时间：2022-11-20 04:21:35
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇合金工艺论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：铝合金；渗透探伤；无损检测；影响
中图分类号：TG115 文献标识码：A
渗透探伤是五种无损检测方法中对非磁性材料表面进行探伤的方法。目前已经在生产和检验中广泛应用，该技术已经发展的较为成熟。渗透探伤可以将渗透剂最大限度深入到铝合金工件表面开口的缺陷中，让检测人员清晰的识别出工件缺陷。
1 渗透探伤发展概况
渗透探伤可以有效的对铝合金工件进行表面缺损检测，虽然检测结果具有可靠性和全面性，但是避免不了受到一些因素的影响如操作方式不当或渗透探伤剂性能不好等。因此铝合金工件的渗透探伤的研究包括渗透探伤剂的研究以及相关操作工艺的改进等。
1.1渗透探伤剂
工业中最早使用的渗透剂是未添加染料的干粉显象着色法。到了三十年代初期使用荧光渗透探伤法，同样是不添加荧光染料的干粉显象法。但是这两种渗透剂的灵敏度比较低，已经无法满足当今工业生产的需求。
1.2渗透探伤操作工艺及标准
渗透探伤操作工艺对试验结果的依赖性较强，而在理论支撑上比较匮乏。所以渗透探伤的发展过程实际上就是在不断改进和完善探伤工艺。最近二十年，国内国外发表的有关渗透探伤工艺方法方面的论文占渗透探伤论文综述的70%以上。
1.3渗透探伤理论概述
渗透探伤理论建立在多个学科基础上，如化学、表面化学、物理和表面物理等学科。渗透探伤技术的发展，基本是直接使用与其相关学科的成果，但是这些学科已有的成果及理论，基本是定性说明，而渗透探伤不是单纯的理论或学科，而是一门检测技术，更加需要理论上的定量结果予以支持。因此渗透探伤理论的探究重点是显象机理和渗透机理。
2 铝合金工件渗透探伤的影响因素及解决措施
2.1温度因素
2.1.1温度对铝合金工件渗透探伤的影响
铝合金工件表面随着温度的升高会有一定程度的膨胀，依据是物体热膨胀原理，因此温度升高会使缺陷处膨胀，从而增大裂纹宽度、使开口变大，渗透剂的渗透能力也会随之提高，特别是微细裂纹的反映会更加明显。但是裂纹开口如果太宽，就会失去毛细作用对探伤效果有负面影响。而且工件温度升高会使其表面的渗透剂温度提高，从而下降渗透剂黏度、增加流动性，流动性增加后自然渗透能力随之提高。另外，由于气体平均动能只受温度影响，因此工件温度升高，会加剧裂纹中气体分子的运动强度，内压升高会使部分气体排出。相反，如果温度较低的渗透剂将裂纹开口封住，则内部气压下降，负压现象就会形成，也能提高渗透剂渗透能力。所以说温度对渗透探伤的效果影响较大，根据大量实验数据证明温度过低时缺陷难以清晰的显示。渗透探伤规定的标准温度范围在15摄氏度到50摄氏度之间，但实际的温度往往低于标准范围，对渗透探伤效果有很大影响。
2.1.2解决方法
如果工件温度低于15摄氏度（即标准范围最低值），此时探伤不仅要执行探伤标准，还需要在清洗后进行烘干，然后再进行渗透操作，这样可以使工件温度高于15摄氏度，以降低温度对渗透探伤的负面影响。可以将工件温度降低到温度标准值最低值以下，对浸入工件表面缺陷内的清洗液进行清除，根据反复试验证明，使用这种方法其裂纹显示最清晰的情况下，温度为-6摄氏度。
2.2油脂影响
2.2.1油脂对铝合金工件渗透探伤的影响
毛细现象为铝合金工件渗透探伤提供物理基础，但是如果工件经常处在油脂中，那么缺陷位置就很可能浸入一些油脂，从而形成堵塞。常用的清理方法无法将缺陷中的油脂清除干净，这就会阻碍渗透剂的浸入，从而影响工件渗透探伤结果。在清洗中如果方法不当，也会在工件表面留下清洗液，由于清洗时间都较长，清洗液也会一定程度浸入到工件表面缺陷中，从而对渗透剂浸入造成影响，导致最终渗透探伤结果不够精准。
2.2.2解决方法
如果要进行渗透探伤的铝合金工件长期处于油脂环境中，可以利用溶剂型清洗法或蒸汽法进行清理，而且要在铝合金工件表面形成加温区域，温度在110摄氏度左右，这样可使缺陷干燥，对克服缺陷的堵塞有力，提升渗透探伤的精准度。将长期浸油的工件试样经过上述方法的处理，探伤后裂纹可以清晰的显示出来。
3 铝合金工件渗透探伤过程的安全问题
渗透探伤剂基本是由多种化学物品制成，这些化学物品会具有一定程度的挥发性、刺激性、毒性和易燃性，有可能会引发爆炸。因此为了确保工作人员的身体安全，进行渗透探伤的场地要求有齐全的防火、防毒和通风设备。在进行渗透探伤时不仅要确保保持良好通风，加强防火防爆措施，操作人员也尽可能佩戴防毒面具，避免有毒害气体或渗透剂被吸入。另外，渗透探伤过程中使用的清洗剂的润湿作用和油脂溶解作用能力都很强，如果长时间接触会使皮肤变红、粗糙、裂开，甚至被灼伤或患上皮肤病，因此对清洗剂要进行严格的检验，坚决杜绝使用劣质产品，同时对操作人员的操作规程严格规范，尽量杜绝一切不正当操作。
结语
在实际铝合金工件的渗透探伤过程中会遇到更多问题，需要有关部门结合铝合金工件特点进行详细分析，并采取一定措施避免或降低影响。渗透探伤剂是探伤过程中的重要决定因素，因此日后对铝合金渗透探伤的探究要更加重视渗透探伤剂的研制。另外，随着计算机技术的发展，要实现计算机自动化渗透探伤的实现，以此降低人为误差，提高铝合金渗透探伤的可靠性。
参考文献
[1]周嘉梁.关于铝合金零件渗透探伤时应注意的问题，陕西省机械工程学会2008.
关键词：
《金属材料学》是材料科学与工程专业无机材料方向学生的一门专业选修课。通过教学使学生掌握金属材料基础理论方面的初步知识，并具有合理选用金属材料、正确选定热处理工艺方法、妥善安排工艺路线的初步能力，以完善学生的专业知识结构。作者通过一个学期的教学实践，积累了一定的经验，获得了不少的体会。
本课程内容主要分为三部分：金属材料基础理论方面的基本知识；新型金属材料及其新进展(新型金属及其合金材料、新型金属及其合金材料的制备方法)。课程要求掌握金属材料基础理论方面的初步知识，了解材料的成分、内部组织、热处理工艺与性能之间的内在规律。
本课程的特点是理论性叙述多，计算内容少，同时与其它课程如材料科学基础、热处理、材料力学性能、材料分析技术等课程紧密相关。在理论教学过程中，要重点突出。以不同金属材料的成分（合金化）、工艺、组织结构、性能与应用为主线讲解，对课程内容进行整合。注重教学方法及教学手段的改进，注重培养学生分析问题和解决问题的能力。具体做法如下：
1、理论教学过程中强调抓主线，始终以材料科学研究的五大要素成分、组织、工艺、性能与应用为主线讲解，使学生在看似抽象、复杂、枯燥的内容中寻找到其内在、本质的规律。
2、采用启发式、互动式的教学法，针对不同的课程内容，采取多种形式的启发式、互动式的教学，课堂讨论、提问，学生自学等方式，充分调动学生学习的主动性和积极性。
3、采用项目教学法，让学生分成若干学习小组，对书中的某些章节分成一个个小项目，进行个人自学（做笔记）、小组讨论与备课，同时各组自己制作多媒体课件，由小组长或小组推荐人上台讲课，讲完后其它同学和教师共同提问，由该学习小组同学做答，考察其各方面情况；最后由主讲老师对本知识章节进行课程总结，对同学的表现进行评估。
4、结合认识实习到工厂参观，使课程的相关内容具体化，讲述目前国内钢铁企业的一些生产线，将现代钢铁企业生产型板材的生产流程演示给同学，使同学能够将生产流程中的钢铁冶炼、精炼、连铸、控制轧制与控制冷却、校直、热处理等与材料学科中的成分、工艺、组织、产品性能及应用相结合。
5、利用学校提供的多媒体教学设备，制作多媒体教学软件进行教学。运用多媒体，给学生提供了丰富的感性认识，也使课堂教学目的完成、教学难点的突破更省时、更省力、更有效。但多媒体教学也不是万能的，它既有它的优点也有它的缺点。根据教学目的和学生的实际，采用合适的多媒体与板书结合的方式，构建问题情境，设计符合学生自学规律的教学过程，安排必要的练习，指导学生独立地进行探索，以逐步提高他们的自学能力。比如在讲述合金相图的时候，利用多媒体图片，可以很直观的表示合金凝固的相变过程，这对于促进学生的理解很有好处，能获得较好的教学效果。
6、改进成绩评定方法，分数是学生的命根，怎样对学生进行考核是教学环节的重要一环，如果采取传统的闭卷考试的方式，学生必然要对所学内容死记硬背，考完以后就忘得一干二净，这样的考核不利于培养学生系统学习课程，又没有培养学生理论联系实际的自觉性， 针对这些弊病， 考核方法采取小论文和答辩的形式，要求学生根据课程内容查阅相关文献，经过重新组织，以小论文的方式阐述自己学习该课程后的心得体会，并进行课堂答辩，以此考察学生的学习热情、学习积极性及学习主动性。
总之，只要教师和学生共同努力， 在教学过程师生互动，改变传统的满堂灌的教学方法，充分调动学生的积极性，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，在教学过程中注意培养学生的自学能力，用新颖的教学方式和前沿的知识引导他们自觉去探求新的知识， 增强他们学习的兴趣，一定可以将《金属材料学》这门课程，变成具有吸引力的课程。
参考文献：
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[4][日]金子秀夫. 新型合金材料. 宇航出版社 1989
关键词：机械产品；企业创造；产品精度；车刀；安装条件
随着经济全球化，企业发展产业、管理理念及技术也开始转化和升级，对于制造企业的技术升级而言，这对一个机械制造企业良性发展中起到非常重要的作用。由于我国市场经济体制发展还不够完善，近几年，我国企业内部管理缺少必要的监督，对此，为提高制造企业的经济效益，一方面就好似要加强内部控制管理制度，另一方面就是改进机械制造技术。本文结合车工和零件加工工艺设计方面上的因素，对车刀零件工艺设计进行一个全新详细的描述。
1.车刀及其安装
车床在机械制造行业中是一个不能缺少的一个机械，他往往是应用旋转运动以及刀具上的直线运动对其进行加工，同时在其功能利用上，能够切削非常多种类，一般按其内容来讲，可以为车端面、铰孔等，其中在金属切削上，车床应用是最多的。
1.1车刀
