盤類刀具要求嚴(yán)格。外伸較長的刀具，必須進(jìn)行動平衡。另外需要對刀具、夾頭、主軸等每個元件單獨(dú)進(jìn)行平衡，還要對刀具與夾頭組合體進(jìn)行平衡。最后，將刀具連同主軸一起進(jìn)行平衡。但目前還沒有統(tǒng)一的平衡標(biāo)準(zhǔn)，對ISO1940-1標(biāo)準(zhǔn)中的平衡質(zhì)量G值為平衡標(biāo)準(zhǔn)也有不同的看法，有的企業(yè)以G1為標(biāo)準(zhǔn)(所謂G1，即刀具在10 000r/min回轉(zhuǎn)時，回轉(zhuǎn)軸與刀具中心軸線之間只允許相差1Lm)，有的以G215為標(biāo)準(zhǔn)。
(3)高速切削刀具幾何參數(shù)。高速切削刀具刀刃的形狀正向著高剛性、復(fù)合化、多刃化和表面超精加工方向發(fā)展。刀具幾何參數(shù)對加工質(zhì)量、刀具耐用度有很大的影響，一般高速切削刀具的前角平均比傳統(tǒng)加工刀具小10b，后角約大5b～8b。為防止刀尖處的熱磨損，主、副切削刃連接處應(yīng)采用修圓刀尖或倒角刀尖，以增大刀尖角，加大刀尖附近刃區(qū)切削刃的長度，提高刀具剛性和減少刀刃破損的概率。
(4)高速切削刀柄系統(tǒng)。加工中心主軸與刀具的連接大多采用7B24錐度的單面夾緊刀柄系統(tǒng)，ISO、CAT、DIN、BT等都屬此類。用在高速切削加工時，這類系統(tǒng)出現(xiàn)了許多問題，主要表現(xiàn)為:剛性不足、ATC(自動換刀)的重復(fù)精度不穩(wěn)定、受離心力作用的影響較大、刀柄錐度大，不利于快速換刀及機(jī)床的小型化。針對這些問題，為提高刀具與機(jī)床主軸的連接剛性和裝夾精度，適應(yīng)高速切削加工技術(shù)發(fā)展的需要，相繼開發(fā)了刀柄與主軸內(nèi)孔錐面和端面同時貼緊的兩面定位的刀柄。兩面定位刀柄主要有兩大類:一類是對現(xiàn)有7B24錐度刀柄進(jìn)行的改進(jìn)性設(shè)計(jì)，如BIG-PLUS、WSU、ABSC等系統(tǒng);另一類是采用新思路設(shè)計(jì)的1B10中空短錐刀柄系統(tǒng)，有德國開發(fā)的HSK、美國開發(fā)的KM及日本開發(fā)的NC5等幾種形式。
4. 高速切削工藝
高速切削具有加工效率高、加工精度高、單件加工成本低等優(yōu)點(diǎn)。高速加工和傳統(tǒng)加工工藝有所不同，傳統(tǒng)加工認(rèn)為，高效率來自低轉(zhuǎn)速、大切深、緩進(jìn)給、單行程，而在高速加工中，高轉(zhuǎn)速、中切深、快進(jìn)給、多行程則更為有利。高速切削作為一種新的切削方式，目前尚沒有完整的加工參數(shù)表可供選擇，也沒有較多的加工實(shí)例可供參考，還沒有建立起實(shí)用化的高速切削數(shù)據(jù)庫，在高速加工的工藝參數(shù)優(yōu)化方面，也還需要做大量的工作。高速切削NC編程需要對標(biāo)準(zhǔn)的操作規(guī)程加以修改。零件程序要求精確并必須保證切削負(fù)荷穩(wěn)定。多數(shù)CNC軟件中的自動編程都還不能滿足高速切削加工的要求，需要由人工編程加以補(bǔ)充。應(yīng)該采用一種全新的編程方式，使切削數(shù)據(jù)適合高速主軸的功率特性曲線。目前， Cimatron、Mastercam、UG、Pro/E等CAM軟件，都已添加了適合于高速切削的編程模塊。
5. 高速機(jī)床的床身、立柱和工作臺
通過計(jì)算機(jī)輔助工程的方法，特別是用有限元進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，能獲得減輕重量、提高剛度的床身和工作臺。
四、 結(jié)語
高速加工技術(shù)是現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)之一，其產(chǎn)生是市場經(jīng)濟(jì)全球化和各種先進(jìn)技術(shù)發(fā)展的綜合結(jié)果。在此背景下，高速加工技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，逐步發(fā)展成為綜合性系統(tǒng)工程技術(shù)，并得到越來越廣泛的應(yīng)用。高速加工的巨大吸引力在于實(shí)現(xiàn)高速加工的同時，保證了高速加工精度。航空航天、汽車及模具制造業(yè)對高速加工的認(rèn)同與強(qiáng)烈要求，推動著高速加工技術(shù)在國際上的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:陶瓷涂層;熱噴涂;應(yīng)用
1熱噴涂方法概述
納米材料和技術(shù)是納米科技領(lǐng)域最富有活力、研究內(nèi)涵十分豐富的學(xué)科分支。納米材料具有許多傳統(tǒng)材料不具備的奇異特性,有十分廣闊的應(yīng)用前景,引起了材料科學(xué)研究者的極大興趣[1]。納米陶瓷涂層是繼有機(jī)樹脂涂層、金屬及合金涂層之后涌現(xiàn)出來的一大類無機(jī)非金屬涂層的總稱[2],隨著宇航、電子、軍工等尖端科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,近半個世紀(jì)以來特別是20世紀(jì)90年代以來,得到了持續(xù)高速的發(fā)展[3]。據(jù)報道,美國在20世紀(jì)90年代以來,陶瓷涂層的應(yīng)用年增長率在12%以上[4]。這表明在先進(jìn)發(fā)達(dá)國家,陶瓷涂層高科技技術(shù)已成為一個新興產(chǎn)業(yè)。
熱噴涂是一項(xiàng)發(fā)展迅速的表面強(qiáng)化新工藝新技術(shù),它是通過專用的技術(shù)裝備,將所需的金屬、非金屬材料加熱至熔化或半熔融狀態(tài),并隨高速焰流的細(xì)微粒子沉積于經(jīng)過預(yù)先制備的基體表面以形成涂層。采用熱噴涂技術(shù)制備納米結(jié)構(gòu)涂層是構(gòu)筑納米結(jié)構(gòu)材料最具前途的方法之一[5]。該技術(shù)通過開發(fā)特殊的納米結(jié)構(gòu)喂料,采用熱噴涂技術(shù)工藝,在基體表面構(gòu)筑具有納米結(jié)構(gòu)材料特征的涂層體系,以期改善和強(qiáng)化材料的表面性能。
與其它技術(shù)相比,熱噴涂方法制備納米結(jié)構(gòu)涂層的主要優(yōu)點(diǎn)是:工藝簡單、涂層和基體選擇范圍廣、涂層厚度變化范圍大、沉積效率高,以及容易形成復(fù)合涂層等。而用熱噴涂方法制備的納米陶瓷涂層在力學(xué)、摩擦學(xué)等方面的性能得到了一定程度的提高,但與真正的納米結(jié)構(gòu)材料尚有很大差距[6]。
2陶瓷涂層材料
陶瓷涂層材料是決定陶瓷涂層性能和功能的基礎(chǔ)[7]。只有對涂層材料有比較完整、系統(tǒng)、全面、深刻的認(rèn)識和理解,才能優(yōu)選出合適的涂層材料種類,滿足噴涂工藝和涂層功能的使用要求。陶瓷涂層材料應(yīng)滿足下列要求:耐高溫腐蝕、熱導(dǎo)率低、熱穩(wěn)定性好、耐磨損、熱膨脹系數(shù)與金屬基體或粘結(jié)層材料相近[8]。目前常用的氧化物涂層材料有Al2O3[9]、TiO2[9]、ZrO2[10]和Cr2O3[11],碳化物涂層材料有WC[12]和Cr2C3[13]。其中ZrO2的熔點(diǎn)高、熱導(dǎo)率低、熱膨脹系數(shù)小,應(yīng)用更為廣泛。不論是Al2O3還是ZrO2,都存在多種結(jié)構(gòu),在陶瓷經(jīng)歷溫變時會發(fā)生相轉(zhuǎn)變。因此,實(shí)際應(yīng)用中的TBC陶瓷都加入了一定量的穩(wěn)定劑(用作穩(wěn)定劑的氧化物有CaO、MgO、Y2O3等)。
