含硫齿轮钢切削性能研究
含硫易切削钢轧制劈裂原因分析
含硫易切削钢轧制劈裂原因分析发表时间：2018-06-19T10:46:41.483Z 来源：《电力设备》2018年第4期作者：经勇明郑团星张建华[导读] 摘要：本文就含硫易切削钢在轧制时存在的打滑和劈裂问题，根据现场控制参数结合理论，进行了系统分析并提出了相应的解决措施，从而有效控制了打滑及轧件劈裂现象，提高了生产该钢种的效率，降低了碎断次数和成本。
（广东韶钢松山股份有限公司轧材厂广东韶关 512000）摘要：本文就含硫易切削钢在轧制时存在的打滑和劈裂问题，根据现场控制参数结合理论，进行了系统分析并提出了相应的解决措施，从而有效控制了打滑及轧件劈裂现象，提高了生产该钢种的效率，降低了碎断次数和成本。
关键词：含硫易切削钢；打滑；劈裂1、前言易切削钢是在钢中加入一定数量的一种或一种以上的硫、磷、铅、钙、硒、碲等易切削元素，以改善其切削性的合金钢。
这类钢可以用较高的切削速度和较大的切削深度进行切削加工。
由于钢中加入的易切削元素，使钢的切削抗力减小，同时易切削元素本身的特性和所形成的化合物起润滑切削刀具的作用，易断屑，减轻了磨损，从而降低了工件的表面粗糙度，提高了刀具寿命和生产效率。
按照所含的易切削元素，易切削钢可以划分为硫易切削钢、铅易切削钢、钙易切削钢、硒、碲、铋易切削钢。
主要用于制作受力较小而对尺寸和光洁度要求严格的仪器仪表、手表零件、汽车、机床和其他各种机器上使用的对尺寸精度和光洁度要求严格，而对机械性能要求相对较低的标准件，如齿轮、轴、螺栓、阀门、衬套、销钉、管接头、弹簧座垫及机床丝杠、塑料成型模具、外科和牙科手续用具等。
根据广东市场上对易切削钢的需求，韶钢在2015年10月开始试制低碳含硫易切削钢，经过几轮试制后成功实现批量生产。
因生产的产品表面光洁度好、加工的产品通条直度好，获得用户的良好评价，实现月产量6000-7000吨左右。
2、韶钢的生产工艺路径及存在问题2.1生产工艺路径根据低碳含硫易切削钢的工艺特点，韶钢采用的工艺流程为：高炉铁水→（混铁炉）→120t转炉冶炼→LF炉精炼→2#连铸机连铸→铸坯堆冷→坯料检验、清理→入库检验→高速线材轧机轧制。
汽车用齿轮钢20CrMnTiH_1的研制
汽车用齿轮钢20CrMnTi H 21的研制杨卫中(北京石景山区首钢第三炼钢厂,北京100041)摘要:采用BOF 2L F 2CC 工艺流程试制了汽车齿轮钢20CrMn Ti H 21,制订了合理的内控成分,强化了转炉终点控制、L F 炉铝脱氧造白渣、低过热度全保护浇注等工艺。
达到了淬透性带宽小于6.5HRC 、晶粒度8级、全氧含量小于0.0020%的水平。
并通过喂硫线控制钢中硫含量,提高其加工切削性能,满足了用户的特殊使用要求。
关键词:齿轮钢;20CrMn Ti H 21;BOF 2L F 2CC ;淬透性中图分类号:T G269 文献标识码:AThe Develop ment of 20CrMo Ti H 21Gear SteelU sed for t he AutomobileYang WeizhongAbstract :By adopting the BOF 2L F 2CC process to trail 2produce 20CrMn Ti H 21automobile gear steel ,the propriate inner controlling has been formulated ,as well as the processes of the BOF end 2point control ,deoxidiza 2tion for producing the white slag in L F and pouring with all protection at the low overheating temperature etc.have been strengthened to achieve the levels of less than 6.5HRC for the bandwidth of quenching degree ,8grade for the grain fineness and less than 0.0020%for the total oxygen content ,meanwhile by adding the sul 2phur to control the sulphur content in the steel ,its free cutting property has been improved to satisfy the special operation requirements of consumers.K ey w ords :gear steel ;20CrMn Ti H 21;BOF 2L F 2CC ;quenching degree 齿轮是汽车制造业中的关键零部件之一,汽车齿轮用钢应具有高强度、耐疲劳、耐磨损和良好的尺寸精度等特点。