对刀具材料的基本要求。在切削加工时，刀具切削部分与切屑、工件相互接触的表面上成上承受了很大的压力和强烈的摩擦，刀具在高温下进行切削的同时，还承受着切削力、冲击和振动，因此要求刀具切削部分的材料具备以下性能：一是硬度要求，刀具材料必须具有高于工件材料的硬度，常温硬度在HRC60以下。二是耐磨性要求，耐磨性表示刀具抵抗磨损的能力，通常刀具材料的硬度越高耐磨性越好；材料中硬质点的硬度越高，数量越多，颗粒越小，分布越均匀，则耐磨性越好。三是足够的强度和韧性，为了承受切削力、冲击和振动，刀具材料应具有足够的强度和韧性，一般用抗弯强度和冲击韧性值表示。
此外，在选用刀具材料时，还要考虑经济性，经济性差的刀具材料难以推广使用。刀具材料种类很多，常用的有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金钢、陶瓷、金刚石和立方氮化硼等。碳素工具钢和合金工具钢，因其耐热性较差，仅用于低速手工工具。陶瓷、金刚石和立方氮化硼则由于性质脆、工艺性差及价格昂贵等原因，目前只在较小的范围内使用。当今，用得最多的刀具材料为高速钢和硬质合金刚。
1.2车刀的安装
车刀使用时必须正确安装，其基本要求有以下几点：
一是车刀不能伸出刀架太长，否则，切削时刀杆刚性减弱，容易产生振动，使车出来的工件表面不光洁，甚至会使车刀损坏。车刀伸出的长度，一般以不超过刀杆厚度的1～1.5倍为宜。车刀下面的垫片要平整洁净，垫片应与刀架对齐，而且垫片的量应尽量少些，以防止振动。
二是车刀的刀尖应对准工件中心。刀尖高于工件中心，会使车刀的实际后角减小，车刀后面与工件之间的摩擦增大；刀尖低于工件中心，会使车刀的实际前角减小，切削不顺利。要使车刀迅速对准工件中心可用下列方法：一是根据尾座顶尖的高度把车刀对准；二是根据车床的主轴中心高，用钢尺测量装到。
2.车外圆及安装
圆柱形表面是构成各种机器零件形状的基本表面之一。例如：轴套筒等都是由大小不同的圆柱面组成的。
车削时，应根据工件要求和切屑条件合理的选择切屑深度、进给量和切屑速度。这三个要素的选择是否恰当，对工件的加工质量，刀具的耐用度和生产效率都有很重要的关系。
一般情况下，应尽量先考虑较大的切屑深度ap，其次是选择较大的进给量f，最后才是考虑较高的切屑速度v，因为三者之中对刀具耐用度的影响以切屑深度ap最小，而以切屑速度v最大。
切削速度的大小是根据刀具材料及其形状、工件材料、进给量和切削深度、冷却液使用情况、车床动力和刚性、车削过程的实际情况等诸多因素来决定的。
同时在一般性的生产过程中，需要依据这些图表法或者有选择性的调查、明确这些切削速度，同时也能够通过操作者的操作技能来判断。在实际应用中，往往会因为高速钢车刀，其切削的速度比较快，而起切屑的物质颜色为白色或者黄色，在实际应用过程中，同时由于选择速度的变化不一样，切刀的硬度不同，其切下来的切屑颜色、火花也会不同，通过这些因素来判断其性能，对此，这是一个非常好的判断方式。
目前，我国在机械制造的设计制造的能力与国际先进水准的比较，还存在一定的差距，但是我国是一个机械制造业的大国，对机电产品有着比较大的市场需求。由于在国家产业政策大力支持下，我国的机械制造业的发展水平已有比较高的水平，在吸收信息化技术后，现代的机械制造技术已经有比较高的质量水准近些年来，我国机械制造业与精密仪器飞速发展，带动车刀技术水平呈现多位化、多功能化，同时发展中的新技术。
车工和零件加工工艺是一种常用的方法，它是在车工和零件加工工艺的时候，对它实施剧烈的搅拌，而且还要保持一定的运转速率，取得大约50%的固体的组分浆料，同时在基础上，将这些浆料实施压铸。半固态压铸最大的优点就是解决了压铸模的寿命低上的问题，这能够极大地提升相关铸件的质量，完善压铸机的工作系统，因此，这种压铸方法的应用非常适合钢铁材料。由于在实际生产操作过程中，还是会出现一些问题，例如生产部门为了加大产量，忽视了对产品的质量把关，把次品当成成品。而对于风险的全局把握或整体防范，单独部门是很难执行的，此时，机械制造企业的管理层就应当就其职能上的独立性能够让它更客观、全局的角度来预防和管理风险。
综上所述，只有严格按照车工和零件加工工艺系统设计中基本要求，落实降低成本，加强企业管理就能够比价好的发展船舶制造业，让自动测控技术在机械制造中应用更加广泛，推动我国机械制造事业的发展。在安装过程中，如出现问题，查这些问题的来源，强化我国机械制造控制工程人员的职业道德原则和制定一套约束机械制造工程人员职业道德的规范流程。
随着21世纪全球经济进一步发展于深入每一地区，作为经济发展强大的催化剂――科学技术也正一个高发的状态展现在我们的面前，尤其这几年的信息技术的应用，在机械自动化技术应用领域中发生着非常大的变化。机械制造业具有众多复杂性的因素，采用先进的、自动的机械自动控制化系统，能够准检测机械制造的具体实施，对此，专业化、智能化、自动化将是机械制造行业发展的趋势。
参考文献：
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关键词：半固态、等温处理、保温时间
引言：
随着经济社会发展，人们对低能耗的要求越来越高。镁合金质轻、比强度高。是产品轻量化的首选材料。半固态成型作为镁合金的一种先进、高效的成型方式引起人们的极大兴趣。半固态坯料制备是半固态成型的关键环节，本文利用等温热处理法制备AZ91镁合金半固态坯料，并分析保温时间对镁合金球形组织形成的影响。
1 合金制备
1.1 试验器材
在合金制备过程中，需要用到了以下器材：
原材料熔炼设备：井式熔炼炉SG2-5-12、箱式炉SX2--4-10、机械搅拌器、铜制模具
1.2 原材料的选用
论文试验材料用的是AZ91镁合金。为了将合金的初始晶粒度降低，在熔炼过程中，添加1.0%的稀土元素Ce。AZ91镁合金中各成分见表1所示。
表1 AZ91D 镁合金化学成分（质量分数）
1.3 合金熔炼与浇铸
将刚玉坩埚放进炉膛中随炉升温至750℃，放入事先切割好的块状镁合金，撒少许覆盖剂，通入氩气保护，防止氧化燃烧，关闭炉门。待镁合金熔化后，将事先配重好的稀土Ce用铝箔包裹，利用铁钳将铝箔送入熔融金属液中，插入机械搅拌器搅拌2分钟，撒覆盖剂，关闭炉门，静置2分钟。关闭电源，待温度降至700℃后，开炉门，用铁钳夹取坩埚出炉，浇铸金属液至铜模中。
1.4 半固态式样制备
半固态试样制备有以下几个步骤。
（1）试样切割：待式样冷却后，取出，切割成小20的小试样若干以备等温处理。
（2）试样等温处理：将切割好的小试样放入一端已焊接封闭好的直径为O40的铁管中，先加入黄泥覆盖，再加入覆盖剂覆盖。将铁管放入调好温度的箱式炉内，当到达预定的时间和温度后，投入水中进行快速冷却。
（3）磨试样金相：先将试样进行粗磨，除去表面的杂质。然后用不同规格的砂纸进行细磨，随后利用抛光机进行抛光，腐蚀，用水冲洗，吹干。最后在显微镜下观察其组织。
2.实验结果与分析
对等温处理的半固态组织用显微镜观察，主要对金相组织中的固相率、液相率、固相颗粒的圆整度、固相颗粒尺寸及个数等参数进行分析[1]，选用放大倍数200x。将拍好的金相图进行对比分析，比对同一等温温度不同保温时间下的组织形貌，从而分析保温时间对半固态组织形成的影响
2.1等温处理镁合金的微观组织
图1（附后） 是AZ91镁合金在等温参数为575℃、90min 、200 倍数下的显微微观组织金相图。合金组织由固液两相组成。固相：由固相初生Z-Mg 颗粒、沉淀析出的二次Z相构成；液相：由晶粒包裹的液池、晶粒之间的液相、还有两晶粒之间的液态晶界薄膜构成。
2.2保温时间对组织变化的影响
图2是AZ91镁合金在等温温度为575℃下不同时间的微观组织，由图上可知，整体上，随着等温时间的延长，固相颗粒球化长大，液相也增多。等温时间5min时，图2（a）所示，浇铸出的原始枝晶变为比较粗大的颗粒，此时颗粒大小不均匀，在晶粒间只有少量的液相；随着保温时间达到15min左右，粗大晶粒开始熔化分离，颗粒大小、形状变得均匀、圆整，如（b）所示；随着保温时间进一步延长，当保温时间达到30min，如（c）所示，液相变得更多。晶粒和液相的比率适中，颗粒球状圆整，尺寸大小均匀；
2.3保温时间对组织变化结果分析
（1）前30min内，合金微观组织主要由Z相和沿晶界非连续网状分布的[-Al12Mg17相组成，而且由于非平衡凝固而形成的离异共晶中的[-Al12Mg17相显微组织非常细密。在初始等温阶段，熔化机制对组织中的颗粒发挥了作用，熔化机制导致固相颗粒尺寸逐渐变小，
（2）30min～45min 内：随等温时间继续延长固相颗粒开始粗化长大。Ostwald熟化机制、颗粒团聚合并粗化机制共同作用使固相颗粒不断长大，同时从30min～45min时可以观察到固相颗粒随保温时间延长越发圆整。
（3）45min～90min 内：Ostwald 熟化机制[3]、颗粒团聚合并粗化机制共同作用使固相颗粒变得更加粗大，整体颗粒不怎么圆整，此时，合金的固相率基本保持不变，在二元相图中，当合金成分与温度一定时，在平衡状态下，组织中固液两相的比率是一个固定值。因此，在等温的初始阶段，合金液相增加，固相率下降，当等温时间足够长，合金固液两相达到平衡，固相率保持不变，趋于一常数[4]。由上述可知：随着保温时间的延长，组织将发生如下转变：枝晶组织大块状碎块颗粒球化长大。
3 结论
通过半固态等温热处理后金相分析， 575℃下保温30minAZ91镁合金球形颗粒圆整，大小均匀，固液相比率适中，对半固态成形加工效果最好。
参考文献：
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姓班学成
名：级：号：绩：
2011．4
常用建筑装饰铝合金材料种类及其特征性
——铝合金材料种类及其特征
学（
生：
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号：）
常州工学院
摘要：铝是一种比较年轻的金属, 其整个发展历史也不过200年, 而
有工业生产规模仅仅是20世纪初才开始的。但是由于一系列优良特性，以及高的回收再生性，因此，在工程领域内, 铝一直被认为是“机会金属”或“希望金属”, 铝工业一直被认为是“朝阳工业”。发展速度非常快, 铝材已广泛用于交通运输、包装容器、建筑装饰、航空航天、机械电器、电子通讯、石油化工、能源动力、文体卫生等行业, 成为发展国民经济与提高人民物质和文化生活的重要基础材料。在国防军工现代化、交通工具轻量化和国民经济高速持续发展中
