目前日期文章:201108 (2)

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資料來源:中國小金屬資源信息網

 

鈷是具有光澤的鋼灰色金屬,熔點1493、比重8.9,比較硬而脆,鈷是鐵磁性的,在硬度、抗拉強度、機械加工性能、熱力學性質、電化學行為方面與鐵和鎳相類似。加熱到1150時磁性消失。鈷的化合價為2價和3價。在常溫下不和水作用,在潮濕的空氣中也很穩定。在空氣中加熱至300以上時氧化生成CoO,在白熱時燃燒成Co3O4。氫還原法制成的細金屬鈷粉在空氣中能自燃生成氧化鈷。 

 

鈷主要用於製取合金。鈷基合金是鈷和鉻、鎢、鐵、鎳組中的一種或幾種製成的合金的總稱。含有一定量鈷的刀具鋼可以顯著地提高鋼的耐磨性和切削性能。含鈷50%以上的司太立特硬質合金即使加熱到1000也不會失去其原有的硬度,如今這種硬質合金已成為含金切削工具和鋁間用的最重要材料。在這種材料中,鈷將合金組成中其他金屬碳化物晶粒結合在一起,使合金具更高的韌性,並減少對衝擊的敏感性能,這種合金熔焊在零件表面,可使零件的壽命提高3-7倍。航空航太技術中應用最廣泛的合金是鎳基合金,也可以使用鈷基合金,但兩種合金的“強度機制”不同。在溫度在1038以上時,鈷基合金的優越性顯示無遺。對於製造高效率的高溫發動機,鈷基合金恰到好處。 

   

在航空渦輪機的結構材料使用含20%-27%鉻的鈷基合金,可以不要保護覆層就能使材料達高抗氧化性。鈷金屬在電鍍、玻璃、染色、醫藥醫療等方面也有廣泛應用。用碳酸鋰與氧化鈷製成的鈷酸鋰是現代應用最普遍的高能電池正極材料。鈷還可能用來製造核武器,一種理論上的原子彈或氫彈,裝於鈷殼內,爆炸後可使鈷變成致命的放射性塵埃。

 

鈷在地殼中的平均含量為0.001%(品質),海洋中鈷總量約23億噸,自然界已知含鈷礦物近百種,但沒有單獨的鈷礦物,大多伴生於鎳、銅、鐵、鉛、鋅、銀、錳、等硫化物礦床中,且含鈷量較低。砷鈷礦和輝砷鈷礦是自然界中的主要鈷礦。把輝砷鈷礦或砷鈷灼燒成氧化物後用鋁還原制得。

-60通常以中子轟擊金屬鈷制取。 全世界已探明鈷金屬儲量148萬噸,中國已探明鈷金屬儲量僅47萬噸。分佈於全國24個省(區),其中主要有甘肅、青海、山東、雲南、湖北、河北和山西。這七個省的合計儲量占全國總保有儲量的71%,其中以甘肅儲量最多,占全國的28%。此外,安徽、四川、新疆等省(區)也有一定的儲量。 世界鈷產量1986年達到頂峰3萬噸,以後不斷下降,到1989年只有2.5萬噸左右。薩伊和尚比亞是最大的鈷生產國,其產量約占世界總產量的70%


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刀具材質的改良和發展是今日金屬加工發展的重要課題之一,因為良好的刀具材料能有效、迅速的完成切削工作,並保持良好的刀具壽命。一般常用車刀材質有下列幾種:

 

1 高碳鋼:

高碳鋼車刀是由含碳量0.8%~1.5%之間的一種碳鋼,經過淬火硬化後使用,因切削中的摩擦四很容易回火軟化,被高速鋼等其他刀具所取代。一般僅適合於軟金屬材料之切削,常用者有SK1SK2、、、、SK7等。

 2 高速鋼:

高速鋼為一種鋼基合金俗名白車刀,含碳量0.7~0.85%之碳鋼中加入WCrVCo等合金元素而成。例如18-4-4高速鋼材料中含有18%鎢、4%鉻以及4%釩的高速鋼。高速鋼車刀切削中產生的摩擦熱可高達至6000C,適合轉速1000rpm以下及螺紋之車削,一般常用高速鋼車刀如SKH2SKH4ASKH5SKH6SKH9等。

 3 非鑄鐵合金刀具:

此為鈷、鉻及鎢的合金,因切削加工很難,以鑄造成形製造,故又叫超硬鑄合金,最具代表者為stellite,其刀具韌性及耐磨性極佳,在8200C溫度下其硬度仍不受影響,抗熱程度遠超出高速鋼,適合高速及較深之切削工作。

 4燒結碳化刀具:

碳化刀具為粉未冶金的產品,碳化鎢刀具主要成分為50%~90%鎢,並加入鈦、鉬、鉭等以鈷粉作為結合劑,再經加熱燒結完成。碳化刀具的硬度較任何其他材料均高,有最硬高碳鋼的三倍,適用於切削較硬金屬或石材,因其材質脆硬,故只能製成片狀,再焊於較具韌性之刀柄上,如此刀刃鈍化或崩裂時,可以更換另一刀口或換新刀片,這種夠車刀稱為捨棄式車刀。

碳化刀具依國際標準(ISO)其切削性質的不同,分成PMK三類,並分別以藍、黃、紅三種顏色來標識:

P類適於切削鋼材,有P01P10P20P30P40P50六類,P01為高速精車刀,號碼小,耐磨性較高,P50為低速粗車刀,號碼大,韌性高,刀柄塗藍色以識別之。

K類適於切削石材、鑄鐵等脆硬材料,有K01K10K20K30K40五類,K01為高速精車刀,K40為低速粗車刀,此類刀柄塗以紅色以識別。

M類介於P類與M類之間,適於切削韌性較大的材料如不?鋼等,此類刀柄塗以黃色來識別之。

5 陶瓷車刀:

陶瓷車刀是由氧化鋁粉未,添加少量元素,再經由高溫燒結而成,其硬度、抗熱性、切削速度比碳化鎢高,但是因為質脆,故不適用於非連續或重車削,只適合高速精削。

6 鑽石刀具

作高級表面加工時,可使用圓形或表面有刃緣的工業用鑽石來進行光制。可得到更為光滑的表面,主要用來做銅合金或輕合金的精密車削,在車削時必須使用高速度,最低需在60~100m/min,通常在200~300m/min

7 氧化硼

立方晶氧化硼(CBN)是近年來推廣的材料,硬度與耐磨性僅次於鑽石,此刀具適用於加工堅硬、耐磨的鐵族合金和鎳基合金、鈷基合金。

 

因工件之加工方式不同而採用不同的刀刃外形,一般可區分為:

(1)右手車刀:由右向左,車削工件外徑。

(2)左手車刀:由左向右,車削工件外徑。

(3)圓鼻車刀:刀刃為圓弧形,可以左右方向車削,適合圓角或曲面之車削。

(4)右側車刀:車削右側端面。

(5)左側車刀:車削左側端面。

(6)切斷刀:用於切斷或切槽。

(7)內孔車刀:用於車削內孔。

(8)外螺紋車刀:用於車削外螺紋。

(9)內螺紋車刀:用於車削內螺紋。

 


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