1215易切削钢中硫化物夹杂行为研究
1215易切削钢中硫化物夹杂行为研究马艳杰;李秋京;戴静【摘要】某钢厂采用转炉→LF精炼→连铸的工艺流程生产1215易切削钢,选取LF 进站、喂S线前、喂S线后、LF出站、中间包、铸坯1流、铸坯4流7个工序进行取样并编号分析试样中全氧、氮含量及显微夹杂物形貌成分.结果显示:转炉以较高[O]含量出钢,在LF中加入铝粒微调氧含量,能增加氧化物夹杂含量,与硫化物夹杂形成复杂化合物,其形状多为球形或纺锤形,均匀分布在钢液中;在LF中加入适量S 线,有助于硫化物生成,改善钢材切削性能.%A steel mill used the process of BOF→LF refining →continuous casting to produce 1215 free-cutting steel. The content of oxygen and nitrogen and micro inclusions each working procedure in steel were systematically comprehensive researched. Research shows:the converter has higher [O] content in the steel, and then join in aluminium particles to fine tuning the [O] content, which will improve the content of oxide inclusion, then the oxide inclusions and sulfide inclusion can form complex compounds, and its shape is mostly spherical or spindle-shaped and is evenly distributed in the molten steel. Moreover, if joining in sulphur adequacy, it contributes to the formation of sulphide and finally improves the cutting performance of steel.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2018(037)007【总页数】2页(P195-196)【关键词】易切削钢;硫化物;夹杂物【作者】马艳杰;李秋京;戴静【作者单位】华北理工大学迁安学院,迁安064400;华北理工大学迁安学院,迁安064400;华北理工大学迁安学院,迁安064400【正文语种】中文【中图分类】TG2600 引言易切削钢是指通过向钢中加入适量一种或几种能够改善可切削性的化学元素（如S、Pb、Se、Te、Bi、Ca、Ti等），从而获得具有良好切削加工性能的钢种[1]。
利用硫化物改善钢性能的应用研究进展
利用硫化物改善钢性能的应用研究进展吕泽安;倪红卫;张华;方庆;董文亮【期刊名称】《材料与冶金学报》【年(卷),期】2015(014)001【摘要】硫一般被认为是钢中的有害元素;人们逐渐地认识到在某些钢中适当含量及合适形态的硫化物不但对钢性能无害反而能提高钢的某些性能.易切削钢中的MnS割断了基体的连续性而使车屑易断,从而减小了刀具的磨损,改善了钢材的切削性能;取向硅钢中MnS可作为重要抑制剂,能够有效地抑制晶粒长大;FeS、MoS2具有优异的润滑性能,可改善工具钢的耐磨性;硫氧复合化合物能诱导晶内铁素体形核,改善钢的焊接热影响区的韧性与强度;钢中析出的纳米硫化物粒子可以钉扎晶界、细化晶粒,并能起到一定的沉淀强化效果.进一步研究控制钢中硫化物的数量、形态、分布及其演变规律,对提升钢的性能、开发新的钢种具有重要意义.