碳化鎢(WC)是制造硬質(zhì)合金的主要原材料,有很高的顯微硬度。常用WC涂層的粉末有WC 8%Co、WC 12%Co、WC 17%Co等。在WC中加不同比例的鈷主要是起粘結(jié)作用,以增加涂層的韌性,同時防止噴涂過程中碳的燒損。碳化鉻(Cr2C3)硬度高,有良好的抗高溫氧化和耐磨性能,使用溫度高達(dá)800℃。一般Cr2C3與Ni-Cr合金混合使用,主要用于高溫磨損部位。
3 熱噴涂方法分類
熱噴涂方法有很多種,根據(jù)熱源分類,主要有火焰噴涂、電弧噴涂、等離子噴涂和特種噴涂四種基本方法。各種噴涂方法的特點(diǎn)歸納于表1。
3.1 火焰噴涂[14]
火焰噴涂是以氧-燃料氣體火焰作為熱源的噴涂方法。燃料氣體包括乙炔(燃燒溫度3260℃)、氫氣(燃燒溫度2871℃)、液化石油氣(燃燒溫度2500℃)和丙烷(燃燒溫度3100℃)等。乙炔與氧結(jié)合產(chǎn)生的火焰溫度最高,所以氧-乙炔火焰噴涂是目前應(yīng)用最廣的火焰噴涂方法。雖然由于它的噴涂效率高于粉末噴涂,在使用中占有一定的地位,但因其噴出的熔滴大小不均,使涂層的結(jié)構(gòu)也不均勻,孔隙度也大,且拉絲造棒的成形工藝受到限制。因此對火焰噴涂,目前仍大量使用火焰粉末噴涂。
圖1和圖2分別是火焰粉末噴涂的典型裝置與原理。但火焰噴涂也存在明顯不足,通常的火焰粉末噴槍,由于噴出的顆粒速度較大,火焰溫度較低,因此,涂層的粘結(jié)強(qiáng)度及涂層本身的綜合強(qiáng)度都比較低,且比其他噴涂方法得到的氣孔率都高。近年來,火焰塑料噴涂技術(shù)發(fā)展很快,對有些要求耐腐蝕性強(qiáng)、使用條件苛刻的化工設(shè)備和容器,金屬噴涂層因有微孔是不適宜的,故對于使用溫度在80℃(或120℃)以下的零件防腐,采用塑料粉末噴涂為好。
3.2 電弧噴涂[15]
電弧噴涂是以電弧為熱源的熱噴涂技術(shù)。與火焰噴涂相比,具有噴涂結(jié)合強(qiáng)度高(一般為火焰噴涂的2.5倍)、噴涂效率高(比火焰噴涂提高2～6倍)、能源利用率高、安全性高等優(yōu)點(diǎn)。目前主要用于金屬絲材的噴涂,近幾年也有人試用管狀絲材填充合金粉末(粉芯絲材)噴涂粉材。美國D.G.At teridge和M.Becker等人進(jìn)行了雙絲電弧噴涂(TWAS) 納米結(jié)構(gòu)涂層的研究工作,其中外皮和芯材料的體積比為1:1,噴涂粉芯絲材的電壓要比噴涂實(shí)心絲材時低。他們作了3種不同WC-Co含量的涂層,該納米結(jié)構(gòu)涂層在結(jié)合強(qiáng)度、耐磨性、孔隙率等方面均比常規(guī)涂層有所提高。電弧噴涂納米結(jié)構(gòu)涂層技術(shù)由于其相對較低的設(shè)備成本和涂層呈現(xiàn)出優(yōu)異的性能,將會成為納米粉體材料熱噴涂技術(shù)開發(fā)的一個重要方向。
3.3 等離子噴涂[16]
等離子噴涂是利用等離子焰流作為熱源,將噴涂材料加熱到熔融或高塑性狀態(tài),并在高速等離子焰流的曳引下,高速撞擊到工件表面上,經(jīng)淬冷凝固后與工件相結(jié)合形成涂層。等離子弧是一種高能密束熱源,電弧在等離子噴槍中受到壓縮,能量集中,具有溫度高(弧柱中心溫度高達(dá)15000～33000K)、焰流速度高、穩(wěn)定性好、調(diào)節(jié)性好等特點(diǎn),特別適合于陶瓷等高熔點(diǎn)材料的噴涂,成為目前制備陶瓷涂層最主要的方法。圖3是等離子噴涂設(shè)備示意圖。
3.4 特種噴涂
(1) 高速氧燃料火焰噴涂
利用一種特殊火焰噴槍獲得高溫、高速焰流,用來噴涂碳化鎢等難熔材料并得到性能優(yōu)異的涂層。
(2) 爆炸噴涂[17]
以突然爆發(fā)的熱能加熱熔化噴涂材料,并使熔粒加速的熱噴涂方法。一般用氧-乙炔混合氣體在槍內(nèi)由電火花塞點(diǎn)火發(fā)生爆炸,產(chǎn)生熱量和壓力波。爆炸噴涂粒子的飛行速度高,因此可獲得較好的涂層質(zhì)量,但噴涂時不僅產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪音,還伴隨有極細(xì)的粒塵向四處飛散。
(3) 低壓等離子噴涂[18]
在保護(hù)氣體(氬氣或氮?dú)?下的低真空環(huán)境中進(jìn)行的等離子噴涂,與常壓下的等離子噴涂相比,等離子射流長度增加,飛行速度提高,涂層中基本不含氧化物夾雜,特別適于噴涂一些難熔金屬、活性金屬和碳化物等材料。
4熱噴涂納米陶瓷涂層的應(yīng)用
熱噴涂技術(shù)能制備出耐磨、耐蝕、耐高溫、抗氧化、隔熱、絕緣、熱輻射、防輻射、超導(dǎo)和生物功能等各種特性的表面強(qiáng)化涂層,其優(yōu)勢在于對基材材質(zhì)無特殊要求,涂層厚度可控,工件大小不限,噴涂設(shè)備簡單,噴涂沉積速率比物理氣相沉積(PVD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)和電火花沉積快,物耗少,經(jīng)濟(jì)效益顯著[19-20]。
目前,世界各國在很多領(lǐng)域都采用了熱噴涂技術(shù)。例如最早報道過的JT9D噴氣式飛機(jī),就有600多處使用了熱噴涂涂層。通過在航天發(fā)動機(jī)上大量采用熱噴涂涂層,以期解決磨損、風(fēng)蝕、熱保護(hù)和間隙調(diào)整等問題。目前甚至有的新型發(fā)動機(jī)中大多數(shù)的部件都采用了熱噴涂技術(shù)處理。由于在機(jī)械裝備中應(yīng)用的材料大多為金屬,所以做好防腐工程和提高機(jī)械零件的耐磨性能非常重要。
實(shí)踐證明,使用熱噴涂技術(shù)可以收到很好的應(yīng)用效果。長江葛洲壩過船閘閘門、江蘇淮陰地區(qū)三河閘閘門、山東德州地區(qū)官家閘閘門和北京三家店拱河閘閘門從1996年開始采用電弧火焰噴涂涂層防護(hù),自此改變了每2～3年必須大修的狀況,至今仍使用正常。勝利油田將其大型貯油罐的表面噴涂Al涂層,獲得了較好的對海洋及大氣的防腐蝕效果。海南上坡糖廠采用火焰噴涂技術(shù)在其壓縮榨轆軸軸頸上噴涂耐磨層,修復(fù)尺寸,每根節(jié)省兩千多元,效益顯著。上海噴涂機(jī)械廠用等離子噴涂對機(jī)床進(jìn)行維修,使機(jī)床壽命提高了1～2倍。
熱噴涂在生物醫(yī)學(xué)工程方面的應(yīng)用已逐漸成熟,如在鈦合金人工關(guān)節(jié)(骸關(guān)節(jié)、膝、肩關(guān)節(jié)及骨盆等)表面上噴涂陶瓷涂層,既解決了金屬材料在人體生物液中易產(chǎn)生腐蝕的問題,同時解決了陶瓷材料在單獨(dú)成形時易產(chǎn)生的脆弱問題。熱噴涂使陶瓷與金屬關(guān)節(jié)之間具有一定的結(jié)合強(qiáng)度,使其表面具有良好的耐磨性、化學(xué)穩(wěn)定性、與物相容性,有利于骨質(zhì)細(xì)胞的長入,同時也改變了傳統(tǒng)手術(shù)中采用骨水泥來固定的情況,現(xiàn)已為全國各大醫(yī)院所使用。近年來,熱噴涂技術(shù)在冶金工業(yè)領(lǐng)域獲得較快發(fā)展,尤其是日本和德國這些國家,歷來重視在汽車、冶金和能源等民用支柱產(chǎn)業(yè)中開發(fā)與應(yīng)用這一技術(shù)。