占有极为重要的地位, 是许多国家和地区的重要支持产业之一。特别是当今世界人类的生存和发展正面临着资源、能源、环保、安全等问题的严峻挑战, 加速发展铝工业及铝合金材料加工技术更有着重大的
战略意义。
关键词：铝合金概念用途分类特性应用
一、铝合金概要
以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。
铝合金的用途也非常广泛。铝合金是纯铝加入一些合金元素制成的，如铝—锰合金、金、铝—锌—镁比纯铝具有性能：易加性高、用范装饰效
色丰富。铝合金分硬铝、超硬铝等种类，各种使用范围，并有各自的代号，以供使
铝—铜合金、铝—铜—镁系硬铝合
—铜系超硬铝合金。铝合金
更好的物理力学
工、耐久
适围广、果好、花为防锈铝、类均有各自的用者选用。
而且铝合金仍然保持了质轻的特点，机械性能明显提高。铝合金材料的应用有以下三个方面：一是作为受力构件；二是作为门、窗、管、盖、壳等材料；三是作为装饰和绝热材料。利用铝合金阳极氧化
处理后可以进行着色的特点，制成各种装饰品。铝合金板材、型材表面可以进行防腐、轧花、涂装、印刷等二次加工，制成各种装饰板材、型材，作为装饰材料。
铝合金是应用最广的一种防锈铝，它的强度不高，不能热处理强化，在退火状态下有高的塑性，而蚀性好，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、在液体或气体介质中工作的低载荷零件如油箱、油管、液体容器等；线材可制作铆钉。
二、铝合金分类及应用
铝合金种类很多，用于建筑装饰的铝合金是变形铝合金中的锻铝合金（简称锻铝，代号LD）。锻铝合金
是铝镁硅合金（AI——Mg——St合
金），其中度，冲击韧可以高速挤壁、中空的各结构复杂的性能和耐蚀性十分光洁，并且
AI—Mg—St系合金中应用最为广泛的合金品种。
铝合金按照成分可以分为以下几种：一般铝合金、锻铝合金、铍铝合金、银铝合金、硬铝合金、镍铝合金、稀土铝合金、银锰铝合
的LD31具有中等强性高，热塑性极好，压成结构复杂、薄种型材或锻造成锻件。LD31的焊接优良，加工后表面容易着色，是
金、金钯铬铝合金、金钯钼铝合金、金钯铁铝合金等。例：典型牌号有LD2-2（6070）、LD10（2014）、LD30（6061）、LD31（6063）。其中LD2-2具有良好的塑性，冷、热态都易成形。广泛用于制造中等强度常温下工作的锻件、挤压型材和管材。LD10又称高强度硬铝，与LY12合金的强度相当，锻造性能较LY12好，有良好的塑性，有较好的耐热性和可焊性，但材料的纵向和横向性能差距较大。可加工成管、棒、型、线及锻主要用作高负荷的件。LD30和LD31中等强度，有良好的和优良的可焊性、抗性，无应力腐蚀裂倾
件，结构具有塑性蚀向，
可阳极氧化。适合作建筑装饰型材及各种需要良好耐蚀性要求的结构件、工业材。
铝合金按照工艺可以分为：防锈铝合金、低温铝合金、超硬铝合金、变形铝合金、耐热铝合金、特殊铝合金、铸造铝合金。例：防锈铝是热处理不可强化合金，只能通过冷加工来强化。常用的有LF2（5052）、LF4（5083）和LF21（3003），具有中等强度良好的塑性和抗蚀性。超硬铝典型牌号有LC4，亦称超高强度硬铝，挤压件室温下的抗拉强度不小于539MPa 。主要用于航空工业，飞机结构中主要受力元件。
铝合金按加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金。
铝合金的广泛应用：铝合金门窗、铝合金百页窗帘、铝合金装饰板、铝箔、镁铝饰板、镁铝曲板、铝合金吊顶材料、铝合金栏杆、扶手、屏幕、格栅等。
例如：铝箔是指用纯铝或裢合金加工成的薄片制品。铝箔有很好的防潮性能和绝热性能，所以铝箔以全新的多功能保温隔热材料和防潮材料广泛用于建筑业；如卷材铝箔可用作保温隔热窗帘，板材铝箔（如铝箔波形板、铝箔泡沫塑料板等）常用在室内，通过选择适当色调图案，可同时起很好装饰作用。
三、铝合金特征性
从总体来说：铝是一种轻金属,密度小(2.79/Cm3),具有良好的强度和塑性，铝的导电性能和导热性能都很好，化学性质也很活泼，暴露于空气中，表面易于生成一层氧化铝薄膜，保护下面金属不再受到腐蚀，所以铝在大气中耐蚀性较强，但因薄膜极薄，因而其耐蚀性有一定限度。纯铝具有很好的塑性，可制成管、棒、板等。
但铝的强度和硬度较低。铝的抛光表面对白光的反射率达80％以上，对紫外线、红外线也有较强的反射能力。铝还可以进行表面着色，从而获得具有良好的装饰效果。铝合金具有较好的强度，超硬铝合金的
强度可达600Mpa，普通硬铝合金的抗拉强度也达200-450Mpa，它的比钢度远高于钢，因此在机械制造中得到广泛的运用。
铝的导电性仅次于银和铜，居第三位，用于制造各种导线。铝具有良好的导热性，可用作各种散热材料。铝还具有良好的抗腐蚀性能和较好的塑性，适合于各种压力加工。铝合金按加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金。变形铝合金分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化型不能通过热处理来
提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。
可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能，物理性能和抗腐蚀性能。铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金，铝铜合金，铝镁合金和铝锌合金。
然而总体特性有以下一些：
1:质轻：铝的比重为钢铁的三分之一,在运输工具及自动化设备上扮演极其重要的角色。
2:强度:利用各种合金这添加和轧延,锻压及不同等级这热处理制程,可生成之强度达HB25°-HB167°之各种铝合金产品。3:耐蚀性:铝在自然环境中,表面会自然形成薄层之氧化膜,可阻绝空气中氧避免进一步氧化,具有优良之耐腐蚀性.铝表面如再经各种不同层次之处理,其耐腐蚀性更佳,可适用于较为恶劣之环境。
4:成型性:利用完全退火或局部退火可生成较为
软质之铝合金,适用于各种成型加工及折弯,冲压,深冲等加工.。
5:导电性:铝的导电性为铜之60%,但重量仅为铜的三分之一,相同重量之铝其导电度为铜之二倍,故以导电度计算,铝的成本远低于铜。
6:导热性:铝的热传导性极佳,故在电器,电子散热系统及家庭五金,热交换器上被广泛使用。
7:加工性:铝的加工特性佳可被加工成棒,线.挤型,片,板,塑型材,供各种用途使用.尤其2XXX/6XXX/7XXX等系列铝合金,可做精密
车,铣.被广泛用于航太,电子,机械零组件,自动化生产及高科技设备
等。
8:耐热：一般铝合金均不耐高温,且在高温状态下会生成变形,但在研究人员的努力下,已研发出可耐高温达427℃不变形的新铝合金材料。
9:无毒性:铝不具毒性,在食品容器及食品包装材料如铝罐,铝箔包(利乐包)等,应用极多。
10:环保性:铝之价格较一般铁.钢材高,但易于回收重熔使用.为当前最环保之金属材料。
11:表面处理:铝具有优良之表面处理性,包括阳极处理,涂覆,电镀等等，尤其阳极处理可利用不同之化学染剂生成各种色彩及高硬度之皮膜。
12:无低温特性：铝在超低落温之状态下,无一般碳钢的脆化问题。
四、铝合金应用
铝与铝合金由于自身的优良特性，所以用途非常广。比如：航空航天用铝材用于制作飞机蒙皮、机身框架、大梁、旋翼、螺旋桨、油箱、壁板和
起落架支柱，以及火箭锻环、宇宙飞船壁板等。交通运输用铝材用于汽车、地铁车辆、铁路客车、高速客车的车体结构件材料，车门窗、
货架、汽车发动机零件、空调器、散热器、车身板、轮毂及舰艇用材。建筑装饰用铝材铝合金因其良好的抗蚀性、足够的强度、优良的工艺性能和焊接性能，主要广泛用于建筑物构架、门窗、吊顶、装饰面等。
下面就根据铝合金的特性介绍下广泛的用途。
1：应用最广的一种防锈铝（代号LF21），它的强度不高，不能热处理强化，在退火状态下有高的塑性，而蚀性好，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、在液体或气体介质中工作的低载荷零件如油箱、油管、液体容器等；线材可制作铆钉。而且耐蚀性高、焊接性能好。导
热性、导电性比纯铝低得多。可用冷变形加工进行强化而不能热处理强化。适用于作焊接结构件。
2：硬铝，有较高的强度，热变形时塑性高，可热处理强化，在淬火及人工时效状态下使用，在退火和刚淬火状态下塑性中等，点焊性能好，气焊和氩弧时有裂纹倾向，抗蚀性不高，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，耐蚀性比LD7、LD8耐热锻铝较好，在挤压半成品中，有形成粗晶环的倾向，用于制造在较高温度下工作的承力结构件。
3：高强度铝合金，在退火和刚淬火状态下的可塑性中等，可热
处理强化，通常在淬火、人工时效状态下使用，此时得到的强度比一般硬铝高得多，但塑性较低，有应力集中倾向，点焊性能良好，气焊不良，热处理后的切削加工性良好，退火状态稍差，LC9板材的静疲劳、缺口敏感、抗应力腐蚀性能稍优于LC4。用于制造承力构件和高载荷零件等
4：高强度锻铝，热
态下有高的可塑性，易
于锻造、冲压，可热处
理强化，工艺性能较
好，抗蚀性也较好，但
有晶间腐蚀倾向，切削
加工性和点焊、滚焊、
接触焊性能良好，电焊、气焊性能不好。用于制造形状复杂和中等强度的锻件和冲压件等。
还有中等强度铝，在热态和退火状态下可塑性高，易于锻造、冲压，在淬火和自然状态下具有LF21一样好的耐蚀性，易于点焊和氢原子焊，气焊尚可。切削加工性在淬火时效后尚可。用于制造塑性和高耐蚀性、中等载荷的零件以及形状复杂的锻件。
五、结束语
在当今科技高度发展的世界，生活中运用的建筑材料越来越多，
并且质量越来越好，优点越来越多，更加满足了人们的生活需求。我相信在以后的日子里，人们会更加努力的去探索、去发现研究这一类更能满足人们生活需求的建筑装饰材料。
参考文献：
《电解法生产铝合金》；
《铝合金、铝合金制品挤压成形与表面处理》；
《铝及铝合金工艺与设备》；