【总页数】7页(P51-57)【作者】吕泽安;倪红卫;张华;方庆;董文亮【作者单位】武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室,武汉430081;武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室,武汉430081;武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室,武汉430081;武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室,武汉430081;武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室,武汉430081【正文语种】中文【中图分类】TG142.13【相关文献】1.LF喂Ca线改善易切削钢Y1Cr13硫化物形貌的工艺实践 [J], 张孟昀;张荣兴;白李国;李广斌;腾艳峰;雷学东2.利用激冷下析出的SiO2粒子改善钢的焊接性能 [J], 罗海文;赵沛3.钢中硫化物夹杂和钢的性能之间的关系 [J], 李代锺4.利用钽改善现有不锈钢零件的耐腐蚀性能的工艺 [J],5.钢中硫化物夹杂物球化和对钢性能的影响 [J], 李代钟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
氧浓度对低碳含硫易切削钢MnS系硫化物生成过程及其切削性能的影响
氧浓度对低碳含硫易切削钢MnS系硫化物生成过程及其切削
性能的影响
矶部浩一;张江海
【期刊名称】《大连特殊钢》
【年(卷),期】1995(000)005
【摘要】本文研究了氧含量对易切钢中ＭｎＳ系硫化物形成过程和切削性能的影响及其作用机理。
【总页数】8页(P50-57)
【作者】矶部浩一;张江海
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TG142.31
【相关文献】
1.含硫齿轮钢20CrMnTiH中硫化物对切削性能的影响 [J], 申景霞;郑艳;张海霞;朱荣
2.夹杂物形态对低碳硫铅易切削钢切削性能的影响 [J], 木村笃良;王玉砚
3.新型低碳硫系易切削钢切削性能试验 [J], 陈明;刘钢;张晓辉;沈中;杨贵军
4.易切削相组成,形态及面积份数对硫系易切削钢切削性能的影响 [J], 江来珠;崔昆
5.非金属夹杂物对钙系与钙硫系易切削钢切削性能的影响 [J], 蔡淑卿;滕梅;李吉夫;郑学锋;焦焕彩;吴庭富;宋凤立
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夹杂物形态对低碳硫铅易切削钢切削性能的影响
Ｓ ＫＨ５ （ １高速 钶） 直 径 ：６ ｍｍ 钴 尖角 ：１ ８ Ｉ。
进 刀 量
０
．
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切 自黻 ０
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．
０
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１ ６
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切 前长度
切削速 度
２ ０
１８ ５
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ｌ０ ５
１ ８
８ ２
３
０ ５ ＂１ ０
冷 却润滑 剂
油： Ｉ ｕ ＳＢ２
态 厦 Ｚｒ（Ｃ Ｎ ）所 占面积 比 率 ， 结 果 列 于
镰对于 基体 强韧化和确 保淬 遗 性 很 有 效，须根据 用途适量添加， 否则有害于衄 削 性’ 错 能 强 化 基 俸 ， 确 保 淬 遗 性 、耐 磨 性 和 抗 氧 化 性 ， 因此 可 根 据使 用 目 的 大 量 加 铬 ，
度方 向 的 旋 削 加 工 ， 用 高 速 钢 成 型 刀 具 作 切 削 加工 以及 用 硬 质 合 金 刀 具 作 端 头 切 加 削
试 验 用 低 碳 硫 铅 易 切 削 钢 的 钢 种 为
０ ｏ Ｓｉ １ ０ ～ １ １ Ｍ ｎ、 ０ ０ ．ｔ 、 ．０ ． ０ ．５
Ｓ ＡＥ１Ｌ１ ，其 化 学 成 分 （ｗｔ ）为 ： ０ ０ ２ ４ ．７
’
于强 化基伟 和提高 高温 抗软化 性很 有效，但 若过 量就 会损害钢 的韧性且不经济｝钼 、 钨、
钒 都 是 很强 的碳 化 物 形 成 元 素 ， 能 有 效地 提
本发明的塑料成 形模具用钢， 通过控制
硫 化 物 形 态 ， 从而 减 小 了 力 学性 能 （主 要 是