5熱噴涂納米陶瓷涂層須解決的問題
納米陶瓷顆粒用于制備熱噴涂納米結(jié)構(gòu)涂層,主要需要解決兩個方面問題:
(1) 納米陶瓷粉末的輸送問題。因?yàn)榧{米顆粒質(zhì)量太小,比表面積又大,在噴涂過程中容易造成輸送管道堵塞。另外,因?yàn)闆_量小,納米顆粒無法在基材上沉積并形成致密涂層,不能用于直接噴涂[21-22]。
(2) 在熱噴涂工藝過程中,如何保證納米粒子不被燒結(jié)長大,且在最終的涂層中保持納米晶結(jié)構(gòu)[23-24]。目前,解決問題的常用辦法之一,是將納米級陶瓷顆粒經(jīng)造粒工藝形成具有納米結(jié)構(gòu)的微米級粒料, 然后用于熱噴涂實(shí)驗(yàn)。為了使涂層保持納米級晶粒結(jié)構(gòu),一般選用噴涂速度快的方法進(jìn)行噴涂,如等離子噴涂和HVOF噴涂[25]。等離子噴涂是一個快速的工藝過程,溫度高(>10000℃)、冷卻速率極快(106～107K/s)、粉末原料在等離子火焰中停留的時間小于10-3s,使原子來不及擴(kuò)散,納米粒子生長受限,因此可在涂層中形成納米晶。研究表明,快速的加熱和短時間的停留有效抑制了顆粒的長大、元素的擴(kuò)散以及第二相的形成和長大[26]。只要控制好條件,納米陶瓷顆粒在噴涂過程中不會被燒結(jié)長大。
6展 望
作為材料表面的一種改性技術(shù),熱噴涂是用于制備納米結(jié)構(gòu)涂層的一種有效方法。和傳統(tǒng)的涂層相比,熱噴涂納米結(jié)構(gòu)陶瓷涂層具有優(yōu)良的性能,如低孔隙率、高結(jié)合強(qiáng)度、高硬度、抗氧化性能好、耐腐蝕性好、磨損率低、斷裂強(qiáng)度好,在工業(yè)領(lǐng)域有著非常誘人的應(yīng)用前景。在噴涂工藝開發(fā)方面最近有了新的進(jìn)展,有望拓寬熱噴涂涂層的應(yīng)用范圍。熱噴涂納米陶瓷涂層的研究時間還不長,許多課題還有待深入研究和探討,尤其是研究新界面層材料,已成為該領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。隨著技術(shù)、工藝的不斷完善,熱噴涂納米陶瓷涂層將會有更廣闊的應(yīng)用前景。
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一、生活用具
生活用具類主要有銀酒甕、銀盆、銀涂金籌筒、銀涂金籌、銀盒、銀托子、銀碗、銀盤、銀碟、銀注子、銀鍋、銀涂金熏爐、銀鎏金人物瓶、銀蓋、銀鎏金令旗、銀棒、銀筋、銀匕、銀勺、銀鐲、銀釵、銀簪、銀櫛背等，計(jì)金銀器近1000件，金銀器皿70余件，其中以“論語玉燭”銀涂金籌筒、雙鳳菱形銀盤、鸚鵡紋銀盒、鎏金魚化龍紋大銀盆、銀鎏金嬰戲圖小銀瓶、鎏金雙鳳紋大銀盒、蝴蝶紋銀盒、荷葉懸魚形銀蓋等尤稱精品，集中體現(xiàn)了晚唐時期南方金銀器的風(fēng)格，充分展示了唐代工匠的高超技藝和豐富想象。
銀涂金龜負(fù)“論語玉燭”酒籌筒：1982年元旦出土于江蘇丹徒丁卯橋唐代銀器窖藏。龜神態(tài)如生，背負(fù)圓筒，筒有蓋，宛如龜背上豎起一支金色蠟燭。筒下設(shè)二層四面展開的蓮瓣堆飾，筒座一周飾尖狀條紋，筒身刻龍鳳各一，間以卷草和魚子紋，筒正面長方框內(nèi)刻“論語玉燭”四字，下面四個并立的腰形區(qū)間內(nèi)各有一對相啄的飛鳥；筒蓋與筒身子口相接，蓋面卷荷葉形，葫蘆形鈕，刻仰蓮紋，蓋身一周刻兩對鴻雁及卷草、流云、魚子紋。整個器物刻花處皆涂金。與此器同出的酒令籌，其大小正好可置于筒內(nèi)。文字以《論語》為內(nèi)容，有一枚酒令籌上還刻有“勸玉燭錄事（飲）五分”字樣，可知該物名稱即是論語玉燭，是用來盛放酒令籌的。（圖1）
銀涂金酒令籌：1982年元旦出土于江蘇丹徒丁卯橋唐代銀器窖藏。50枚，長方形，切角邊，下端收攏為細(xì)柄狀。每枚正面刻行體文字，文字內(nèi)涂金，其內(nèi)容上半段采自《論語》，下半段是酒令的具體內(nèi)容，包括“自飲（酌）”、“勸飲”、“處（罰）”、“放”四種。其中一枚為“刑罰不中則民無措手足觥錄事五分”，民字缺筆，顯系避李世民之諱。（圖1）
鎏金壓花雙鳳菱形銀盤：1982年元旦出土于江蘇丹徒丁卯橋唐代銀器窖藏。四出花瓣式菱形盤，寬沿，平底，矮圈足。盤內(nèi)底壓花鸞鳳1對及火焰寶珠一顆，寬沿面上捶揲8只飛鳥和纏枝蓮花，以魚子紋為地紋，圈足無紋飾。銀盤的鸞鳳、寶珠及凸起的邊緣處皆鎏金。造型獨(dú)特，成型工藝較難，新穎奇巧。（圖2）
鎏金鸚鵡紋銀盒：1982年元旦出土于江蘇丹徒丁卯橋唐代銀器窖藏。盒蓋及身為四出蓮瓣形，蓋面圓弧狀高高隆起，頂面捶刻1對銜草鸚鵡紋，間以纏枝蓮花和魚子紋地，蓮瓣形直口的邊緣飾以纏枝紋帶，下腹部為圓弧形，無紋飾，盒身下為四出蓮瓣形高圈足，素面無紋。蓋與身以四出花瓣形子母口相合。通體鎏金。外觀金碧輝煌，紋飾華麗精致，蓋、身、圈足均為四出蓮瓣形，美觀大方。（圖3）
鎏金鸚鵡紋銀碗：1982年元旦出土于江蘇丹徒丁卯橋唐代銀器窖藏。碗口為五曲花瓣形，敞口，深腹，高圈足。碗口呈破式海棠形，內(nèi)底心刻1對鸚鵡紋，鸚鵡勾喙，足趾鋒利，展翅欲飛，纖細(xì)的羽毛清晰可見，形象逼真，栩栩如生，周圍間以纏枝蓮花和魚子紋地，邊緣有聯(lián)珠紋一周。腹內(nèi)壁的曲處飾以花結(jié)，襯托五組團(tuán)花。圈足的外邊緣刻變體蓮花裝飾帶，圈足內(nèi)刻有“力士”二字。刻花處皆鎏金，余皆銀器原色。整器刻工精美，造型獨(dú)特大方。（圖4）
鎏金魚化龍紋大銀盆：1982年元旦出土于江蘇丹徒丁卯橋唐代銀器窖藏。形體較大，敞口，腹部五曲，平底。底面水波紋地，鏨刻一對翹尾展翅、睜目張口的魚化龍，其嘴前各有一顆火焰寶珠，間以蓮花、荷葉和七條游魚；底腹及腹沿之間，隔以破式草葉紋帶與卷草紋帶，腹內(nèi)一周五曲區(qū)間內(nèi)刻五對珍禽，襯以渦輪狀卷草紋和魚子紋，沿面刻瑞獸五只，間以石榴花及魚子紋；外底鐫刻“力士”字樣。刻花處皆鎏金，花紋裝飾比較獨(dú)特，與同出土的其他銀器有所不同，其他銀器上的紋飾主題寫實(shí)意味較濃，作風(fēng)相對貼近現(xiàn)實(shí)生活，而此盒上的魚化龍圖案，顯然包含有某種意義上的神話色彩。古代有鯉魚跳過龍門變化為龍的傳說，人們即借此鼓勵子孫發(fā)奮讀書，力圖上進(jìn)，有待來日，一躍龍門，出人頭地。整器金光燦爛，紋飾精美，線條流暢，動感極強(qiáng)。（圖5）
銀鎏金嬰戲圖小銀瓶：1982年元旦出土于江蘇丹徒丁卯橋唐代銀器窖藏。侈口，束頸，鼓腹，圜底。下腹部有等距離三處焊接痕，原應(yīng)有三足，出土?xí)r足已佚。該瓶通體鎏金，遍布紋飾。頸部分別刻有連珠紋、折帶紋及蔓草紋；腹部以魚子紋為地，用卷草紋構(gòu)成三足蓮瓣形開光，開光內(nèi)刻三組嬰戲圖，開光間飾以串枝花；腹底一周鏨刻十二花瓣。三組嬰戲圖的內(nèi)容分別為：第一組為二童對坐斗草；第二組嬰戲圖為三童子表演“胡旋舞”；第三組嬰戲圖為三童子表演雜劇“參軍戲”。小瓶采用滿地裝式的構(gòu)圖法，使器物更具華麗的藝術(shù)效果，圖案形象生動，兒童天真活潑，親切可愛，富有濃郁的生活氣息。三幅嬰戲圖所展現(xiàn)的斗百草、胡旋舞、雜劇場面是研究我國古代民俗、舞蹈、戲劇史等珍貴的實(shí)物資料。（圖6）