论文摘要:高速切削技术是机械制造业发展的必然趋势，其应用将大幅度地提高加工效率和加工质量。高速切削技术不仅涉及到高速切削加工工艺及高速切削机理，而且包括高速切削所用的刀具、机床等诸多因素。本文着重介绍了高速切削各相关技术的研究动态，并对高速切削技术的应用前景进行了展望。
一、 高速加工的技术优势
高速加工在切削原理上是对传统切削认识的突破。据资料介绍，在国外的高速加工试验中已经证实，当切削速度超过一定值(V=600m/min)后，切削速度再增高，切削温度反而降低，在切削过程中产生的热量进入切削并从工件处被带走。试验条件下的测试证明了在大多数应用情况下，切削时工件温度的上升不会超过3℃。相应地，在已给定的金属切除率下，当切削速度超过某一数值之后，实际切削力会近似保持不变。
经过理想的高速加工后，切屑变形及其收缩加工的实现与应用对航空制造业有着重要的意义。高速加工自身必须是一个各相关要素相互协调的系统，是多项先进技术的综合应用，为此机床厂商应进行大力的开发研制，推出与高速加工相关的新技术设备。
二、 数控高速加工的发展现状
实用的高速加工技术跟随引进的先进数控自动生产线、刀具(工具)、数控机床(设备)，在机械制造业得到广泛应用，相应的管理模式、技术、理念随之融入企业。在我国航天、航空、汽轮机、模具等行业，程度不同地应用了高速加工技术，其间的差距在于国家对该行业投入资金、引进政策等支持的多少，以及企业家们对高速加工系统技术认识的深浅。相对于汽车制造业而言，这类机械制造行业基本上是属于工艺离散型制造业。其高速加工技术主要表征在对高速数控机床与刀具技术的应用上。目前国内已引进的加工中心、数控镗、铣床主轴转速一般≤8 000r/min(极少有12 000r/min)，快进速度≤40m/min。对铸铝、锻铝合金体、高强度铸铁和结构钢件，多采用超细硬质合金、涂层硬质合金刀具材料和标准结构的各类刀具加工。超硬刀具材料及专用结构刀具应用还较少，加之机床主轴转速偏低，一般不能进入高速切削领域。以铣削加工为例，这些行业加工铝合金工件:切削速度
三、 数控高速加工机床的关键技术
高速机床是实现高速切削加工的前提和关键。具有高精度的高转速主轴，具有控制精度高的高轴向进给速度和进给加速度的轴向进给系统，又是高速机床的关键所在。分述如下:
1. 高速主轴
高速主轴是高速切削最关键零件之一。目前主轴转速在10 000～20 000 r/ min的加工中心越来越普及，转速高达100 000 r/ min、200 000 r/ min、250 000 r/ min的实用高速主轴也正在研制开发中。高速主轴转速极高，主轴零件在离心力作用下产生振动和变形，高速运转摩擦和大功率内装电机产生的热会引起高温和变形，所以必须严格控制。为此对高速主轴提出如下性能要求:(1)高转速和高转速范围;(2)足够的刚性和较高的回转精度;(3)良好的热稳定性;(4)大功率;(5)先进的和冷却系统;(6)可靠的主轴监测系统。
2. 快速进给系统
高速切削时，为了保持刀具每齿进给量基本不变，随着主轴转速的提高，进给速度也必须大幅度地提高。目前高速切削进给速度已高达50m/min～120m/min，要实现并准确控制这样的进给速度对机床导轨、滚珠丝杠、伺服系统、工作台结构等提出了新的要求。而且，由于机床上直线运动行程一般较短，高速加工机床必须实现较高的进给加减速才有意义。为了适应进给运动高速化的要求，在高速加工机床上主要采用如下措施:(1)采用新型直线滚动导轨，直线滚动导轨中球轴承与钢导轨之间接触面积很小，其摩擦系数仅为槽式导轨的1/ 20左右，而且使用直线滚动导轨后，“爬行”现象可大大减少;(2)高速进给机构采用小螺距大尺寸高质量滚珠丝杠或粗螺距多头滚珠丝杠，其目的是在不降低精度的前提下获得较高的进给速度和进给加减速度;(3)高速进给伺服系统已发展为数字化、智能化和软件化，高速切削机床己开始采用全数字交流伺服电机和控制技术;(4)为了尽量减少工作台重量但又不损失刚度，高速进给机构通常采用碳纤维增强复合材料;(5)为提高进给速度，更先进、更高速的直线电机己经发展起来。直线电机消除了机械传动系统的间隙、弹性变形等问题，减少了传动摩擦力，几乎没有反向间隙。直线电机具有高加、减速特性，加速度可达2g，为传统驱动装置的10～20倍，进给速度为传统的4～5倍，采用直线电机驱动，具有单位面积推力大、易产生高速运动、机械结构不需要维护等明显优点。
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3. 高速切削刀具技术
(1)刀具材料。高速切削加工要求刀具材料与被加工材料的化学亲合力要小，并具有优异的机械性能和热稳定性，抗冲击、耐磨损。目前在高速切削中常用的刀具材料有单涂层或多涂层硬质合金、陶瓷、立方氮化硼(CBN)、聚晶金刚石等。
(2)高速切削刀具结构。高转速引起的离心力在高速切削中会使抗弯强度和断裂韧性都较低的刀片发生断裂，除损伤工件外，对操作者和机床会带来危险。因此，高速切削刀具除了满足静平衡外还必须满足动平衡要求。动平衡一般对小直径刀具要求不严，对大直径刀具或盘类刀具要求严格。外伸较长的刀具，必须进行动平衡。另外需要对刀具、夹头、主轴等每个元件单独进行平衡，还要对刀具与夹头组合体进行平衡。最后，将刀具连同主轴一起进行平衡。但目前还没有统一的平衡标准，对ISO1940-1标准中的平衡质量G值为平衡标准也有不同的看法，有的企业以G1为标准(所谓G1，即刀具在10 000r/min回转时，回转轴与刀具中心轴线之间只允许相差1Lm)，有的以G215为标准。
(3)高速切削刀具几何参数。高速切削刀具刀刃的形状正向着高刚性、复合化、多刃化和表面超精加工方向发展。刀具几何参数对加工质量、刀具耐用度有很大的影响，一般高速切削刀具的前角平均比传统加工刀具小10b，后角约大5b～8b。为防止刀尖处的热磨损，主、副切削刃连接处应采用修圆刀尖或倒角刀尖，以增大刀尖角，加大刀尖附近刃区切削刃的长度，提高刀具刚性和减少刀刃破损的概率。
(4)高速切削刀柄系统。加工中心主轴与刀具的连接大多采用7B24锥度的单面夹紧刀柄系统，ISO、CAT、DIN、BT等都属此类。用在高速切削加工时，这类系统出现了许多问题，主要表现为:刚性不足、ATC(自动换刀)的重复精度不稳定、受离心力作用的影响较大、刀柄锥度大，不利于快速换刀及机床的小型化。针对这些问题，为提高刀具与机床主轴的连接刚性和装夹精度，适应高速切削加工技术发展的需要，相继开发了刀柄与主轴内孔锥面和端面同时贴紧的两面定位的刀柄。两面定位刀柄主要有两大类:一类是对现有7B24锥度刀柄进行的改进性设计，如BIG-PLUS、WSU、ABSC等系统;另一类是采用新思路设计的1B10中空短锥刀柄系统，有德国开发的HSK、美国开发的KM及日本开发的NC5等几种形式。
4. 高速切削工艺
高速切削具有加工效率高、加工精度高、单件加工成本低等优点。高速加工和传统加工工艺有所不同，传统加工认为，高效率来自低转速、大切深、缓进给、单行程，而在高速加工中，高转速、中切深、快进给、多行程则更为有利。高速切削作为一种新的切削方式，目前尚没有完整的加工参数表可供选择，也没有较多的加工实例可供参考，还没有建立起实用化的高速切削数据库，在高速加工的工艺参数优化方面，也还需要做大量的工作。高速切削NC编程需要对标准的操作规程加以修改。零件程序要求精确并必须保证切削负荷稳定。多数CNC软件中的自动编程都还不能满足高速切削加工的要求，需要由人工编程加以补充。应该采用一种全新的编程方式，使切削数据适合高速主轴的功率特性曲线。目前， Cimatron、Mastercam、UG、Pro/E等CAM软件，都已添加了适合于高速切削的编程模块。
5. 高速机床的床身、立柱和工作台
通过计算机辅助工程的方法，特别是用有限元进行优化设计，能获得减轻重量、提高刚度的床身和工作台。
四、 结语
高速加工技术是现代先进制造技术之一，其产生是市场经济全球化和各种先进技术发展的综合结果。在此背景下，高速加工技术应运而生，逐步发展成为综合性系统工程技术，并得到越来越广泛的应用。高速加工的巨大吸引力在于实现高速加工的同时，保证了高速加工精度。航空航天、汽车及模具制造业对高速加工的认同与强烈要求，推动着高速加工技术在国际上的发展。
参考文献
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关键词:陶瓷涂层;热喷涂;应用
1热喷涂方法概述
纳米材料和技术是纳米科技领域最富有活力、研究内涵十分丰富的学科分支。纳米材料具有许多传统材料不具备的奇异特性,有十分广阔的应用前景,引起了材料科学研究者的极大兴趣[1]。纳米陶瓷涂层是继有机树脂涂层、金属及合金涂层之后涌现出来的一大类无机非金属涂层的总称[2],随着宇航、电子、军工等尖端科学技术的发展,近半个世纪以来特别是20世纪90年代以来,得到了持续高速的发展[3]。据报道,美国在20世纪90年代以来,陶瓷涂层的应用年增长率在12%以上[4]。这表明在先进发达国家,陶瓷涂层高科技技术已成为一个新兴产业。
热喷涂是一项发展迅速的表面强化新工艺新技术,它是通过专用的技术装备,将所需的金属、非金属材料加热至熔化或半熔融状态,并随高速焰流的细微粒子沉积于经过预先制备的基体表面以形成涂层。采用热喷涂技术制备纳米结构涂层是构筑纳米结构材料最具前途的方法之一[5]。该技术通过开发特殊的纳米结构喂料,采用热喷涂技术工艺,在基体表面构筑具有纳米结构材料特征的涂层体系,以期改善和强化材料的表面性能。
与其它技术相比,热喷涂方法制备纳米结构涂层的主要优点是:工艺简单、涂层和基体选择范围广、涂层厚度变化范围大、沉积效率高,以及容易形成复合涂层等。而用热喷涂方法制备的纳米陶瓷涂层在力学、摩擦学等方面的性能得到了一定程度的提高,但与真正的纳米结构材料尚有很大差距[6]。
2陶瓷涂层材料
陶瓷涂层材料是决定陶瓷涂层性能和功能的基础[7]。只有对涂层材料有比较完整、系统、全面、深刻的认识和理解,才能优选出合适的涂层材料种类,满足喷涂工艺和涂层功能的使用要求。陶瓷涂层材料应满足下列要求:耐高温腐蚀、热导率低、热稳定性好、耐磨损、热膨胀系数与金属基体或粘结层材料相近[8]。目前常用的氧化物涂层材料有Al2O3[9]、TiO2[9]、ZrO2[10]和Cr2O3[11],碳化物涂层材料有WC[12]和Cr2C3[13]。其中ZrO2的熔点高、热导率低、热膨胀系数小,应用更为广泛。不论是Al2O3还是ZrO2,都存在多种结构,在陶瓷经历温变时会发生相转变。因此,实际应用中的TBC陶瓷都加入了一定量的稳定剂(用作稳定剂的氧化物有CaO、MgO、Y2O3等)。