高钢的耐磨 性、热处理硬度 以及 高温 抗 回火 软 化 性 ， 但 若 过 量 就 会 使 韧 性 降 低 且 日起 生 ｉ 产 上的 困难，损 害切肓 性｝铜 有利 于沉 淀硬 Ｉ 化效 果并确保钢的耐磨 性，但过 多时不 利于 钢的韧性’铝 除作为炼 钢时 的脱 氧莉之外， 能 有 效 地 通 过 晶 粒 细 化 而 提 高 韧 性， 通 过 析 出硬化而 确保热处 理硬 度和耐磨 性，过量时
含硫齿轮钢20CrMnTiHl钙处理热力学和控制技术的研究
第３１卷第２期特殊钢Ｖ０１．３１．Ｎｏ．２２０１０年４月ＳＰＥＣＩＡＬＳＴＥＥＬＡｐｒｉｌ加１０・１・・试验研究・含硫齿轮钢２０ＣｒＭｎＴｉＨｌ钙处理热力学和控制技术的研究林平１’２刘浏２王福利１贺庆２（１东北大学流程工业综合自动化教育部重点实验室，沈阳１１０００４；２钢铁研究总院冶金工艺研究所，北京１０００８１）摘要通过钢液与夹杂物之间的热力学平衡计算。
研究了２０ｃｒＭｎＴｉＨｌ精炼钢水中ＡＩ：０，夹杂物钙处理后可能变性的程度和ＣａＳ夹杂生成条件。
计算结果表明，［ｓ］ｏ．０２０％一０．０３５％、［Ａ１］０．０２％～０．０４％的钢水进行钙处理时易生成稳定的ＣａＳ，并且铝脱氧的产物Ａ１：０，难以完全变性成低熔点钙铝酸盐１２（ＣａＯ）・７（Ａ１：０，）。
为使ＡＩ：Ｏ，完全变性成低熔点（ＣａＯ）・（ＡＩ：Ｏ，）和１２（ＣａＯ）・７（Ａ１：Ｏ，）钙铝酸盐，在精炼过程应在低［ｓ］和温度≥１６００℃情况下对钢水进行钙处理，软吹氩搅拌后进行喂硫线操作，同时可以显著减少水口堵塞的发生。
关键词２０ＣｒＭｎＴｉＨｌ含硫齿轮钢钙处理热力学夹杂物变性控制ＡＳｔｕｄｙｏｎＴｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓＴｒｅａｔｍｅｎｔｆｏｒＧｅａｒＳｔｅｅｌａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣａｌｃｉｕｍ２０ＣｒＭｎＴｉＨｌＣｏｎｔａｉｎｉｎｇＳｕｌｆｕｒＬｉｎＰｉｎ９１一，ＬｉｕＬｉｕ２，ＷａｎｇＦｕｌｉｌａｎｄＨｅＱｉｎ９２（１ＫｅｙＬａｂｏｆＰｒｏｃｅｓｓＩｎｄｕｓｔｒｙＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０００４；２ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｅｎｔｒａｌＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１）ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｅｘｔｅｎｔｏｆｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＡｌ，Ｏ，ｉｎｃｌｕｓｉｏｎａｎｄｆａｃｔｏｒｏｆＣａＳｉｎｅｌｕｓｉｏｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｒｅｆｉｎｉｎｇｌｉｑｕｉｄｏｆｓｔｅｅｌ２０ＣｔＭｎＴｉＨｌａｆｔｅｒｃａｌｃｉｕｍｔｒｅａｔｍｅｎｔｈａｖｅｂｅｅｎｓｔｕｄｉｅｄｂｙｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｌｉｑｕｉｄｓｔｅｅｌａｎｄｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓ．Ｃａｌｃｕｌａｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｗｉｔｈｃａｌｃｉｕｍｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｌｉｑｕｉｄｓｔｅｅｌｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ０．０２０％～０．０３５％『Ｓ。
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度接 近 ７ ｉ，含硫 齿轮 钢 的刀具 耐 用度 约 为普通 ０ｒｎ ａ
保持进给量和切削深度不变 ，改变切削速度 ， 对 ｌ和 ２齿轮钢试件进行刀具耐用度切削对 比实
莱 钢 科技
２１ ０ １年 １ ０月
验 ，获得的刀具磨损曲线如图 Ｉ 、图 ２ 所示 。
含硫齿轮钢 ：Ｔ＝ ． Ｉ ｖ － ２７ 城瑚 Ｘ 普通齿轮钢 ：Ｔ＝ ． １ 加Ｘ ｅ３螂 ２７ 孤∞ Ｖ． ＿
的切 削性 能 。
关键 词 ：含硫 齿轮 钢
切 削性 能
改善 １Ｏｍ 轧 材上 取样 ，加 工 成 切 削 实 验 试 样 。 实 ３ ｍ
０ 前 言
硫含量对钢的物理性能和化学性能产生很多影
