机械零件的加工及性能分析

——普通菜刀材料的应用

前言:菜刀作为生活中最常见的一种工具，对于了解它的加工及性能的分析有很重要的意义。不仅可以了解菜刀工艺路线，还可以为保护好菜刀提供方法。

本文分析了生活中最常见的菜刀的选材及加工制做过程。

一：菜刀零件图（另附页）

二：菜刀的用途

菜刀是家家户户都有，而且是必不可少的，平时常用它来切、割、砍或削食物，如切菜，切肉等。

三：菜刀的使用性能

菜刀在使用时首先的一个要求就是锋利，要切削食物时能够在一定的压力下切削开食物，如果一把菜刀不够锋利，那么在切削食物时，人会感觉非常吃力；其次，菜刀要求有一定的硬度，只有够硬，才能切开较硬的食物，如带骨头的肉，较硬的食物等；

四：菜刀的选材

考虑到家用菜刀在使用时的性能要求，如果还有要求平时刀体不锈的要求，那就要采用不锈钢，本文仅仅指的是家用切菜用的菜刀，要求硬度与韧性适中即可，因为硬度与韧性是相背的，材料太硬，则韧性太差，菜刀容易断口或者崩刃，材料太软，韧性好了，便硬度不够，用不了几次菜刀就弯了，影响使用。同时这种材料又较耐磨，经过一段时间使用后，不会损耗太多，综合考虑，选用45#钢即可满足要求。45#钢的化学成分为C含量0.42-0.50%,Si含量0.17-0.37%，Mn含量为0.50-0.80%，Cr含量为<=0.25%，价格不是很贵，而且经过热处理后强度硬度及耐磨性等都能满足切菜等使用要求。

五：菜刀的工艺路线

从选材开始，菜用的工艺路线为：下料，锻造，切毛坯，加工，热处理（正火→淬火），完成。

六：菜刀热处理工艺参数和制定

45#钢做的菜刀由于要达到一定的硬度，故需要进行正火及淬火。根据45#钢的碳含量，它的正火温度为850度，约840度时进行淬火。

正火工艺：加热到840度保温30分钟，在自由流动的空气中均匀冷却,得到的室温组织为F+S。正火作为预先热处理，可以xx魏氏组织和带状组织，并获得细小而均匀组织，减少亚共析钢中铁素体含量，使珠光体含量增多并细化。

淬火工艺：加热到850度保温15分钟，立即水冷冷却。由于采取的冷却介质是冷水，冷却速度很快，并且大于临近冷却速度，从C曲线上可以看出得到的室温组织是马氏体+残余奥氏体。由于马氏体的存在，所以淬火工艺能明显提高组织强度。这样经热处理后的钢硬度及耐磨性都能达到菜刀的使用要求。

七：工程材料选择及应用的结论

材料的经济性是选材的根本原则。采用便宜的材料，把总成本降至{zd1}，得到{zd0}的经济效益，使产品在市场上具有最强的竞争力，始终是设计工作的重要的任务。

不同的处理工艺，能够得到不同的组织，不同的组织又决定了组织的性能。

经过热处理的45#钢，xx可以满足家庭用菜刀的使用要求，但它有一个较致命的缺点，就是易长锈，在使用或者保存不当的情况下，用45#钢做的菜刀很容易生锈。所以在使用时应考虑到这一点，采取一定的措施即可。一般要求使用后使用后将刀面擦拭干净。

参考文献：《工程材料》        朱张校编             清华大学出版社

      《工程制图》       唐克中主编            高等教育出版社

      《机械设计基础》   杨可桢主编            高等教育出版社