碳化钨(WC)是制造硬质合金的主要原材料,有很高的显微硬度。常用WC涂层的粉末有WC 8%Co、WC 12%Co、WC 17%Co等。在WC中加不同比例的钴主要是起粘结作用,以增加涂层的韧性,同时防止喷涂过程中碳的烧损。碳化铬(Cr2C3)硬度高,有良好的抗高温氧化和耐磨性能,使用温度高达800℃。一般Cr2C3与Ni-Cr合金混合使用,主要用于高温磨损部位。
3 热喷涂方法分类
热喷涂方法有很多种,根据热源分类,主要有火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂和特种喷涂四种基本方法。各种喷涂方法的特点归纳于表1。
3.1 火焰喷涂[14]
火焰喷涂是以氧-燃料气体火焰作为热源的喷涂方法。燃料气体包括乙炔(燃烧温度3260℃)、氢气(燃烧温度2871℃)、液化石油气(燃烧温度2500℃)和丙烷(燃烧温度3100℃)等。乙炔与氧结合产生的火焰温度最高,所以氧-乙炔火焰喷涂是目前应用最广的火焰喷涂方法。虽然由于它的喷涂效率高于粉末喷涂,在使用中占有一定的地位,但因其喷出的熔滴大小不均,使涂层的结构也不均匀,孔隙度也大,且拉丝造棒的成形工艺受到限制。因此对火焰喷涂,目前仍大量使用火焰粉末喷涂。
图1和图2分别是火焰粉末喷涂的典型装置与原理。但火焰喷涂也存在明显不足,通常的火焰粉末喷枪,由于喷出的颗粒速度较大,火焰温度较低,因此,涂层的粘结强度及涂层本身的综合强度都比较低,且比其他喷涂方法得到的气孔率都高。近年来,火焰塑料喷涂技术发展很快,对有些要求耐腐蚀性强、使用条件苛刻的化工设备和容器,金属喷涂层因有微孔是不适宜的,故对于使用温度在80℃(或120℃)以下的零件防腐,采用塑料粉末喷涂为好。
3.2 电弧喷涂[15]
电弧喷涂是以电弧为热源的热喷涂技术。与火焰喷涂相比,具有喷涂结合强度高(一般为火焰喷涂的2.5倍)、喷涂效率高(比火焰喷涂提高2～6倍)、能源利用率高、安全性高等优点。目前主要用于金属丝材的喷涂,近几年也有人试用管状丝材填充合金粉末(粉芯丝材)喷涂粉材。美国D.G.At teridge和M.Becker等人进行了双丝电弧喷涂(TWAS) 纳米结构涂层的研究工作,其中外皮和芯材料的体积比为1:1,喷涂粉芯丝材的电压要比喷涂实心丝材时低。他们作了3种不同WC-Co含量的涂层,该纳米结构涂层在结合强度、耐磨性、孔隙率等方面均比常规涂层有所提高。电弧喷涂纳米结构涂层技术由于其相对较低的设备成本和涂层呈现出优异的性能,将会成为纳米粉体材料热喷涂技术开发的一个重要方向。
3.3 等离子喷涂[16]
等离子喷涂是利用等离子焰流作为热源,将喷涂材料加热到熔融或高塑性状态,并在高速等离子焰流的曳引下,高速撞击到工件表面上,经淬冷凝固后与工件相结合形成涂层。等离子弧是一种高能密束热源,电弧在等离子喷枪中受到压缩,能量集中,具有温度高(弧柱中心温度高达15000～33000K)、焰流速度高、稳定性好、调节性好等特点,特别适合于陶瓷等高熔点材料的喷涂,成为目前制备陶瓷涂层最主要的方法。图3是等离子喷涂设备示意图。
3.4 特种喷涂
(1) 高速氧燃料火焰喷涂
利用一种特殊火焰喷枪获得高温、高速焰流,用来喷涂碳化钨等难熔材料并得到性能优异的涂层。
(2) 爆炸喷涂[17]
以突然爆发的热能加热熔化喷涂材料,并使熔粒加速的热喷涂方法。一般用氧-乙炔混合气体在枪内由电火花塞点火发生爆炸,产生热量和压力波。爆炸喷涂粒子的飞行速度高,因此可获得较好的涂层质量,但喷涂时不仅产生强烈的噪音,还伴随有极细的粒尘向四处飞散。
(3) 低压等离子喷涂[18]
在保护气体(氩气或氮气)下的低真空环境中进行的等离子喷涂,与常压下的等离子喷涂相比,等离子射流长度增加,飞行速度提高,涂层中基本不含氧化物夹杂,特别适于喷涂一些难熔金属、活性金属和碳化物等材料。
4热喷涂纳米陶瓷涂层的应用
热喷涂技术能制备出耐磨、耐蚀、耐高温、抗氧化、隔热、绝缘、热辐射、防辐射、超导和生物功能等各种特性的表面强化涂层,其优势在于对基材材质无特殊要求,涂层厚度可控,工件大小不限,喷涂设备简单,喷涂沉积速率比物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)和电火花沉积快,物耗少,经济效益显著[19-20]。
目前,世界各国在很多领域都采用了热喷涂技术。例如最早报道过的JT9D喷气式飞机,就有600多处使用了热喷涂涂层。通过在航天发动机上大量采用热喷涂涂层,以期解决磨损、风蚀、热保护和间隙调整等问题。目前甚至有的新型发动机中大多数的部件都采用了热喷涂技术处理。由于在机械装备中应用的材料大多为金属,所以做好防腐工程和提高机械零件的耐磨性能非常重要。
实践证明,使用热喷涂技术可以收到很好的应用效果。长江葛洲坝过船闸闸门、江苏淮阴地区三河闸闸门、山东德州地区官家闸闸门和北京三家店拱河闸闸门从1996年开始采用电弧火焰喷涂涂层防护,自此改变了每2～3年必须大修的状况,至今仍使用正常。胜利油田将其大型贮油罐的表面喷涂Al涂层,获得了较好的对海洋及大气的防腐蚀效果。海南上坡糖厂采用火焰喷涂技术在其压缩榨辘轴轴颈上喷涂耐磨层,修复尺寸,每根节省两千多元,效益显著。上海喷涂机械厂用等离子喷涂对机床进行维修,使机床寿命提高了1～2倍。
热喷涂在生物医学工程方面的应用已逐渐成熟,如在钛合金人工关节(骸关节、膝、肩关节及骨盆等)表面上喷涂陶瓷涂层,既解决了金属材料在人体生物液中易产生腐蚀的问题,同时解决了陶瓷材料在单独成形时易产生的脆弱问题。热喷涂使陶瓷与金属关节之间具有一定的结合强度,使其表面具有良好的耐磨性、化学稳定性、与物相容性,有利于骨质细胞的长入,同时也改变了传统手术中采用骨水泥来固定的情况,现已为全国各大医院所使用。近年来,热喷涂技术在冶金工业领域获得较快发展,尤其是日本和德国这些国家,历来重视在汽车、冶金和能源等民用支柱产业中开发与应用这一技术。
5热喷涂纳米陶瓷涂层须解决的问题
纳米陶瓷颗粒用于制备热喷涂纳米结构涂层,主要需要解决两个方面问题:
(1) 纳米陶瓷粉末的输送问题。因为纳米颗粒质量太小,比表面积又大,在喷涂过程中容易造成输送管道堵塞。另外,因为冲量小,纳米颗粒无法在基材上沉积并形成致密涂层,不能用于直接喷涂[21-22]。
(2) 在热喷涂工艺过程中,如何保证纳米粒子不被烧结长大,且在最终的涂层中保持纳米晶结构[23-24]。目前,解决问题的常用办法之一,是将纳米级陶瓷颗粒经造粒工艺形成具有纳米结构的微米级粒料, 然后用于热喷涂实验。为了使涂层保持纳米级晶粒结构,一般选用喷涂速度快的方法进行喷涂,如等离子喷涂和HVOF喷涂[25]。等离子喷涂是一个快速的工艺过程,温度高(>10000℃)、冷却速率极快(106～107K/s)、粉末原料在等离子火焰中停留的时间小于10-3s,使原子来不及扩散,纳米粒子生长受限,因此可在涂层中形成纳米晶。研究表明,快速的加热和短时间的停留有效抑制了颗粒的长大、元素的扩散以及第二相的形成和长大[26]。只要控制好条件,纳米陶瓷颗粒在喷涂过程中不会被烧结长大。
6展 望
作为材料表面的一种改性技术,热喷涂是用于制备纳米结构涂层的一种有效方法。和传统的涂层相比,热喷涂纳米结构陶瓷涂层具有优良的性能,如低孔隙率、高结合强度、高硬度、抗氧化性能好、耐腐蚀性好、磨损率低、断裂强度好,在工业领域有着非常诱人的应用前景。在喷涂工艺开发方面最近有了新的进展,有望拓宽热喷涂涂层的应用范围。热喷涂纳米陶瓷涂层的研究时间还不长,许多课题还有待深入研究和探讨,尤其是研究新界面层材料,已成为该领域研究的热点之一。随着技术、工艺的不断完善,热喷涂纳米陶瓷涂层将会有更广阔的应用前景。
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一、生活用具
生活用具类主要有银酒瓮、银盆、银涂金筹筒、银涂金筹、银盒、银托子、银碗、银盘、银碟、银注子、银锅、银涂金熏炉、银鎏金人物瓶、银盖、银鎏金令旗、银棒、银筋、银匕、银勺、银镯、银钗、银簪、银栉背等，计金银器近1000件，金银器皿70余件，其中以“论语玉烛”银涂金筹筒、双凤菱形银盘、鹦鹉纹银盒、鎏金鱼化龙纹大银盆、银鎏金婴戏图小银瓶、鎏金双凤纹大银盒、蝴蝶纹银盒、荷叶悬鱼形银盖等尤称精品，集中体现了晚唐时期南方金银器的风格，充分展示了唐代工匠的高超技艺和丰富想象。
银涂金龟负“论语玉烛”酒筹筒：1982年元旦出土于江苏丹徒丁卯桥唐代银器窖藏。龟神态如生，背负圆筒，筒有盖，宛如龟背上竖起一支金色蜡烛。筒下设二层四面展开的莲瓣堆饰，筒座一周饰尖状条纹，筒身刻龙凤各一，间以卷草和鱼子纹，筒正面长方框内刻“论语玉烛”四字，下面四个并立的腰形区间内各有一对相啄的飞鸟；筒盖与筒身子口相接，盖面卷荷叶形，葫芦形钮，刻仰莲纹，盖身一周刻两对鸿雁及卷草、流云、鱼子纹。整个器物刻花处皆涂金。与此器同出的酒令筹，其大小正好可置于筒内。文字以《论语》为内容，有一枚酒令筹上还刻有“劝玉烛录事（饮）五分”字样，可知该物名称即是论语玉烛，是用来盛放酒令筹的。（图1）
银涂金酒令筹：1982年元旦出土于江苏丹徒丁卯桥唐代银器窖藏。50枚，长方形，切角边，下端收拢为细柄状。每枚正面刻行体文字，文字内涂金，其内容上半段采自《论语》，下半段是酒令的具体内容，包括“自饮（酌）”、“劝饮”、“处（罚）”、“放”四种。其中一枚为“刑罚不中则民无措手足觥录事五分”，民字缺笔，显系避李世民之讳。（图1）
鎏金压花双凤菱形银盘：1982年元旦出土于江苏丹徒丁卯桥唐代银器窖藏。四出花瓣式菱形盘，宽沿，平底，矮圈足。盘内底压花鸾凤1对及火焰宝珠一颗，宽沿面上捶揲8只飞鸟和缠枝莲花，以鱼子纹为地纹，圈足无纹饰。银盘的鸾凤、宝珠及凸起的边缘处皆鎏金。造型独特，成型工艺较难，新颖奇巧。（图2）
鎏金鹦鹉纹银盒：1982年元旦出土于江苏丹徒丁卯桥唐代银器窖藏。盒盖及身为四出莲瓣形，盖面圆弧状高高隆起，顶面捶刻1对衔草鹦鹉纹，间以缠枝莲花和鱼子纹地，莲瓣形直口的边缘饰以缠枝纹带，下腹部为圆弧形，无纹饰，盒身下为四出莲瓣形高圈足，素面无纹。盖与身以四出花瓣形子母口相合。通体鎏金。外观金碧辉煌，纹饰华丽精致，盖、身、圈足均为四出莲瓣形，美观大方。（图3）
