金属材料具有的工艺性能:
为更合理使用金属材料,充分发挥其作用,必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能(使用性能)及其在冷热加工过程中材料应具备的性能(工艺性能)。
材料的使用性能包括物理性能(如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等)、化学性能(耐用腐蚀性、抗i氧i化性),力学性能也叫机械性能。
材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。
2011年中国原铝生产能力已超过26000kt/a,在建与拟建的生产能力在20000kt/a以上,如果2015年有80%建成,则那时全国原铝生产能力可能达到42000kt/a,将占年全球总生产能力的64%。对中国铝工业来说,这可能是一场灾难,若生产能力达到90%开工率,产量可达41400kt,除国内消费约26500kt外,还必须出口约14900kt,中国将成为世界最l大的铝净出国。这决不是一件好事,出口的能源与资源,留在华夏大地与空中的是污染,同时全球也接受不了这么多铝。
电解铝“西进”祸福难料
2008年以来,中国掀起了一股在西部地区(甘肃、青海、新疆)大建原铝企业的浪潮,在建与拟建项目的总生产能力超过18000kt/a,仅新疆的就有约14000kt/a,到2015年若有80%建成,铝的产量可有将达12960kt,这实在匪夷所思。在中国当前的技术条件下,生产这么些铝需要24000kt氧化铝,6480kt氟化盐,其它物资848kt,总运输量(含铝锭运出)44742kt/a,需要50t的铁路车辆89480辆,平均每天装卸2450辆,仅运出12960kt铝锭需要50t的车辆25900辆,平均每天装车710辆,到哪里去找这么多的车辆?当然从长远来看不成问题,但那是2020年以后的事。所以,笔者认为,这么蜂拥而上,向新疆与西部其他地区投资建设电解铝厂,这么集中,是市场经济发展不成熟的表现,离科学发展观还有一定的距离,对中国铝工业来说是弊多利少,是“祸”而不是“福”。
其次,是刀具与被加工工件的适用性。这其中包含的内容比较多。适用于加工工件的材料和力学条件刀具上最重要的基本点是刀尖。所谓刀尖,从定义上是主、副切削刃的交点。而主切削刃是前刀面与主后刀面的交线,副切削刃是前刀面与副后刀面的交线;因此刀尖实际上也是前刀面、主后刀面、副后刀面三个面的交点。加上工作状态,它与工件接触的点也是在工件上已加工表面和切削平面(又称过渡表面)的交线上。因此,它实际上是五个面和两个刃的汇集点。但是,本文说将的刀尖,要比上述定义的范围大一些,它是指上述概念“刀尖”及其刀具上邻近该“刀尖”的周边地区。构成这个刀尖切削性能的,有三个主要因素:基体材料、表面状态、几何形状。这三者以及它们的交互作用,基本上决定了这个刀尖具有什么样的切削性能。基体材料:现在许多刀具都具备了涂层,但基体材料仍然对刀尖的性能发挥着非常重要的作用。涂层通常很薄,大部分的涂层的厚度在3~25μm(约人类头发的健?倍),其能够直接承受的切削力和切削热还是很有限的,大部分的切削力、切削热要依靠刀具的基体材料来承受。目前主要用于刀具基体材料的,有高速钢、钨基硬质合金(即平时就称为硬质合金的)、钛基硬质合金(平时许多人称之为金属陶瓷)、陶瓷(氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、混合陶瓷等)、立方氮化硼(CBN)、人造金刚石(PCD,德文缩写为PKD)几大类。目前以硬质合金最为常用。钨基硬质合金分为钨钴类硬质合金和钨钴钛类硬质合金两个大类(参见漫笔硬质合金的发明一文)。钴在硬质合金中所起的作用是粘结相,因此,基体材料的钴含量越高,在同等条件下就抗冲击能力越强。而碳化钨、碳化钛等是硬质相,硬质相越多,基体材料的硬度就越高。因此,通常精加工时由于加工余量均匀,一般冲击较小,可选用含钴较少的硬质合金,刀具的耐磨性也比较好;而粗加工时则经常会面对余量不均匀的情况,宜采用含钴量较高的硬质合金,这样对防止粗加工时刀具的突然崩刃,发挥刀具应有的耐用度还是很有意义的。