鎏金雙鳳紋大銀盒：1982年元旦出土于江蘇丹徒丁卯橋唐代銀器窖藏。通體鎏金，身與蓋分別為仰覆四出蓮瓣組成，盒身下部為喇叭形高圈足。蓋面高高隆起，似一朵覆蓋的蓮花，捶刻的凸花以銜草翱翔的雙鳳為主體紋飾，邊緣一周環(huán)繞8對相向的飛雁，并間以纏枝蓮和魚子紋地。蓋口沿鏨刻8對奔鹿，均為雌鹿在前奔跑作回首狀，雄鹿在后昂首急追，互相呼應(yīng)，神態(tài)生動。盒身上腹部亦刻8對奔鹿，與蓋口沿紋飾相同，下腹部刻有8朵牡丹團(tuán)花。高圈足一周刻10只大雁，足邊緣刻變體蓮瓣紋帶。盒外底部刻有“力士”及“伍拾肆兩壹錢貳字”鏨文，標(biāo)明“力士”銀酒具品牌及銀盒的重量。銀盒的花鳥動物圖案反映了人們的吉祥觀念，具有濃厚的生活氣息。如圖案中的雙鳳、對雁、雌雄雙鹿均寓意為夫妻，蓮花又稱荷花，因“盒”與“合”、“蓮”與“年”、“荷”與“和”諧音，此盒圖案即寓意夫妻恩愛百年好合。又因牡丹花古人稱之為富貴花，與纏枝蓮相配，又象征“富貴萬年”，還因?yàn)榭坛赡档F(tuán)花，又代表了“富貴團(tuán)圓”之意。整器造型華麗端莊，工藝精湛，鏨刻的花鳥動物圖案羽毛畢現(xiàn)，神態(tài)生動，動感極強(qiáng)，顧盼之間有呼之欲出之感，體現(xiàn)了唐代金銀器制造工藝的高超水平。（圖7）
銀鎏金蝴蝶紋盒：1982年元旦出土于江蘇丹徒丁卯橋唐代銀器窖藏。小盒呈蝴蝶形，蓋頂面凸起，捶刻蝴蝶紋，蓋邊垂直，鏨刻雙線連續(xù)菱形紋，菱形內(nèi)刻“米”字形花紋，雙線內(nèi)以魚子紋為地紋，盒身底為圓弧形，上腹邊緣亦是垂直的蝴蝶形寬帶狀，帶狀紋飾與蓋的邊飾完全相同。蓋與身以子母口相扣。圈足為圓形喇叭狀，無紋飾。盒身與蓋通體鎏金，圈足未鎏金。整器小巧玲瓏，鏨刻的蝴蝶造型，紋樣精致如真蝶無異。（圖8）
銀鎏金魚紋盒：1982年元旦出土于江蘇丹徒丁卯橋唐代銀器窖藏。呈海棠形，頂面凸起，荷葉卷邊，一片荷葉上捶刻四條精美的小魚。葉面鏨刻的葉脈似放射的光芒，蓋邊是垂直海棠形寬帶狀邊，上面鏨刻連續(xù)的三線組成的波浪紋，大波浪中刻有短線條組成的密集小水波紋，圈足為圓形喇叭狀，底邊鏨刻一周花瓣紋。盒身通體鎏金，圈足部僅花瓣鎏金。蓋與身以子母口相扣。魚紋小盒金光閃閃，燦爛奪目，精致小巧，整體紋飾生動活潑，生活氣息濃郁。（圖9）
銀鎏金荷葉懸魚形銀蓋：1982年元旦出土于江蘇丹徒丁卯橋唐代銀器窖藏。呈翻卷邊荷葉形，蓋面雙線條鏨刻荷葉的葉脈線飾，蓋頂中心，有一圓形蒂和一根卷曲的莖狀鈕，蓋下面的底邊處等距離焊接有3條小魚作為器蓋的子口。整器形象逼真，線條流暢，下面3條小魚仿佛游動于荷葉之下，一幅荷塘清趣圖就呈現(xiàn)在眼前了。（圖10）
二、舍利容器
舍利容器類主要是金棺、銀槨。金棺銀槨是佛教僧人安葬佛舍利（遺骨）的葬具。據(jù)佛教經(jīng)典記載，佛祖釋迦牟尼涅后，其舍利被分成八份分給古天竺八國國王建塔供養(yǎng)。后來供養(yǎng)舍利的風(fēng)氣逐漸盛行，安葬舍利的容器也日益豪華。供養(yǎng)舍利之風(fēng)傳到中國以后，與中國傳統(tǒng)的喪葬制度相結(jié)合，將盛放舍利的容器做成棺槨形，制作上也極盡工藝之能。有唐一代，上至帝王，下至平民，尊佛崇佛達(dá)到鼎盛。統(tǒng)治階級以貴重的金銀為材質(zhì)、以佛教題材為紋飾、參照棺槨制度等喪葬禮儀打造舍利容器，制定了一整套供奉舍利的禮佛儀軌，為絢麗的中國古代文化增添了一抹濃厚的佛教文化色彩。江蘇鎮(zhèn)江甘露寺鐵塔地宮出土的金棺、銀槨正是這種文化的反映。
長干寺舍利金棺：1960年5月發(fā)掘于江蘇鎮(zhèn)江甘露寺鐵塔地宮。棺以純金捶揲而成，除底部外，遍體刻精細(xì)花紋。棺頭以魚子紋為地紋，上部刻如意云紋圖案，中部刻直線紋，類似柵欄，下部刻門扉，左右各有乳釘三排九枚；棺尾以魚子紋為地紋，刻有下面共出的如意云紋五朵，上托一輪慧日（或稱智珠）；棺身兩側(cè)亦以魚子紋為地紋，各刻兩個高髻人首人手鳥身、鳥腳鳥尾羽人，前者兩臂伸張，后者雙手合捧果盤，周圍遍飾如意云紋圖紋，鏨刻仙鶴三只，翱翔于如意云紋之中。棺內(nèi)存放素面小金棺一只，內(nèi)盛釋迦舍利子11顆。(圖11)
長干寺舍利銀槨：1960年5月出土于江蘇鎮(zhèn)江甘露寺鐵塔塔基地宮。槨以純銀捶揲而成，形似棺。除底部外，遍體鏨刻精美的紋飾。頭部以魚子紋作地紋，下側(cè)中間刻門扉，門扉下各有乳釘三排十二枚，門扉上為柵欄，兩邊飾卷草紋，門上雙線界內(nèi)間以卷草紋，界上兩側(cè)亦刻卷草紋，中間擁托慧日一輪；槨尾亦以魚子紋為地紋，鏨刻共出的如意紋十朵；槨兩側(cè)各刻雙頭迦陵頻伽像一身，間以纖細(xì)的纏枝花紋；槨蓋飾飛天二，高髻，裸上身，著長裙，前者左手張開高舉，右手持花盤作轉(zhuǎn)身回顧狀，后者雙手持果盤，作行進(jìn)狀。飛天身體柔軟，姿態(tài)自然，借風(fēng)飄而起舞，借流云而飛翔，二飛天前在如意寶珠四周襯以花朵流云，圖案極其美麗動人。(圖12)
禪眾寺舍利銀槨：1960年5月出土于江蘇鎮(zhèn)江甘露寺鐵塔塔基地宮。槨為純銀捶揲而成。槨作帶座箱形，遍體以魚子紋為地紋，鏨刻精美紋樣。槨頭刻門扉，下部各有乳釘七排，每排五枚、四枚不等，飾門環(huán)一對，突出于平面外，上掛一精致銀鎖，鎖匙可取卸；槨尾刻鴻雁一對，間以如意云紋；槨身兩側(cè)各刻高髻、雙翅、人頭鳥身的迦陵頻伽像一身，一作合掌狀，另一作雙手持盤供養(yǎng)狀，均飛翔于纏枝花葉之間；槨下為須彌座，飾破式海棠及蔓草紋；槨頂飾仙鶴一對，間以如意云紋，造型紋飾精美。(圖13)
三、制作工藝
從以上兩部分的客觀描述中我們不僅可以了解鎮(zhèn)江博物館館藏唐代金銀器的總體特征，如圈足寬大；器皿口部多采用花瓣形處理；器壁變薄；造型整體富麗堂皇，精致細(xì)巧；出現(xiàn)不少象生器；花紋以纏枝花鳥為主；多用散點(diǎn)或滿地裝飾；多用中國本土或神話中的各種動物形象，特別是鴛鴦、鳳鳥、鸚鵡等民間喜聞樂見的生活題材；整體作風(fēng)寫實(shí)，結(jié)構(gòu)緊湊，整齊活潑，圖案化意味濃厚等，亦可大略了解其制作工藝、審美傾向和藝術(shù)內(nèi)涵。
據(jù)《唐六典》記載：唐代金銀器的制作方法很多，金的加工方法就有銷金、柏金、織金、砑金、披金、泥金、鏤金、捻金、戧金、圈金、貼金、嵌金、裹金等十四種，從上述器物的描述來看，鎮(zhèn)江博物館館藏唐代金銀器各種工藝技法均有所使用，但主要還是采用捶揲與鏨刻，輔以切削、拋光、焊接、刻鑿、鉚、鍍等多種生產(chǎn)技藝制作，綜合運(yùn)用流線、圓弧式手法造型，器物舒展大方、輕松活潑。
所謂捶揲是指利用金銀質(zhì)地較軟、延展性強(qiáng)的特點(diǎn)，采用反復(fù)捶擊的方法，使之延伸展開成片狀。金銀器捶揲工藝有兩種基本方法：一種是自由捶揲法，自由捶揲法是以預(yù)先設(shè)計(jì)好的圖形，敲擊金銀薄片，以比較自由的手法制作出二維或三維的器形；另一種是“模沖”捶揲法，模沖捶揲法需要事先按設(shè)計(jì)要求刻制底模，底模一般以錫鉛合金制成，加工時將底模襯在金銀板片下反復(fù)捶揲，底模上的花紋就翻印到器物上。鎮(zhèn)江博物館館藏唐代金銀器中的盤、杯等大多數(shù)用捶揲技術(shù)制作，一些形體簡單、較淺的器皿也是直接捶制出來。[4]
鏨刻則是利用鋼制的各種形狀的鏨子，用小錘敲擊鋼鏨將花紋鏨在退過火的條塊狀黃金的表面。鏨刻工藝用鏨、戧等方法雕刻圖案花紋，這些圖案花紋有深有淺，富有藝術(shù)感染力。鏨刻工藝有陽鏨、陰鏨、平整、鏤空等數(shù)種。
相比較而言，捶揲工藝主要用來制作器物的形體，鏨刻工藝主要用來制作器物表面的裝飾紋樣，在制作器物表面裝飾紋樣時兩者還可以結(jié)合使用，將捶揲工藝、鏨刻工藝、模沖工藝完美的結(jié)合，將器物及器物的裝飾紋樣制作得十分逼真寫實(shí)，將形體刻畫得深入動人，將整體的形和局部的形都刻畫得栩栩如生，線條流暢，富有韻味。