鎏金鹦鹉纹银碗：1982年元旦出土于江苏丹徒丁卯桥唐代银器窖藏。碗口为五曲花瓣形，敞口，深腹，高圈足。碗口呈破式海棠形，内底心刻1对鹦鹉纹，鹦鹉勾喙，足趾锋利，展翅欲飞，纤细的羽毛清晰可见，形象逼真，栩栩如生，周围间以缠枝莲花和鱼子纹地，边缘有联珠纹一周。腹内壁的曲处饰以花结，衬托五组团花。圈足的外边缘刻变体莲花装饰带，圈足内刻有“力士”二字。刻花处皆鎏金，余皆银器原色。整器刻工精美，造型独特大方。（图4）
鎏金鱼化龙纹大银盆：1982年元旦出土于江苏丹徒丁卯桥唐代银器窖藏。形体较大，敞口，腹部五曲，平底。底面水波纹地，錾刻一对翘尾展翅、睁目张口的鱼化龙，其嘴前各有一颗火焰宝珠，间以莲花、荷叶和七条游鱼；底腹及腹沿之间，隔以破式草叶纹带与卷草纹带，腹内一周五曲区间内刻五对珍禽，衬以涡轮状卷草纹和鱼子纹，沿面刻瑞兽五只，间以石榴花及鱼子纹；外底镌刻“力士”字样。刻花处皆鎏金，花纹装饰比较独特，与同出土的其他银器有所不同，其他银器上的纹饰主题写实意味较浓，作风相对贴近现实生活，而此盒上的鱼化龙图案，显然包含有某种意义上的神话色彩。古代有鲤鱼跳过龙门变化为龙的传说，人们即借此鼓励子孙发奋读书，力图上进，有待来日，一跃龙门，出人头地。整器金光灿烂，纹饰精美，线条流畅，动感极强。（图5）
银鎏金婴戏图小银瓶：1982年元旦出土于江苏丹徒丁卯桥唐代银器窖藏。侈口，束颈，鼓腹，圜底。下腹部有等距离三处焊接痕，原应有三足，出土时足已佚。该瓶通体鎏金，遍布纹饰。颈部分别刻有连珠纹、折带纹及蔓草纹；腹部以鱼子纹为地，用卷草纹构成三足莲瓣形开光，开光内刻三组婴戏图，开光间饰以串枝花；腹底一周錾刻十二花瓣。三组婴戏图的内容分别为：第一组为二童对坐斗草；第二组婴戏图为三童子表演“胡旋舞”；第三组婴戏图为三童子表演杂剧“参军戏”。小瓶采用满地装式的构图法，使器物更具华丽的艺术效果，图案形象生动，儿童天真活泼，亲切可爱，富有浓郁的生活气息。三幅婴戏图所展现的斗百草、胡旋舞、杂剧场面是研究我国古代民俗、舞蹈、戏剧史等珍贵的实物资料。（图6）
鎏金双凤纹大银盒：1982年元旦出土于江苏丹徒丁卯桥唐代银器窖藏。通体鎏金，身与盖分别为仰覆四出莲瓣组成，盒身下部为喇叭形高圈足。盖面高高隆起，似一朵覆盖的莲花，捶刻的凸花以衔草翱翔的双凤为主体纹饰，边缘一周环绕8对相向的飞雁，并间以缠枝莲和鱼子纹地。盖口沿錾刻8对奔鹿，均为雌鹿在前奔跑作回首状，雄鹿在后昂首急追，互相呼应，神态生动。盒身上腹部亦刻8对奔鹿，与盖口沿纹饰相同，下腹部刻有8朵牡丹团花。高圈足一周刻10只大雁，足边缘刻变体莲瓣纹带。盒外底部刻有“力士”及“伍拾肆两壹钱贰字”錾文，标明“力士”银酒具品牌及银盒的重量。银盒的花鸟动物图案反映了人们的吉祥观念，具有浓厚的生活气息。如图案中的双凤、对雁、雌雄双鹿均寓意为夫妻，莲花又称荷花，因“盒”与“合”、“莲”与“年”、“荷”与“和”谐音，此盒图案即寓意夫妻恩爱百年好合。又因牡丹花古人称之为富贵花，与缠枝莲相配，又象征“富贵万年”，还因为刻成牡丹团花，又代表了“富贵团圆”之意。整器造型华丽端庄，工艺精湛，錾刻的花鸟动物图案羽毛毕现，神态生动，动感极强，顾盼之间有呼之欲出之感，体现了唐代金银器制造工艺的高超水平。（图7）
银鎏金蝴蝶纹盒：1982年元旦出土于江苏丹徒丁卯桥唐代银器窖藏。小盒呈蝴蝶形，盖顶面凸起，捶刻蝴蝶纹，盖边垂直，錾刻双线连续菱形纹，菱形内刻“米”字形花纹，双线内以鱼子纹为地纹，盒身底为圆弧形，上腹边缘亦是垂直的蝴蝶形宽带状，带状纹饰与盖的边饰完全相同。盖与身以子母口相扣。圈足为圆形喇叭状，无纹饰。盒身与盖通体鎏金，圈足未鎏金。整器小巧玲珑，錾刻的蝴蝶造型，纹样精致如真蝶无异。（图8）
银鎏金鱼纹盒：1982年元旦出土于江苏丹徒丁卯桥唐代银器窖藏。呈海棠形，顶面凸起，荷叶卷边，一片荷叶上捶刻四条精美的小鱼。叶面錾刻的叶脉似放射的光芒，盖边是垂直海棠形宽带状边，上面錾刻连续的三线组成的波浪纹，大波浪中刻有短线条组成的密集小水波纹，圈足为圆形喇叭状，底边錾刻一周花瓣纹。盒身通体鎏金，圈足部仅花瓣鎏金。盖与身以子母口相扣。鱼纹小盒金光闪闪，灿烂夺目，精致小巧，整体纹饰生动活泼，生活气息浓郁。（图9）
银鎏金荷叶悬鱼形银盖：1982年元旦出土于江苏丹徒丁卯桥唐代银器窖藏。呈翻卷边荷叶形，盖面双线条錾刻荷叶的叶脉线饰，盖顶中心，有一圆形蒂和一根卷曲的茎状钮，盖下面的底边处等距离焊接有3条小鱼作为器盖的子口。整器形象逼真，线条流畅，下面3条小鱼仿佛游动于荷叶之下，一幅荷塘清趣图就呈现在眼前了。（图10）
二、舍利容器
舍利容器类主要是金棺、银椁。金棺银椁是佛教僧人安葬佛舍利（遗骨）的葬具。据佛教经典记载，佛祖释迦牟尼涅后，其舍利被分成八份分给古天竺八国国王建塔供养。后来供养舍利的风气逐渐盛行，安葬舍利的容器也日益豪华。供养舍利之风传到中国以后，与中国传统的丧葬制度相结合，将盛放舍利的容器做成棺椁形，制作上也极尽工艺之能。有唐一代，上至帝王，下至平民，尊佛崇佛达到鼎盛。统治阶级以贵重的金银为材质、以佛教题材为纹饰、参照棺椁制度等丧葬礼仪打造舍利容器，制定了一整套供奉舍利的礼佛仪轨，为绚丽的中国古代文化增添了一抹浓厚的佛教文化色彩。江苏镇江甘露寺铁塔地宫出土的金棺、银椁正是这种文化的反映。
长干寺舍利金棺：1960年5月发掘于江苏镇江甘露寺铁塔地宫。棺以纯金捶揲而成，除底部外，遍体刻精细花纹。棺头以鱼子纹为地纹，上部刻如意云纹图案，中部刻直线纹，类似栅栏，下部刻门扉，左右各有乳钉三排九枚；棺尾以鱼子纹为地纹，刻有下面共出的如意云纹五朵，上托一轮慧日（或称智珠）；棺身两侧亦以鱼子纹为地纹，各刻两个高髻人首人手鸟身、鸟脚鸟尾羽人，前者两臂伸张，后者双手合捧果盘，周围遍饰如意云纹图纹，錾刻仙鹤三只，翱翔于如意云纹之中。棺内存放素面小金棺一只，内盛释迦舍利子11颗。(图11)
长干寺舍利银椁：1960年5月出土于江苏镇江甘露寺铁塔塔基地宫。椁以纯银捶揲而成，形似棺。除底部外，遍体錾刻精美的纹饰。头部以鱼子纹作地纹，下侧中间刻门扉，门扉下各有乳钉三排十二枚，门扉上为栅栏，两边饰卷草纹，门上双线界内间以卷草纹，界上两侧亦刻卷草纹，中间拥托慧日一轮；椁尾亦以鱼子纹为地纹，錾刻共出的如意纹十朵；椁两侧各刻双头迦陵频伽像一身，间以纤细的缠枝花纹；椁盖饰飞天二，高髻，裸上身，着长裙，前者左手张开高举，右手持花盘作转身回顾状，后者双手持果盘，作行进状。飞天身体柔软，姿态自然，借风飘而起舞，借流云而飞翔，二飞天前在如意宝珠四周衬以花朵流云，图案极其美丽动人。(图12)
禅众寺舍利银椁：1960年5月出土于江苏镇江甘露寺铁塔塔基地宫。椁为纯银捶揲而成。椁作带座箱形，遍体以鱼子纹为地纹，錾刻精美纹样。椁头刻门扉，下部各有乳钉七排，每排五枚、四枚不等，饰门环一对，突出于平面外，上挂一精致银锁，锁匙可取卸；椁尾刻鸿雁一对，间以如意云纹；椁身两侧各刻高髻、双翅、人头鸟身的迦陵频伽像一身，一作合掌状，另一作双手持盘供养状，均飞翔于缠枝花叶之间；椁下为须弥座，饰破式海棠及蔓草纹；椁顶饰仙鹤一对，间以如意云纹，造型纹饰精美。(图13)
三、制作工艺
从以上两部分的客观描述中我们不仅可以了解镇江博物馆馆藏唐代金银器的总体特征，如圈足宽大；器皿口部多采用花瓣形处理；器壁变薄；造型整体富丽堂皇，精致细巧；出现不少象生器；花纹以缠枝花鸟为主；多用散点或满地装饰；多用中国本土或神话中的各种动物形象，特别是鸳鸯、凤鸟、鹦鹉等民间喜闻乐见的生活题材；整体作风写实，结构紧凑，整齐活泼，图案化意味浓厚等，亦可大略了解其制作工艺、审美倾向和艺术内涵。
据《唐六典》记载：唐代金银器的制作方法很多，金的加工方法就有销金、柏金、织金、砑金、披金、泥金、镂金、捻金、戗金、圈金、贴金、嵌金、裹金等十四种，从上述器物的描述来看，镇江博物馆馆藏唐代金银器各种工艺技法均有所使用，但主要还是采用捶揲与錾刻，辅以切削、抛光、焊接、刻凿、铆、镀等多种生产技艺制作，综合运用流线、圆弧式手法造型，器物舒展大方、轻松活泼。
所谓捶揲是指利用金银质地较软、延展性强的特点，采用反复捶击的方法，使之延伸展开成片状。金银器捶揲工艺有两种基本方法：一种是自由捶揲法，自由捶揲法是以预先设计好的图形，敲击金银薄片，以比较自由的手法制作出二维或三维的器形；另一种是“模冲”捶揲法，模冲捶揲法需要事先按设计要求刻制底模，底模一般以锡铅合金制成，加工时将底模衬在金银板片下反复捶揲，底模上的花纹就翻印到器物上。镇江博物馆馆藏唐代金银器中的盘、杯等大多数用捶揲技术制作，一些形体简单、较浅的器皿也是直接捶制出来。[4]
錾刻则是利用钢制的各种形状的錾子，用小锤敲击钢錾将花纹錾在退过火的条块状黄金的表面。錾刻工艺用錾、戗等方法雕刻图案花纹，这些图案花纹有深有浅，富有艺术感染力。錾刻工艺有阳錾、阴錾、平整、镂空等数种。
相比较而言，捶揲工艺主要用来制作器物的形体，錾刻工艺主要用来制作器物表面的装饰纹样，在制作器物表面装饰纹样时两者还可以结合使用，将捶揲工艺、錾刻工艺、模冲工艺完美的结合，将器物及器物的装饰纹样制作得十分逼真写实，将形体刻画得深入动人，将整体的形和局部的形都刻画得栩栩如生，线条流畅，富有韵味。
当然除了使用捶揲与錾刻这两种成形加工工艺外，这批器物还有其他的最常用的装饰工艺使用，那就是鎏金，这在唐代的高档金银器加工中几乎无器不用。
鎏金工艺是金银器表面装饰中十分重要的一种工艺，亦称“涂金”、“火镀金”。先将金与水银混合熔化成金汞剂后，涂于器物（多为银、铜器，也有铁、陶质）表面，经烘烤加热，让其中的水银蒸发掉，使金固着于器物表面，再磨压加工而成，华贵璀璨，经久而不褪色。[5]此工艺始于春秋末期，至战国、两汉达到很高水平，唐代银器，主题纹饰多鎏金，称为“金花银器”，达到巅峰，这批金银器就是“金花银器”风格的真实写照。
金光闪闪、银光熠熠的金银器，成为显示唐王朝国力强盛的标志。其精巧的制作工艺、优美的造型艺术、丰富多彩的装饰技艺无不展示了唐代现实生活的五彩缤纷，文化艺术的欣欣向荣，金银器也不再只是财富的象征，更是历史和文明的印迹。王朝的身影远去了，但岁月依然在流逝中记住曾经的辉煌。
注释：
[1]江苏省文物工作队镇江分队、镇江市博物馆.江苏镇江甘露寺铁塔塔基发掘记 [J].考古，1961（6）：302-315.
