模具设计与制造专业英语译文..doc

Lesson 1 Tool Materials 第一课 工具材料 如何为特定工具而选择专门的材料通常由工具正确操作时所具备的必要的力学性能决定。只有在对拟用刀具的功能及需求进行了细致的研究和计算后才可以选择这些材料。在大多数应用中，满足要求的通常不止一种材料，而最终的选择通常由材料的可获得性决定，并且要考虑经济性。 用于工具的主要材料可以分为三大类：黒色金属、有色金属和非金属。黒色金属材料有铁作为基体金属，包括工具钢、合金钢、碳素钢和铸铁。有色金属材料中基体金属除了铁以外还有铝、锰、锌、铅、铋、铜及各种合金元素。非金属材料如木材、塑料、橡胶、环氧树脂、陶瓷及金钢石等，它们不含有基体金属。为了选择工具材料，我们应当掌握材料的一些物理性能和力学性能，以便确定所选材料对工具的功能和操作会有影响。 物理性能和力学性能是指材料如何控制材料在特定条件下的所作反应的性能。物理性能是指材料固有的性能，如果不改变材料本身，它是还会被永久改变的。这些特性包括：重量、颜色、导热性及导电性、热膨胀率及熔点。材料的力学性能是指通过热处理或机械加工可以永久改变的性能。这些性能包括：强度、硬度、耐磨性、韧性、脆性、塑性、延展性、可锻性和弹性模量。 从使用的角度出发，工具钢用于把像金属、塑料及木材等基本材料加工成型。从结构的观点出发，工具钢是碳素合金钢，它可以被淬火和回火。理想的工具钢性能是高耐磨性和高硬度，隔热性能好以及加工材料时要有足够的强度。有时，尺寸稳定性相当重要。工具钢在使用上也必需经济，工具应可以通过成型或机械的方法加工成理想的形状。 由于对材料性能的需求非常特殊，工具钢通常靠细致的冶金质量控制来确定其在电炉里的冶炼。要最大限度地使钢中的气孔、偏析、杂质以及非金属夹杂物等含量尽可能地低一些。工具钢要进行细致的宏观和微观的检测来保证它们能满足严格的“工具”钢规格要求。 尽管工具钢在整个钢产品中只占相对很小的一部分，但它们在有用到它的其它钢产品和工程材料中占有战略地位。工具钢的应用包括钻头、深拉模、剪切刃、冲头、挤出模和切削刀具。 在一些应用中，尤其是在高速切削时，其它工具材料如烧结碳化物产品是工具钢的较为经济的替代物。高硬度和高挤压强度使得烧结碳化物具有优越的性能。工业上，其它工具材料的应用也越来越广泛。 Lesson 2 Heat Treating of Tool Steels 工具钢的热处理 热处理的目的是通过把金属或合金加热到确定的温度，然后以不同的速率冷却，从而改变其结构，控制其性能。加热与冷却控制相结合的方法不仅决定着材料中的微观组织的分布和性质，进而决定了该材料的性能，而且也决定了材料内部晶粒的大小 。 热处理应能提高合金或金属的使用性能。热处理的一些各种目的如下： 去除冷加工产生的变形。 支队由拉深、弯曲或焊接所产生的内应力。 提高材料的硬度。 提高机加工性能。 提高刀具的切削能力。 增加耐磨性能。 使材料变软，如退火。 提高或改变材料的性能，如耐腐蚀性、耐热性、磁性或其它需要的性能。 黒色金属材料的处理。铁是工具钢中最主要的组成部分，在铁中加入碳是为了使钢变硬。在钢中加入合金能提升普通碳素钢所不具备的性能，例如空冷或油冷可提高耐磨性、韧性，淬硬过程更安全。 黒色金属热处理包括几个重要的操作，通常指的是不同的标题，如正火、球化处理、去应力、退火、淬火、回火和表面淬火。 正火是指把材料加热到临界温度以上大约100~200℉（55~100℃），然后空冷。这比常规淬火温度高大约100℉（55℃）。 正火的目的通常是使锻造加工中变粗的晶粒结构细化。对于大多数中碳锻钢来说，它是否合金化，在锻造后或加工前推荐采用正火处理工艺，从而有利于形成更均匀的组织，并且在大多数情况下可改善材料的切削加工性能。 高合金空气硬化钢无需正火，因为这么做会使它们变硬，达不到主要目的。 球化处理是退火的一种，在加热和钢的过程中产生圆形的或球状的碳——钢中的硬质组成部分。 工具钢通常通过球化处理来提高机加工性。把碳素钢加热到1380~1400℉（749~760℃），对多数合金工具钢加热到更高的温度，保温1~4小时，然后在炉中缓慢冷却即可实现球化处理。 去应力。这是去除钢在成型、冷加工，焊接或机加工后冷却过程中产生的内应的方法。这是最简单的热处理方法，把钢加热到1200~1350℉（649~732℃）后空冷或炉冷即可完成。 大型模具通常先进行粗加工，然后去除内应力再精加工。这将使机加工及随后的热处理过程中的所产生的变形最小。由于冷热循环交替及横截面的变化，焊接截面也会产生应力，该应力会使材料在机加工操作时产生显著的位移。 退火。退火过程包括把钢加热到某个温度，保温，通常缓慢冷却。由于有相同的特性，退火可以生成相同的组织结构，建立标准的平衡条件。 人们所购买的工具钢