當(dāng)然除了使用捶揲與鏨刻這兩種成形加工工藝外，這批器物還有其他的最常用的裝飾工藝使用，那就是鎏金，這在唐代的高檔金銀器加工中幾乎無器不用。
鎏金工藝是金銀器表面裝飾中十分重要的一種工藝，亦稱“涂金”、“火鍍金”。先將金與水銀混合熔化成金汞劑后，涂于器物（多為銀、銅器，也有鐵、陶質(zhì)）表面，經(jīng)烘烤加熱，讓其中的水銀蒸發(fā)掉，使金固著于器物表面，再磨壓加工而成，華貴璀璨，經(jīng)久而不褪色。[5]此工藝始于春秋末期，至戰(zhàn)國、兩漢達(dá)到很高水平，唐代銀器，主題紋飾多鎏金，稱為“金花銀器”，達(dá)到巔峰，這批金銀器就是“金花銀器”風(fēng)格的真實(shí)寫照。
金光閃閃、銀光熠熠的金銀器，成為顯示唐王朝國力強(qiáng)盛的標(biāo)志。其精巧的制作工藝、優(yōu)美的造型藝術(shù)、豐富多彩的裝飾技藝無不展示了唐代現(xiàn)實(shí)生活的五彩繽紛，文化藝術(shù)的欣欣向榮，金銀器也不再只是財(cái)富的象征，更是歷史和文明的印跡。王朝的身影遠(yuǎn)去了，但歲月依然在流逝中記住曾經(jīng)的輝煌。
注釋：
[1]江蘇省文物工作隊(duì)鎮(zhèn)江分隊(duì)、鎮(zhèn)江市博物館.江蘇鎮(zhèn)江甘露寺鐵塔塔基發(fā)掘記 [J].考古，1961（6）：302-315.
[2] 丹徒縣文教局、鎮(zhèn)江博物館：江蘇丹徒丁卯橋出土唐代銀器窖藏[J]. 文物，1982（11）：15-24.
[3] 劉建國. 江蘇鎮(zhèn)江唐墓[J].考古，1985(2):131-148.
關(guān)鍵詞：普通車床；方形零件夾具；設(shè)計(jì)
在機(jī)械加工領(lǐng)域，數(shù)控機(jī)床漸漸取代了普通機(jī)床的主導(dǎo)地位，因?yàn)槠渚哂懈咝А⒖煽氐忍匦浴５牵覀円廊徊荒軓氐邹饤壠胀ㄜ嚧驳膶W(xué)習(xí)研究，因?yàn)樗菙?shù)控機(jī)床發(fā)展的基礎(chǔ)，可以有效培養(yǎng)工作人員的相關(guān)專業(yè)技術(shù)素質(zhì)。本文是對普通車床加工方形零件夾具進(jìn)行分析，該加工方形工件夾具，是根據(jù)日常生產(chǎn)需要而制作的。它主要是利用車床自身的固有條件安置和加工的，因而在其它設(shè)備條件并不齊全的情況下，越發(fā)能顯示其特有的優(yōu)越性。該加工方形零件夾具，繪聲結(jié)構(gòu)較簡單，操作容易，很便于安裝。在車床上能加工偏方，三方，四、六方等多連形非標(biāo)準(zhǔn)件，同時對操作人員技術(shù)要求不是很高，便于實(shí)際操作應(yīng)用和推廣，通過實(shí)踐證明，該車方形零件夾具比銑床加工同一產(chǎn)品時，可顯著提高工效4～5倍。
一、方形零件夾具設(shè)計(jì)的必要
在機(jī)械加工過程中，為了能夠保證工件的加工精準(zhǔn)度，使之相對于機(jī)床、刀具占有稍確定的位置，并能迅速可靠地夾緊各種工件，以接受加工或檢測的工藝裝備稱為機(jī)床夾具，簡稱夾具。夾具設(shè)計(jì)中主要要基于夾具的特點(diǎn)，從夾具體、定位元件、夾緊裝置、聯(lián)接元件、對刀或?qū)蛟⑵渌b置或元件以及標(biāo)準(zhǔn)化了的其他聯(lián)接元件中設(shè)計(jì)。
在平時的機(jī)械加工工作中，經(jīng)常會遇到方形零件的加工，這些零件若用銑床加工，生產(chǎn)效率較低，加工不方便。方形零件夾具是在機(jī)床上用以定位裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于刀具或機(jī)床有一個相對正確的位置，保證加工精度、提高勞動生產(chǎn)率、擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍和保證生產(chǎn)安全，因此，方形零件夾具在機(jī)械制造中占有很重要的地位。隨著現(xiàn)代機(jī)械加工技藝的日趨完善和各種高精數(shù)控加工機(jī)床的出現(xiàn)，這要求與之配套的機(jī)床附件更加精確與可靠，而方形零件夾具的性能直接影響加工工件的安裝、定位及制造精度。因此，良好的方形零件夾具設(shè)計(jì)是保證高精度機(jī)床加工的前提條件。
二、普通車床加工方形零件夾具設(shè)計(jì)要求
1.高效、高精。為了提高機(jī)床的加工精度，機(jī)床夾具應(yīng)具有較高的定位安裝精度和轉(zhuǎn)位、定位精度。工件在夾具的定位實(shí)際上包括工件在夾具上的定位和夾具在機(jī)床上的定位兩個方面。夾具設(shè)計(jì)不但要保證加工精度、擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍、提高勞動生產(chǎn)率，而且應(yīng)該有良好的機(jī)動性和安全可靠性，保證生產(chǎn)安全。
2.模塊、組合。夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)，利用模塊化設(shè)計(jì)的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開發(fā)的基點(diǎn)。省工、省時，節(jié)能、節(jié)材，體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計(jì)為夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用CAD/CAM、CAXA、Pro＼E等技術(shù)，可建立元件庫、典型夾具庫、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫，進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)，為用戶三維實(shí)體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過程，既能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗(yàn)，了解市場需求，不斷地改進(jìn)和完善夾具系統(tǒng)。模塊化夾具與組合夾具之間有許多共同點(diǎn)。它們都具有方形、矩形和圓形基礎(chǔ)件，在基礎(chǔ)件表面有坐標(biāo)孔系。兩種夾具的不同點(diǎn)是組合夾具的萬能性好，標(biāo)準(zhǔn)化程度高；而模塊化夾具則為非標(biāo)準(zhǔn)的，一般是為本企業(yè)產(chǎn)品工件的加工需要而設(shè)計(jì)的。
3.通用、經(jīng)濟(jì)。夾具設(shè)計(jì)要大力提倡標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的通用性設(shè)計(jì)，這樣，才能提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短設(shè)計(jì)周期，降低設(shè)計(jì)成本，提高其設(shè)計(jì)制造水平和質(zhì)量，從而使夾具行業(yè)的整體勞動生產(chǎn)率得到提高。
三、普通機(jī)床加工形零件夾具的特點(diǎn)
