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高速钢刀具的这一百年

时间:2014-06-25  数控技术网  http://tech.cncproduct.com

编者按100年前,美国机械工程师泰勒(F. W Taylor)和冶金工程师怀特(M. White)在经过广泛而系统的切削试验之后,确立了切削用高速钢的最佳成分W18Cr4V(C 0.75%,W 18%,Cr 4.0%,V 1.0%),当时切削中碳钢速度为30m/min,比之前提高了十几倍。这一成果带来了机械加工的划时代革命,也因此使得刀具材料在进入19世纪后呈现出异乎寻常的发展速度,创造了前所未有的辉煌。100年来,尽管不断出现各种新的刀具材料,但高速钢依然没有被历史所淘汰,一直沿用并发展至今,甚至曾长期占据霸主地位。

今天,我们重新审视高速钢的发展,或许将为刀具材料的进一步发展带来一些有益的启发。在此,也一并将赵炳桢、吴元昌、赵步青、吴立志4位专家在河冶2006高速钢应用技术交流会上的演讲内容整理成文,以飨读者。刀具材料的发展因其对切削技术、机械加工的直接影响,从而间接地影响了人类经济社会的发展,而刀具材料史上最具里程碑意义的事件莫过于高速钢的成功研制。

更多的人愿意用1900年巴黎博览会上高速钢刀具的公开演示作为“高速钢元年”,不仅因为这个时间的简单易记,或许更因为高速钢刀具当年所引起的轰动效应;有人则愿意记录泰勒和怀特研制成功高速钢的1898年,因为那是一个从无到有的突破;另有一些文献记录则强调1906年,那一年泰勒和怀特确立了真正影响后世百年的W18Cr4V。哪一年对今天的我们而言,或许已不再那么重要,重要的是高速钢乃至其他刀具材料的发展到底将去向何方? 美其名曰“高速钢”1910年,一位英国人这样写道:“在1900年巴黎博览会上,一些工程师看到了一部高速运转的车床,上面装有一个工具,正用它尖头的炽热消除一个暗蓝色碎片,工程师们意识到他们亲眼见证了工具钢和机床方面的一个革命的开始。”

巴黎的这件展览品是匹兹堡伯利恒钢铁公司的产品,它正是泰勒和怀特所进行的试验的刀具材料,是由制造时经过一种热处理的铬钨钢制成的,其车削速度比碳钢高出十几倍。尽管刀具由于与工件磨擦生热而呈暗红色,但却锋利不减,削铁如泥,观众无不瞠目结舌。此后,这种钢就获得了“高速钢(high-speed steel)”的美名。

人们开始认识到这种钢的优点,并设计可以利用这种钢的有效刀具.

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