验设备为无级调速 Ｃ １０车床 、工具显微镜及 Ｋｓ ６４ ｉ — ｔｒ ５Ｂ动态测力仪 ，实验刀具为 Ｙ １ ｌ９ ７ ｅ２ Ｔ ４硬质合金 机夹式可转位外圆车刀 ，其主要几何参数见表 １ 。
０５ｍ １ｍ １５ｍ ． ｍ、 ｍ、． ｍ、２ｍ ｍ，研 究 １、２齿轮 钢
１ 实验过程
１１ 实验条 件 ．
在普通的 １２ ＣＭ ＴＨ （ ０ ｒ ｎ ｉ 硫含量 ００ ６ ．０ ％）和
２含硫 的 ２ ＣＭｎ ｉＨ （ ０ ｒ ＴＳ 硫含 量 ００ １ ） 齿轮 钢 ．３ ％
实验中 ， 在所选用切削参数范围内，普通齿轮
要 呈带状 屑 （ 图 ４ （，） 见 ｌ ｆ ，不 易排 屑 ，切 屑 呈 浅 ）
从图 １ 、图 ２可 以看 出切 削 １、２齿 轮 钢 时 ， ， 钢的切削过程不稳定 ，打刀情况较为明显，切屑主
刀具磨损曲线较规则 ，正常磨损阶段 比较明显 ，属
煮
誊 是
姜
图 １ 切削 ｌ齿 轮钢 时刀具的磨损 曲线
Ｏ
２ Ｏ
４ ０
６ ０
８ ０
１０ ０
１０ ２
图 ３ 实验 刀具 切削 １、２ 齿轮钢时的 Ｔ—ｖ 比曲线 对
切削 时间 ｔａｎ ／ ｉ ｒ
２２ 切 削 过程和 切 削形态 分析 ．
图 ２ 切削 ２齿轮钢 时刀具的磨 损 曲线
蓝色、蓝色 ，加工表面粗糙度较高 ；含硫齿轮钢的
切 削过 程 平 稳 ，切 屑 主要 呈 Ｃ形 （ 图 ４ （ ） ， 见 ｂ ）
排除顺畅，切屑呈黄色、浅蓝色，加工表面粗糙度
较低 ， 明了普通齿轮钢的切削温度要高于含硫齿 说 轮钢。表 明含硫齿轮钢适于在数控机床ห้องสมุดไป่ตู้加工中心
１２ １ 刀具磨 损实 验 ．．
后刀面磨损标准为 Ｖ ０ １ ｍ ｂ＝ ．５ ｍ，在不使用 切削液条件下 ，进 给量 ￡＝ ０２ｍ ／ ，切削深度 ． ｍ ｒ ａ＝ １ ｍ 。 。选取 １齿轮钢的切削速度 ：ｖ 分别 为 ｍ
２ ０ ｍ／ｒｉ ０ ａ ｎ、 ２１ ０ ｍ／ｍｉ ｎ、 ２ ０ ｍ／ｍｉ ２４ ３ ｎ、 ０ ｍ／ｍｉ ｎ，
作者简介 ：张海霞 （ ９７一 ， ，１９ １７ ） 女 ９９年 ７月毕 业于鞍 山钢铁学 院钢铁冶金专业。现为特钢事业部高级工程师 ，主要从事特钢新产 品与工艺研发工作 。
４０
试件在不 同切削深度下所需切削力 的情况。
２ 实验 结果与分析
２ １ 刀具磨 损 曲线及 Ｊ －性分析 ． ｊｒ ｎ
的迅速发展 ，自 动机床的数量迅速增加 ， 齿轮及齿
１２ 实 验方 案 ．
条等的制造普遍 采用高度 自动化 的流水 线生产方
式 ，对齿轮钢的切削性能提 出了较高的要求 。 硫易切削钢按硫含量不 同，可分为低硫钢 、中
硫 钢和 高 硫 钢 ：一 般 低 硫 钢 的 Ｓ ．２ ％ ， 中硫 ≤０ ０５ 钢 Ｓ＝ ．４ ～ ．９ ，高硫 钢 Ｓ＝ ．％ ～ ． ％ ， ０ ０ ％ ００ ％ ０１ ０３
２０ｍ ｍｉ、３ ／ ｉ、２ ０ｍ ｍｉ，研 究 ｌ、２齿 ０ ／ ｎ２０ｍ ｍｎ ５ ／ ｎ
轮钢试件在不同切削速度下对刀具的磨损情况 。 １２ ２ 切削力对 比实验 ．． 保持 进 给 量 ｆ ｚ：０ ２ ｍ ｒ和 切 削 速 度 ． ｍ ／ ｖ ＝ ０ ／ ｉ不 变 ，改 变 切 削 深 度 ａ ２ ０ｍ ｍｎ 。分 别 为
莱钢科技
第５ （ 期 总第 １５ ） ５期
含 硫 齿 轮 钢切 削性 能研 究
张海 霞，翟正龙 ，梁建 国 （ 特钢事 业部 ）
摘 要 ：对普通 ２ ＣＭｎ ｉ 轮钢 与含 硫 ２ ＣＭｎｉ 齿轮 钢 进 行 切 削性 能 实验 ，通 过 选 取 ０ ｒ ＴＨ齿 ０ ｒ ＴＨ
不同的切 削速度和切削深度来研究齿轮钢的切 削性能。实验结果表明：在相 同切削速度下， 普通齿轮钢的刀具磨损量明显大于含硫齿轮钢，切削温度也较高；在相同的切削深度下，含 硫齿轮钢的切 削力低于普通齿轮钢。由此可见 ，适 当的提 高钢 中硫含量 ，显著改善 了齿轮钢
其 中中硫钢 已广泛 的用于工业生产。莱钢特殊钢厂 控制 ２ ｃＭ Ｔ 齿 轮钢 中的硫 含 量 在 ００ ％ 一 ０ ｒｎｉ Ｈ ．２ ００ ％的范围内，通过切削实验来研究该齿轮钢的 ．４
切 削性 能 。
２齿 轮 钢 的切 削 速度 ｖ 分 别 为 １０ ｍ ｍｎ ５ ／ ｉ、
表 １ 实验刀具 Ｙ １ Ｔ ４的主要几何参数
响， 硫含量太高会使钢产生热脆性 ，降低钢的延展 性 和韧性 ，在 锻造 和轧 制过 程 中产 生裂 纹 ，从钢 的
洁净度考虑 ，一般会将硫含量控制在较低水平。然 而太低的硫含量 ，不利于钢材的切削加工 ，而且加
工后 产 品表 面也不 光 洁 。随着机 械制 造和 汽车 工业