1.一機(jī)多用。在設(shè)備不齊全，專業(yè)技術(shù)人員缺少的情況下，可直接加工方形工件一次而成。
2.方形零件夾具結(jié)構(gòu)簡單、容易操作，對操作人員的技術(shù)水平要求不高，便于使用。
3.方形零件夾具生產(chǎn)效率高。可在加工M36以下的各種螺絲和螺母的六方面（對角長63.5mm ）或加工邊長為3O～的扁和四方等。當(dāng)車床上使用此裝置加工M12的六角螺栓和螺母的方頭時，它可比銑床加工提高工效4～5倍。
四、工作原理
使用時可將此裝置的底座1O固定在車床的中拖板上，將車床小拖板取下來，同時將卞動齒輪軸2直接安裝在床頭箱卞軸錐孔內(nèi)，另一端用車床后頂尖頂位。動力經(jīng)床頭箱主軸傳到齒輪軸（漸開線花鍵軸、Z：lq）再通過中間齒輪5帶動雙聯(lián)齒輪9（Z= 54：Z= 36），由此可分別得到1= 1/3或1= l/2的減速比、工件再由裝在從動軸2l上的卡盤22驅(qū)動、刀盤l安裝在床頭箱的主軸上，并開有六條裝刀槽。
工作時，工件和刀具都作同方向的不等速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，利用線由點(diǎn)組成的幾何原理，在車床上改變原來車刀和工件相對運(yùn)動的軌跡、車刀不移動、進(jìn)刀和走刀的動作由車床的拖板通過移動工件來完成，這種加工方法的不足是工件表面稍有弧形，但是對緊固件而言，不會影響其使用。車方形工件夾具的構(gòu)造和安排情況如下圖所示。
1.刀盤2.主動輪3.介輪4.從動輪5.工件6.工件夾具7.夾緊油缸8.進(jìn)給油缸
五、使用方法
l.車方夾具的安裝、使用。將車床刀架卸下，利用車床刀架回轉(zhuǎn)盤的緊固螺栓，將此夾具固定在中拖板上，工作完后即可折除。安裝刀盤中Zoomm 左右自制時，可先折下原來車床上的卡盤，然后將刀盤裝在床頭箱主軸上。
2.刀具的選用和安裝。刀具材料選用YTS硬質(zhì)合金、刀桿材料45#鋼，同時使用兩把以上的刀具時，每把刀具的幾何形狀均需相同。裝刀數(shù)量可根據(jù)多邊形數(shù)和所選用的減速比來確定。計(jì)算方法如下：裝刀二多邊形邊數(shù)X 減數(shù)比常加工多邊形工件刀數(shù)量表：
安裝兩把以上刀具時，每把刀伸出刀盤的長度一定要相等，刀尖要在同一圓周上、刀具之間的夾角也要相等，否則就加工不出規(guī)則的正多邊形。
3.調(diào)速減速比。速比的改變是通過調(diào)整掛輪來實(shí)現(xiàn)的，調(diào)整時只要改變中間齒輪軸與卞、從動軸之間的相對位置，使中間齒輪分別與雙聯(lián)齒輪的大、小齒輪相結(jié)合，便可得到兩種不同的速比。
4.工件加工尺寸的控制。這可以通過調(diào)整從動軸和主動軸的相對位置（中心距）來實(shí)現(xiàn)，方法是先松開掛輪板，搖動中拖極、改變兩軸中心距、并使加工面與車刀保持適應(yīng)位置，這樣就可獲得加工不同尺寸的工件。
（作者單位：廣東省嶺南工商第一技師學(xué)院）
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從三大發(fā)明變成四大發(fā)明，最初是來華的耶穌會士艾約瑟(Joseph Ed-kins，1823―1905)，他把造紙放了進(jìn)去。最大的功勞要?dú)w李約瑟，他大力贊美和強(qiáng)調(diào)這四大發(fā)明是中國人做出的貢獻(xiàn)。李約瑟長期研究中國科學(xué)史，不斷稱頌中國古代的科技成就，他被視為“中國人民的偉大朋友”。四大發(fā)明通過李約瑟提倡之后，進(jìn)入了我們的教科書。
火藥發(fā)明權(quán)難以動搖
古代中國人發(fā)明的火藥，是用硫磺、硝石和碳按照一定配比混合成的黑火藥。這從唐代一些煉丹文獻(xiàn)里就可以看到，最初它很可能是煉丹家無意中發(fā)現(xiàn)的。這里最重要的一個年份是公元1044年，這年北宋編纂了《武經(jīng)總要》類似當(dāng)時北宋國家軍隊(duì)武器裝備的標(biāo)準(zhǔn)教科書，書中出現(xiàn)了三個黑火藥的配方。這表明至少到公元1044年，火藥已經(jīng)成為北宋軍隊(duì)的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)裝備。
企圖動搖中國人在火藥上的發(fā)明權(quán)有兩條路徑：一條是試圖從西方古代文獻(xiàn)中找到一些比北宋更早的火藥記錄，另一條是糾纏黑火藥和黃色炸藥的區(qū)別。
第一條路徑上，爭奪黑火藥發(fā)明權(quán)的大致有這樣四個候選者：希臘火、海之火、印度和培根。這里我們先要區(qū)別燃燒劑和火藥燃燒劑在燃燒時需要外界供給氧氣，而火藥本質(zhì)上是一種“自供氧燃燒”，即火藥本身能夠提供氧。在黑火藥中，硝石就是用來提供氧的。上面四個候選者中的希臘火、海之火，確實(shí)有年代很早的記載，希臘人和拜占庭軍隊(duì)曾用它們焚燒敵艦，但它們都是燃燒劑，所以實(shí)際上沒有資格與黑火藥競爭。第三個競爭者是印度，但是比較權(quán)威的觀點(diǎn)認(rèn)為，印度直到13世紀(jì)還沒有火藥，最早在印度出現(xiàn)的火藥實(shí)際上是元朝軍隊(duì)遺落在那里的。所以印度作為爭奪黑火藥發(fā)明權(quán)的候選者是比較弱的一個。最有趣的是13世紀(jì)的著名學(xué)者羅杰爾?培根(RogerBacon，1214―1294)。一些西方人認(rèn)為培根已經(jīng)發(fā)明了黑火藥，他們的依據(jù)是，據(jù)說在培根的著作里有一個用隱語寫成的黑。西方有人把這個隱語通過調(diào)整字母順序，甚至添加字母的方式，“釋讀”成了一個黑。但是這種“釋讀”方法本身就站不住腳，況且即便培根真有這樣一個黑，也在《武經(jīng)總要》之后兩百多年，所以培根仍然不能爭奪黑火藥的發(fā)明權(quán)。
既然可以確認(rèn)黑火藥是中國人發(fā)明的，那么我們再來解決黑火藥和黃色炸藥的問題。
今天全世界用的炸藥都屬于黃色炸藥系統(tǒng)。黃色炸藥來源于公元1771年發(fā)明的苦味酸，最初是作為染料的，后來發(fā)現(xiàn)這種黃色染料有很強(qiáng)的爆炸性質(zhì)，1885年法國第一次將它用于軍事用途，裝填在炮彈里作為炸藥。這樣一來，問題就很清楚了：當(dāng)年馬克思說火藥把騎士的城堡炸得粉碎，顯然不是說1885年之后的事情，起碼在17世紀(jì)就已經(jīng)發(fā)生了。那是被什么炸碎的呢?當(dāng)然是被中國人發(fā)明的黑火藥炸碎的。
至于黑火藥向西方的傳播，恩格斯的論斷比較可信。恩格斯對軍事史有興趣，他總結(jié)出火藥西傳的路徑：從中國到印度，再從印度到阿拉伯，然后從阿拉伯到歐洲。在這個過程中，歐洲騎士的城堡被黑火藥炸得粉碎。因此中國人發(fā)明的黑火藥確實(shí)改變了世界歷史。
造紙問題莫自尋煩惱
本來我們都知道東漢的宦官蔡倫發(fā)明了一種造紙的方法，其法簡單經(jīng)濟(jì)，這一直是被作為定論的。許多西方學(xué)者也贊成這一定論。在這個定論里，包含了對紙的傳統(tǒng)定義。
為何提出“灞橋紙”是自尋煩惱呢?因?yàn)閷⑦@些近似爛棉絮的、最大只有巴掌大小而且沒有書寫證據(jù)的東西稱為紙，實(shí)際上就降低了紙的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，放寬了對紙的定義。此舉帶來的后果，則是中國在造紙上的發(fā)明優(yōu)先權(quán)反而有可能喪失!