[2] 丹徒县文教局、镇江博物馆：江苏丹徒丁卯桥出土唐代银器窖藏[J]. 文物，1982（11）：15-24.
[3] 刘建国. 江苏镇江唐墓[J].考古，1985(2):131-148.
关键词：普通车床；方形零件夹具；设计
在机械加工领域，数控机床渐渐取代了普通机床的主导地位，因为其具有高效、可控等特性。但是，我们依然不能彻底摒弃普通车床的学习研究，因为它是数控机床发展的基础，可以有效培养工作人员的相关专业技术素质。本文是对普通车床加工方形零件夹具进行分析，该加工方形工件夹具，是根据日常生产需要而制作的。它主要是利用车床自身的固有条件安置和加工的，因而在其它设备条件并不齐全的情况下，越发能显示其特有的优越性。该加工方形零件夹具，绘声结构较简单，操作容易，很便于安装。在车床上能加工偏方，三方，四、六方等多连形非标准件，同时对操作人员技术要求不是很高，便于实际操作应用和推广，通过实践证明，该车方形零件夹具比铣床加工同一产品时，可显著提高工效4～5倍。
一、方形零件夹具设计的必要
在机械加工过程中，为了能够保证工件的加工精准度，使之相对于机床、刀具占有稍确定的位置，并能迅速可靠地夹紧各种工件，以接受加工或检测的工艺装备称为机床夹具，简称夹具。夹具设计中主要要基于夹具的特点，从夹具体、定位元件、夹紧装置、联接元件、对刀或导向元件、其他装置或元件以及标准化了的其他联接元件中设计。
在平时的机械加工工作中，经常会遇到方形零件的加工，这些零件若用铣床加工，生产效率较低，加工不方便。方形零件夹具是在机床上用以定位装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于刀具或机床有一个相对正确的位置，保证加工精度、提高劳动生产率、扩大机床的使用范围和保证生产安全，因此，方形零件夹具在机械制造中占有很重要的地位。随着现代机械加工技艺的日趋完善和各种高精数控加工机床的出现，这要求与之配套的机床附件更加精确与可靠，而方形零件夹具的性能直接影响加工工件的安装、定位及制造精度。因此，良好的方形零件夹具设计是保证高精度机床加工的前提条件。
二、普通车床加工方形零件夹具设计要求
1.高效、高精。为了提高机床的加工精度，机床夹具应具有较高的定位安装精度和转位、定位精度。工件在夹具的定位实际上包括工件在夹具上的定位和夹具在机床上的定位两个方面。夹具设计不但要保证加工精度、扩大机床的使用范围、提高劳动生产率，而且应该有良好的机动性和安全可靠性，保证生产安全。
2.模块、组合。夹具元件模块化是实现组合化的基础，利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。省工、省时，节能、节材，体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础，应用CAD/CAM、CAXA、Pro＼E等技术，可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断地改进和完善夹具系统。模块化夹具与组合夹具之间有许多共同点。它们都具有方形、矩形和圆形基础件，在基础件表面有坐标孔系。两种夹具的不同点是组合夹具的万能性好，标准化程度高；而模块化夹具则为非标准的，一般是为本企业产品工件的加工需要而设计的。
3.通用、经济。夹具设计要大力提倡标准化、系列化的通用性设计，这样，才能提高设计质量，缩短设计周期，降低设计成本，提高其设计制造水平和质量，从而使夹具行业的整体劳动生产率得到提高。
三、普通机床加工形零件夹具的特点
1.一机多用。在设备不齐全，专业技术人员缺少的情况下，可直接加工方形工件一次而成。
2.方形零件夹具结构简单、容易操作，对操作人员的技术水平要求不高，便于使用。
3.方形零件夹具生产效率高。可在加工M36以下的各种螺丝和螺母的六方面（对角长63.5mm ）或加工边长为3O～的扁和四方等。当车床上使用此装置加工M12的六角螺栓和螺母的方头时，它可比铣床加工提高工效4～5倍。
四、工作原理
使用时可将此装置的底座1O固定在车床的中拖板上，将车床小拖板取下来，同时将卞动齿轮轴2直接安装在床头箱卞轴锥孔内，另一端用车床后顶尖顶位。动力经床头箱主轴传到齿轮轴（渐开线花键轴、Z：lq）再通过中间齿轮5带动双联齿轮9（Z= 54：Z= 36），由此可分别得到1= 1/3或1= l/2的减速比、工件再由装在从动轴2l上的卡盘22驱动、刀盘l安装在床头箱的主轴上，并开有六条装刀槽。
工作时，工件和刀具都作同方向的不等速旋转运动，利用线由点组成的几何原理，在车床上改变原来车刀和工件相对运动的轨迹、车刀不移动、进刀和走刀的动作由车床的拖板通过移动工件来完成，这种加工方法的不足是工件表面稍有弧形，但是对紧固件而言，不会影响其使用。车方形工件夹具的构造和安排情况如下图所示。
1.刀盘2.主动轮3.介轮4.从动轮5.工件6.工件夹具7.夹紧油缸8.进给油缸
五、使用方法
l.车方夹具的安装、使用。将车床刀架卸下，利用车床刀架回转盘的紧固螺栓，将此夹具固定在中拖板上，工作完后即可折除。安装刀盘中Zoomm 左右自制时，可先折下原来车床上的卡盘，然后将刀盘装在床头箱主轴上。
2.刀具的选用和安装。刀具材料选用YTS硬质合金、刀杆材料45#钢，同时使用两把以上的刀具时，每把刀具的几何形状均需相同。装刀数量可根据多边形数和所选用的减速比来确定。计算方法如下：装刀二多边形边数X 减数比常加工多边形工件刀数量表：
安装两把以上刀具时，每把刀伸出刀盘的长度一定要相等，刀尖要在同一圆周上、刀具之间的夹角也要相等，否则就加工不出规则的正多边形。
3.调速减速比。速比的改变是通过调整挂轮来实现的，调整时只要改变中间齿轮轴与卞、从动轴之间的相对位置，使中间齿轮分别与双联齿轮的大、小齿轮相结合，便可得到两种不同的速比。
4.工件加工尺寸的控制。这可以通过调整从动轴和主动轴的相对位置（中心距）来实现，方法是先松开挂轮板，摇动中拖极、改变两轴中心距、并使加工面与车刀保持适应位置，这样就可获得加工不同尺寸的工件。
（作者单位：广东省岭南工商第一技师学院）
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从三大发明变成四大发明，最初是来华的耶稣会士艾约瑟(Joseph Ed-kins，1823―1905)，他把造纸放了进去。最大的功劳要归李约瑟，他大力赞美和强调这四大发明是中国人做出的贡献。李约瑟长期研究中国科学史，不断称颂中国古代的科技成就，他被视为“中国人民的伟大朋友”。四大发明通过李约瑟提倡之后，进入了我们的教科书。
火药发明权难以动摇
古代中国人发明的火药，是用硫磺、硝石和碳按照一定配比混合成的黑火药。这从唐代一些炼丹文献里就可以看到，最初它很可能是炼丹家无意中发现的。这里最重要的一个年份是公元1044年，这年北宋编纂了《武经总要》类似当时北宋国家军队武器装备的标准教科书，书中出现了三个黑火药的配方。这表明至少到公元1044年，火药已经成为北宋军队的一项标准装备。
企图动摇中国人在火药上的发明权有两条路径：一条是试图从西方古代文献中找到一些比北宋更早的火药记录，另一条是纠缠黑火药和黄色炸药的区别。
第一条路径上，争夺黑火药发明权的大致有这样四个候选者：希腊火、海之火、印度和培根。这里我们先要区别燃烧剂和火药燃烧剂在燃烧时需要外界供给氧气，而火药本质上是一种“自供氧燃烧”，即火药本身能够提供氧。在黑火药中，硝石就是用来提供氧的。上面四个候选者中的希腊火、海之火，确实有年代很早的记载，希腊人和拜占庭军队曾用它们焚烧敌舰，但它们都是燃烧剂，所以实际上没有资格与黑火药竞争。第三个竞争者是印度，但是比较权威的观点认为，印度直到13世纪还没有火药，最早在印度出现的火药实际上是元朝军队遗落在那里的。所以印度作为争夺黑火药发明权的候选者是比较弱的一个。最有趣的是13世纪的著名学者罗杰尔・培根(RogerBacon，1214―1294)。一些西方人认为培根已经发明了黑火药，他们的依据是，据说在培根的著作里有一个用隐语写成的黑。西方有人把这个隐语通过调整字母顺序，甚至添加字母的方式，“释读”成了一个黑。但是这种“释读”方法本身就站不住脚，况且即便培根真有这样一个黑，也在《武经总要》之后两百多年，所以培根仍然不能争夺黑火药的发明权。
既然可以确认黑火药是中国人发明的，那么我们再来解决黑火药和黄色炸药的问题。
今天全世界用的炸药都属于黄色炸药系统。黄色炸药来源于公元1771年发明的苦味酸，最初是作为染料的，后来发现这种黄色染料有很强的爆炸性质，1885年法国第一次将它用于军事用途，装填在炮弹里作为炸药。这样一来，问题就很清楚了：当年马克思说火药把骑士的城堡炸得粉碎，显然不是说1885年之后的事情，起码在17世纪就已经发生了。那是被什么炸碎的呢?当然是被中国人发明的黑火药炸碎的。
至于黑火药向西方的传播，恩格斯的论断比较可信。恩格斯对军事史有兴趣，他总结出火药西传的路径：从中国到印度，再从印度到阿拉伯，然后从阿拉伯到欧洲。在这个过程中，欧洲骑士的城堡被黑火药炸得粉碎。因此中国人发明的黑火药确实改变了世界历史。
造纸问题莫自寻烦恼
本来我们都知道东汉的宦官蔡伦发明了一种造纸的方法，其法简单经济，这一直是被作为定论的。许多西方学者也赞成这一定论。在这个定论里，包含了对纸的传统定义。
为何提出“灞桥纸”是自寻烦恼呢?因为将这些近似烂棉絮的、最大只有巴掌大小而且没有书写证据的东西称为纸，实际上就降低了纸的技术标准，放宽了对纸的定义。此举带来的后果，则是中国在造纸上的发明优先权反而有可能丧失!