為什么呢?如果允許放寬對紙的定義，那如何對待埃及的紙莎草紙?紙莎草紙?jiān)诠?000年就有了。而且今天在世界各大博物館里藏了很多紙莎草紙的作品，上面有顏色鮮艷的圖畫和文字。如果執(zhí)意要把灞橋發(fā)現(xiàn)的絮狀物說成紙，那古埃及那些有大量圖畫文字在上面的、用植物纖維做成的紙莎草紙，能說它不是紙嗎?而一承認(rèn)埃及的紙莎草紙也是紙，那中國的造紙發(fā)明優(yōu)先權(quán)就喪失了，紙莎草紙比蔡倫造紙?jiān)缌?000年。
神話司南與指南針
中國關(guān)于指南針的歷史文獻(xiàn)記載是相當(dāng)晚的，但一講司南，我們就把它的歷史提前到先秦。許多人甚至在《韓非子》中找到了證據(jù)，認(rèn)為戰(zhàn)國時期就有司南了。司南的標(biāo)準(zhǔn)圖案(一個天然磁石做的湯匙)在小學(xué)課本里就有。但是迄今并未發(fā)現(xiàn)任何古代的司南實(shí)物，這個圖案實(shí)際上是王振鐸在20世紀(jì)40年代假想出來的。該圖案后來上了1953年的紀(jì)念郵票，于是成為定論：中國人在戰(zhàn)國時明了司南。當(dāng)年王振鐸的報告說他已經(jīng)用天然磁石復(fù)制成功司南，但是這具司南從來沒人見過，至今下落不明。現(xiàn)在博物館中陳列的司南，通常都是合金制造的，并用電磁線圈對它充過磁，這樣才能夠指南。這樣的陳列品不能稱為復(fù)制。
涉及司南的最早文獻(xiàn)是《韓非子?有度》，但從上下文來看，其中所說的司南并不是指一個器具，而是類似于我們說的“規(guī)矩”、“法度”這樣的意思。已經(jīng)有人寫論文詳細(xì)分析了中國古代大量文獻(xiàn)中出現(xiàn)的“司南”字樣，其中有很大的比例并不是指能夠指南的器具。要證實(shí)先秦時代就有司南，只有兩條路徑：一、發(fā)現(xiàn)一個古代司南實(shí)物，而且這個實(shí)物是天然磁石的，并且能夠指南；二、用天然磁石復(fù)制出一個真正能夠指南的司南。既然目前還沒有這樣的實(shí)物和復(fù)制品，那么司南迄今仍然只是一個神話。
為什么有很多人愿意維持司南這個神話呢?因?yàn)樗灸线@個神話和指南針的發(fā)明權(quán)有很大關(guān)系。有人認(rèn)為中國人只不過發(fā)現(xiàn)了地磁現(xiàn)象，這和發(fā)明指南針還有距離；而如果我們戰(zhàn)國時代就發(fā)明了司南，那就能保障我們在指南針上的發(fā)明優(yōu)先權(quán)。
雕版印刷和活字印刷
培根和馬克思說的三大發(fā)明里面有印刷術(shù)，印刷術(shù)包括了雕版印刷和活字印刷。雕版印刷比較簡單，就是讓刻工在一塊木板上，把我們要的文字或圖案雕出來。印刷的時候在這個木板上刷油墨，然后把它印到紙上。古代的雕版印刷都是這么印的。通常我們認(rèn)為現(xiàn)藏大英博物館的公元868年王玢印造的《金剛經(jīng)》是雕版印刷最早的實(shí)物。當(dāng)然這并不意味著中國人在公元868年才學(xué)會雕版印刷，應(yīng)該在這之前就會了。
活字印刷就比較復(fù)雜了。宋代沈括《夢溪筆談》里記載了畢癉用泥燒成活字，能夠用來印刷。但這只是一個記載，既沒有泥活字的實(shí)物傳下來，也沒有用這個泥活字印刷的東西傳下來。這個記載是不是可信?說實(shí)話也不是100％可信，但是我個人覺得它有80％可信。不過當(dāng)時這個泥活字并沒有得到推廣，也沒有關(guān)于畢癉用泥活字賺錢致富的記載。從畢癉往后900年，中國的絕大部分書籍仍然都是用雕版印刷的。這說明泥活字沒有能夠在商業(yè)上取代雕版印刷。在泥活字之后又發(fā)明了木活字和金屬活字，這兩種活字也被嘗試過。但是這些活字都沒有商業(yè)價值。
爭奪中國人的印刷術(shù)發(fā)明權(quán)最厲害的是韓國。韓國人的做法分兩步，第一步是爭奪雕版印刷的發(fā)明權(quán)，如果這個被他們爭奪到了，整個印刷術(shù)的發(fā)明權(quán)就是他們的了，他們就可以說“韓國發(fā)明了印刷術(shù)”，那四大發(fā)明中的一個就變成韓國的了。
1966年在韓國一個廟里面發(fā)現(xiàn)了一卷《陀羅尼經(jīng)咒》，這是一份漢字的雕版印刷品。它的年代比剛才我們說的王玢印造《金剛經(jīng)》的公元868年要早。這個《陀羅尼經(jīng)咒》印刷的年代，可以肯定是在公元704～751年之間。因?yàn)楣?04年這個《陀羅尼經(jīng)咒》才被譯成漢文，而公元751年是韓國這個廟落成的年份，這個東西是在廟落成之前埋下的，所以可以確信是公元751年之前。于是韓國人在世界上造輿論，說他們發(fā)現(xiàn)的《陀羅尼經(jīng)咒》比大英博物館藏《金剛經(jīng)》要早。
但是韓國人完全回避了一個非常致命的問題，這卷《陀羅尼經(jīng)咒》是從哪里來的?在當(dāng)時，日本和朝鮮半島諸國都非常流行從中國進(jìn)口佛經(jīng)、書籍之類的東西，這些東西被當(dāng)做珍貴的文化禮物。因此很多西方研究雕版印刷的專家都認(rèn)為，這個《陀羅尼經(jīng)咒》是在中國印刷了以后，送到朝鮮去的。因?yàn)楫?dāng)時這個廟落成的時候會需要這樣的禮物，這個《陀羅尼經(jīng)咒》就是從大唐搞來的。這個《陀羅尼經(jīng)咒》上面有幾個漢字，是武則天時代所用的特殊漢字。因此現(xiàn)代大部分中國學(xué)者和那些研究雕版印刷的西方學(xué)者認(rèn)為，這卷《陀羅尼經(jīng)咒》是在中國印刷了以后送到朝鮮去的。所以它的發(fā)現(xiàn)仍然不能動搖中國的雕版印刷發(fā)明權(quán)，相反還提早了中國雕版印刷術(shù)的實(shí)物年代。
當(dāng)然這樣的解釋也不能說有100％的說服力，因?yàn)楝F(xiàn)在既沒有這卷《陀羅尼經(jīng)咒》來自中國的直接證據(jù)，也沒有它是在朝鮮當(dāng)?shù)赜∷⒌淖C據(jù)。所以學(xué)術(shù)界認(rèn)為，韓國發(fā)現(xiàn)的這個《陀羅尼經(jīng)咒》，并不能顛覆中國人在雕版印刷術(shù)上的發(fā)明權(quán)。但是他們確實(shí)也提出了一點(diǎn)點(diǎn)挑戰(zhàn)，盡管這沒有得到國際學(xué)術(shù)界的公認(rèn)。
但是下面一件事情韓國人確實(shí)得分了。2001年6月，聯(lián)合國教科文組織認(rèn)定，在韓國清州發(fā)現(xiàn)的《白云和尚抄錄佛祖直指心體要節(jié)》(印刷于公元1377年)為“世界最古老的金屬活字印刷品”。2005年9月，由韓國政府資助，聯(lián)合國教科文組織在清州舉行了大型紀(jì)念活動。聯(lián)合國教科文組織承認(rèn)朝鮮人在金屬活字上具有世界第一的發(fā)明權(quán)。當(dāng)然這并未動搖中國在印刷術(shù)上的發(fā)明權(quán)，但是韓國得到了金屬活字上的優(yōu)先權(quán)。因?yàn)槌r人確實(shí)非常熱衷于鑄造金屬活字，他們用金屬活字印了大量的書，所以在金屬活字上可能他們是有優(yōu)先權(quán)的。
現(xiàn)在的情形是，韓國人企圖爭奪中國的雕版印刷術(shù)發(fā)明權(quán)，不太成功但也有一點(diǎn)小進(jìn)展。在活字印刷上，他們要超過畢癉做不到。但是在金屬活字印刷上，他們占了先，聯(lián)合國教科文組織確認(rèn)他們比中國的金屬活字印刷要早。
為什么畢癉所發(fā)明的泥活字，以及后來的木活字和銅活字都不能推廣呢?直到現(xiàn)代西方的印刷術(shù)傳入之后，中國的雕版印刷才廢棄呢?在歐洲，古登堡在15世紀(jì)發(fā)明金屬活字，很快被商業(yè)化推廣了。而中國的活字印刷為什么這么難推廣?這是因?yàn)橹形暮臀魑闹g確實(shí)有著一些根本的差別，我這里只說兩點(diǎn)：
第一點(diǎn)是前期投入。以英文為例，26個字母，加上數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)符號等等，做一套只需要幾十個不同字符(當(dāng)然需要大量復(fù)本)。但漢字不是這樣，在古代有幾萬個漢字，就是今天在簡體字普及之后，常用漢字也有幾千個。也就是說，造一套西文字成本很小，但要造幾萬個不同漢字(同樣需要大量復(fù)本)，造一套字就非常昂貴。古代的活字都是官方或者是皇家來制造(朝鮮的金屬活字也是如此)，就是因?yàn)樗枰艽蟮耐度搿Ｆ浯问菍T工素質(zhì)的要求。古代中文的活字印刷，排字工人必須是一個認(rèn)識幾萬個漢字的人，但是西文的排版工人甚至可以是一個不識字的人，因?yàn)樗还仓挥袔资畟€符號。所以在現(xiàn)代印刷術(shù)發(fā)明之前，漢字沒有優(yōu)勢；現(xiàn)代印刷術(shù)發(fā)明之后很久，漢字仍然沒有優(yōu)勢。只有到了電腦時代，漢字的春天才真正開始了。如今中文和西文相比，在排版、印刷方面的劣勢已經(jīng)完全消失。今天中文打字可以比西文打字更快。
重新思考四大發(fā)明
中國人四大發(fā)明的發(fā)明權(quán)，雖然遇到一點(diǎn)點(diǎn)挑戰(zhàn)，但基本上還是穩(wěn)固的。對這四個偉大發(fā)明，我們?nèi)匀豢梢哉J(rèn)為是中國人的驕傲。
但是在北京的中國科技館新館，現(xiàn)在陳列的四大發(fā)明不再是我們教科書上的那四個了，而是變成了絲綢、青銅、陶瓷、造紙印刷。為什么變成這四個了呢?主要原因可能是：一、要讓這些發(fā)明的科技含量更高；二、讓它的范圍變大。這也許主要是著眼于防止別人來爭奪我們的發(fā)明權(quán)。
比如絲綢，就很復(fù)雜，涉及養(yǎng)蠶、種桑、紡織、印染等等，將這一大批工藝技術(shù)都?xì)w在“絲綢”名下，當(dāng)然范圍就廣了，科技含量就高了，不容易被人爭奪。青銅也是一樣，涉及一系列冶金工藝，非常復(fù)雜。陶瓷在燒制的過程中，里面有很多化學(xué)和藝術(shù)方面的學(xué)問，也足夠復(fù)雜。而將造紙和印刷合并，既把“灞橋紙”這類爭議放到了一邊，再加上籠統(tǒng)的“印刷”，它既可以是活字印刷，也可以是雕版印刷，這樣也能夠確保中國的發(fā)明優(yōu)先權(quán)。所以這“新四大發(fā)明”不太容易被別人爭奪。
其實(shí)我們也可以考慮更多的“新四大發(fā)明”。如果我們考慮這樣三個原則：一、對中國的文明，或者對中國人的生活，有過廣泛影響的；二、盡量保證中國人的發(fā)明優(yōu)先權(quán)；三、應(yīng)該有足夠的科學(xué)技術(shù)含量(偉大的發(fā)明要有一定的技術(shù)含量，其實(shí)司南這樣的東西只是天然磁石，科技含量就有點(diǎn)低了)。那么我們就可以有一系列“新四大發(fā)明”，以前我曾提出過兩組。
先看“新四大發(fā)明A組”：絲綢、中醫(yī)藥、雕版印刷、十進(jìn)制計(jì)數(shù)。絲綢之所以入選，是因?yàn)檫@是古代中國人非常具有特征性的東西。中醫(yī)中藥現(xiàn)在一直遭到一些人的打壓，有的人甚至說中醫(yī)是偽科學(xué)。實(shí)際上我們必須看到，幾千年來，中華民族的健康就是靠中醫(yī)中藥來呵護(hù)的，應(yīng)該承認(rèn)中醫(yī)對中國的貢獻(xiàn)是非常大的。況且它直到今天仍然有活力，這比司南之類早已沒用的東西強(qiáng)多了。考慮到韓國人在金屬活字印刷上已經(jīng)占先，我們不如只提雕版印刷，這樣可以確保中國的發(fā)明優(yōu)先權(quán)。十進(jìn)制計(jì)數(shù)從數(shù)學(xué)上說意義是非常重大的，而中國人從一開始就采用這個計(jì)數(shù)法。
再看“新四大發(fā)明B組”：陶瓷、珠算、紙幣、陰陽合歷。陶瓷入選的理由類似A組中的絲綢。雖然今天有了計(jì)算機(jī)，珠算基本上沒有什么優(yōu)越性了。但在計(jì)算機(jī)普及之前，珠算是非常有商業(yè)潛力的。中國人在宋代就發(fā)明了紙幣(交子)，這說明中國人很有商業(yè)頭腦。實(shí)際上這是中國人一個非常可以驕傲的發(fā)明，但是以前我們一直很少去講。這可能和我們的某些觀念有關(guān)，我們老是覺得錢這個東西是不好的，好像中國人發(fā)明了世界上最早的紙幣并不光彩似的。陰陽合歷(農(nóng)歷)一直到今天還在我們的生活中使用。我們中國的農(nóng)歷和西方的歷法完全不一樣，現(xiàn)在用的公歷是一種陽歷，完全不考慮月相。中國古代的農(nóng)歷是一種陰陽合歷，這在世界上是非常少見的。其他民族的歷法，大部分要么用陰歷，要么用陽歷；要么根據(jù)月相，不考慮太陽運(yùn)動；要么只考慮太陽運(yùn)動，不考慮月相。中國古代的陰陽合歷將這兩者都兼顧起來，而且又能做到相當(dāng)高的精度。