为什么呢?如果允许放宽对纸的定义，那如何对待埃及的纸莎草纸?纸莎草纸在公元前3000年就有了。而且今天在世界各大博物馆里藏了很多纸莎草纸的作品，上面有颜色鲜艳的图画和文字。如果执意要把灞桥发现的絮状物说成纸，那古埃及那些有大量图画文字在上面的、用植物纤维做成的纸莎草纸，能说它不是纸吗?而一承认埃及的纸莎草纸也是纸，那中国的造纸发明优先权就丧失了，纸莎草纸比蔡伦造纸早了3000年。
神话司南与指南针
中国关于指南针的历史文献记载是相当晚的，但一讲司南，我们就把它的历史提前到先秦。许多人甚至在《韩非子》中找到了证据，认为战国时期就有司南了。司南的标准图案(一个天然磁石做的汤匙)在小学课本里就有。但是迄今并未发现任何古代的司南实物，这个图案实际上是王振铎在20世纪40年代假想出来的。该图案后来上了1953年的纪念邮票，于是成为定论：中国人在战国时明了司南。当年王振铎的报告说他已经用天然磁石复制成功司南，但是这具司南从来没人见过，至今下落不明。现在博物馆中陈列的司南，通常都是合金制造的，并用电磁线圈对它充过磁，这样才能够指南。这样的陈列品不能称为复制。
涉及司南的最早文献是《韩非子・有度》，但从上下文来看，其中所说的司南并不是指一个器具，而是类似于我们说的“规矩”、“法度”这样的意思。已经有人写论文详细分析了中国古代大量文献中出现的“司南”字样，其中有很大的比例并不是指能够指南的器具。要证实先秦时代就有司南，只有两条路径：一、发现一个古代司南实物，而且这个实物是天然磁石的，并且能够指南；二、用天然磁石复制出一个真正能够指南的司南。既然目前还没有这样的实物和复制品，那么司南迄今仍然只是一个神话。
为什么有很多人愿意维持司南这个神话呢?因为司南这个神话和指南针的发明权有很大关系。有人认为中国人只不过发现了地磁现象，这和发明指南针还有距离；而如果我们战国时代就发明了司南，那就能保障我们在指南针上的发明优先权。
雕版印刷和活字印刷
培根和马克思说的三大发明里面有印刷术，印刷术包括了雕版印刷和活字印刷。雕版印刷比较简单，就是让刻工在一块木板上，把我们要的文字或图案雕出来。印刷的时候在这个木板上刷油墨，然后把它印到纸上。古代的雕版印刷都是这么印的。通常我们认为现藏大英博物馆的公元868年王玢印造的《金刚经》是雕版印刷最早的实物。当然这并不意味着中国人在公元868年才学会雕版印刷，应该在这之前就会了。
活字印刷就比较复杂了。宋代沈括《梦溪笔谈》里记载了毕瘅用泥烧成活字，能够用来印刷。但这只是一个记载，既没有泥活字的实物传下来，也没有用这个泥活字印刷的东西传下来。这个记载是不是可信?说实话也不是100％可信，但是我个人觉得它有80％可信。不过当时这个泥活字并没有得到推广，也没有关于毕瘅用泥活字赚钱致富的记载。从毕瘅往后900年，中国的绝大部分书籍仍然都是用雕版印刷的。这说明泥活字没有能够在商业上取代雕版印刷。在泥活字之后又发明了木活字和金属活字，这两种活字也被尝试过。但是这些活字都没有商业价值。
争夺中国人的印刷术发明权最厉害的是韩国。韩国人的做法分两步，第一步是争夺雕版印刷的发明权，如果这个被他们争夺到了，整个印刷术的发明权就是他们的了，他们就可以说“韩国发明了印刷术”，那四大发明中的一个就变成韩国的了。
1966年在韩国一个庙里面发现了一卷《陀罗尼经咒》，这是一份汉字的雕版印刷品。它的年代比刚才我们说的王玢印造《金刚经》的公元868年要早。这个《陀罗尼经咒》印刷的年代，可以肯定是在公元704～751年之间。因为公元704年这个《陀罗尼经咒》才被译成汉文，而公元751年是韩国这个庙落成的年份，这个东西是在庙落成之前埋下的，所以可以确信是公元751年之前。于是韩国人在世界上造舆论，说他们发现的《陀罗尼经咒》比大英博物馆藏《金刚经》要早。
但是韩国人完全回避了一个非常致命的问题，这卷《陀罗尼经咒》是从哪里来的?在当时，日本和朝鲜半岛诸国都非常流行从中国进口佛经、书籍之类的东西，这些东西被当做珍贵的文化礼物。因此很多西方研究雕版印刷的专家都认为，这个《陀罗尼经咒》是在中国印刷了以后，送到朝鲜去的。因为当时这个庙落成的时候会需要这样的礼物，这个《陀罗尼经咒》就是从大唐搞来的。这个《陀罗尼经咒》上面有几个汉字，是武则天时代所用的特殊汉字。因此现代大部分中国学者和那些研究雕版印刷的西方学者认为，这卷《陀罗尼经咒》是在中国印刷了以后送到朝鲜去的。所以它的发现仍然不能动摇中国的雕版印刷发明权，相反还提早了中国雕版印刷术的实物年代。
当然这样的解释也不能说有100％的说服力，因为现在既没有这卷《陀罗尼经咒》来自中国的直接证据，也没有它是在朝鲜当地印刷的证据。所以学术界认为，韩国发现的这个《陀罗尼经咒》，并不能颠覆中国人在雕版印刷术上的发明权。但是他们确实也提出了一点点挑战，尽管这没有得到国际学术界的公认。
但是下面一件事情韩国人确实得分了。2001年6月，联合国教科文组织认定，在韩国清州发现的《白云和尚抄录佛祖直指心体要节》(印刷于公元1377年)为“世界最古老的金属活字印刷品”。2005年9月，由韩国政府资助，联合国教科文组织在清州举行了大型纪念活动。联合国教科文组织承认朝鲜人在金属活字上具有世界第一的发明权。当然这并未动摇中国在印刷术上的发明权，但是韩国得到了金属活字上的优先权。因为朝鲜人确实非常热衷于铸造金属活字，他们用金属活字印了大量的书，所以在金属活字上可能他们是有优先权的。
现在的情形是，韩国人企图争夺中国的雕版印刷术发明权，不太成功但也有一点小进展。在活字印刷上，他们要超过毕瘅做不到。但是在金属活字印刷上，他们占了先，联合国教科文组织确认他们比中国的金属活字印刷要早。
为什么毕瘅所发明的泥活字，以及后来的木活字和铜活字都不能推广呢?直到现代西方的印刷术传入之后，中国的雕版印刷才废弃呢?在欧洲，古登堡在15世纪发明金属活字，很快被商业化推广了。而中国的活字印刷为什么这么难推广?这是因为中文和西文之间确实有着一些根本的差别，我这里只说两点：
第一点是前期投入。以英文为例，26个字母，加上数字、标点符号等等，做一套只需要几十个不同字符(当然需要大量复本)。但汉字不是这样，在古代有几万个汉字，就是今天在简体字普及之后，常用汉字也有几千个。也就是说，造一套西文字成本很小，但要造几万个不同汉字(同样需要大量复本)，造一套字就非常昂贵。古代的活字都是官方或者是皇家来制造(朝鲜的金属活字也是如此)，就是因为它需要很大的投入。其次是对员工素质的要求。古代中文的活字印刷，排字工人必须是一个认识几万个汉字的人，但是西文的排版工人甚至可以是一个不识字的人，因为它一共只有几十个符号。所以在现代印刷术发明之前，汉字没有优势；现代印刷术发明之后很久，汉字仍然没有优势。只有到了电脑时代，汉字的春天才真正开始了。如今中文和西文相比，在排版、印刷方面的劣势已经完全消失。今天中文打字可以比西文打字更快。
重新思考四大发明
中国人四大发明的发明权，虽然遇到一点点挑战，但基本上还是稳固的。对这四个伟大发明，我们仍然可以认为是中国人的骄傲。
但是在北京的中国科技馆新馆，现在陈列的四大发明不再是我们教科书上的那四个了，而是变成了丝绸、青铜、陶瓷、造纸印刷。为什么变成这四个了呢?主要原因可能是：一、要让这些发明的科技含量更高；二、让它的范围变大。这也许主要是着眼于防止别人来争夺我们的发明权。
比如丝绸，就很复杂，涉及养蚕、种桑、纺织、印染等等，将这一大批工艺技术都归在“丝绸”名下，当然范围就广了，科技含量就高了，不容易被人争夺。青铜也是一样，涉及一系列冶金工艺，非常复杂。陶瓷在烧制的过程中，里面有很多化学和艺术方面的学问，也足够复杂。而将造纸和印刷合并，既把“灞桥纸”这类争议放到了一边，再加上笼统的“印刷”，它既可以是活字印刷，也可以是雕版印刷，这样也能够确保中国的发明优先权。所以这“新四大发明”不太容易被别人争夺。
其实我们也可以考虑更多的“新四大发明”。如果我们考虑这样三个原则：一、对中国的文明，或者对中国人的生活，有过广泛影响的；二、尽量保证中国人的发明优先权；三、应该有足够的科学技术含量(伟大的发明要有一定的技术含量，其实司南这样的东西只是天然磁石，科技含量就有点低了)。那么我们就可以有一系列“新四大发明”，以前我曾提出过两组。
先看“新四大发明A组”：丝绸、中医药、雕版印刷、十进制计数。丝绸之所以入选，是因为这是古代中国人非常具有特征性的东西。中医中药现在一直遭到一些人的打压，有的人甚至说中医是伪科学。实际上我们必须看到，几千年来，中华民族的健康就是靠中医中药来呵护的，应该承认中医对中国的贡献是非常大的。况且它直到今天仍然有活力，这比司南之类早已没用的东西强多了。考虑到韩国人在金属活字印刷上已经占先，我们不如只提雕版印刷，这样可以确保中国的发明优先权。十进制计数从数学上说意义是非常重大的，而中国人从一开始就采用这个计数法。
再看“新四大发明B组”：陶瓷、珠算、纸币、阴阳合历。陶瓷入选的理由类似A组中的丝绸。虽然今天有了计算机，珠算基本上没有什么优越性了。但在计算机普及之前，珠算是非常有商业潜力的。中国人在宋代就发明了纸币(交子)，这说明中国人很有商业头脑。实际上这是中国人一个非常可以骄傲的发明，但是以前我们一直很少去讲。这可能和我们的某些观念有关，我们老是觉得钱这个东西是不好的，好像中国人发明了世界上最早的纸币并不光彩似的。阴阳合历(农历)一直到今天还在我们的生活中使用。我们中国的农历和西方的历法完全不一样，现在用的公历是一种阳历，完全不考虑月相。中国古代的农历是一种阴阳合历，这在世界上是非常少见的。其他民族的历法，大部分要么用阴历，要么用阳历；要么根据月相，不考虑太阳运动；要么只考虑太阳运动，不考虑月相。中国古代的阴阳合历将这两者都兼顾起来，而且又能做到相当高的精度。
