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精品材料论文 瑞士军刀的结构材料与成型工艺-作者方拓-单位南昌大学艺术与设计学院摘要由于瑞士军刀在日常生活中其多种用途，而应用到各个方面，如旅行、登山、垂钓、汽车及自行车修理、潜水及航模运动等。 本论文重点分析瑞士军刀的材质和工艺以及它的材质的特性和使用该材料原因，深入解剖瑞士军刀的产品性能，以此让人们拥有方便、更高质量的生活。 关键词瑞士军刀，材料，工艺，性能，使用原因。 正文 一、刀片的结构材质和工艺分析瑞士军刀的刀片材质主要是不锈钢；下面针对刀片的材料特性和成型工艺深入分析（一）不锈钢的特性以及采用不锈钢做刀片的原因一般特性是表面美观以及使用可能性多样化；耐腐蚀性能好，比普通钢长久耐用；耐腐蚀性好；强度高，因而薄板使用的可能性大；耐高温氧化及强度高，因此能够抗火灾；常温加工，即容易塑性加工；因为不必表面处理，所以简便、维护简单；而且清洁，光洁度高；焊接性能好。 不锈钢的最大特点是合金元素含量比较高,超过10%,有的甚至超过50%。 （二）钢材的种类和使用范围钨钢、锰钢硬度很大，制造金属加工工具、拖拉机履带和车轴等。 锰硅钢韧性特别强，制造弹簧片、弹簧圈等。 钼钢抗高温，制造飞机的曲轴、特别硬的工具等。 钨铬钢硬度大，韧性很强，做机床刀具和模具等。 镍铬钢（不锈钢）抗腐蚀性能强，不易氧化，制造化工生产上的耐酸塔、医疗器械和日常用品等。 （三）钢材的成型方法大部分钢材加工都是钢材通过压力加工，使被加工的钢（坯、锭等）产生塑性变形。 根据钢材加工温度不钢材同以分冷加工和热加工两种。 钢材的主要成型方法有1.锻造成型利用锻锤的往复冲击力或压力机的压力使坯料改变成我们所需的形状和尺寸的一种压力加工方法。 一般分为自由锻和模锻，常用作生产大型材、开坯等截面尺钢材寸较大的材料。 2.轧制成型将钢材金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙（各种形状），因受轧辊的压缩使材料截面减小，长度增加的压力加工方法，这是生产钢材最常用的生产方式，主要用来生产钢材型材、板材、管材。 分冷轧、热轧。 3.拉拨成型是将已经轧制的金属坯料（型、管、制品等）通过模孔拉拨成截面减小长度增加的加工方法大多用作冷加工。 4.挤压成型是钢材将金属放在密闭的挤压简内，一端施加压力，使金属从规定的模孔中挤出而得到有同形状和尺寸的成品的加工方法，多用于生产有色金属材钢材。 瑞士军刀的刀片采用的是锻造成型。 利用锻锤的往复冲击力或压力机的压力使坯料改变成特定形状的刀片。 （四）瑞士军刀刀片的独特工艺关于瑞士军刀刀片确切的材质分析，到目前为止,还真没有谁写出过详细而正确的官方认可的答案。 就目前所知，列出几条供参考，从商标VICTORINOX=VICTORI+INOX=最初老板的“教名”+“不锈钢”，可以看出不锈钢是刀片的主要材质。 但是无论谁写信或致电去问瑞士军刀厂家不锈钢的成分，结果都是被娓婉的拒绝；如今，好事者已经查出并确定了该厂的刀刃不锈钢原料由一家名为Sandvik的公司供应；如果打电话去问Sandvik公司关于第二点的答案，得到的回答会是“敝公司为VICTORINOX提供的不锈钢是12C27。 但这个答案是含糊且不正确的。 通过Sandvik的钢材资料表可以查出，12C27中微量元素的成份百分比为0.59左右的碳、13.75左右的铬、0.375左右的锰、0.4的硅。 通过金相分析，VICTORINOX的刀刃不锈钢成分并非Sandvik声称的12C27钢，其微量元素成份百分比为0.52的碳、15的铬、0.45的锰、0.6的硅、0.5的钼。 于是，这种钢被称为INOX（Blade steelof VictorinoxSwiss ArmyKnives(V-SAK)）。 INOX的热处理精确而复杂，只是据传它在加热到1040C时冷淬，接着在160C时退火，其它一概不知。 INOX刀片的标准硬度为HRC56，但刀刃保持性非常好。 VICTORINOX通过长期实验（再次）证明，硬度是刀刃保持性（函数）的一个变量，但不是唯一变量。 12C27与INOX的关系后者是前者的变种，除了成分微调之外，还加了零点五的钼。 此为Sandvik跟据VICTORINOX的要求特制的钢种，它的热处理流程则完全是VICTORINOX公司的商业机密。 二、外壳的结构材质和工艺分析瑞士军刀在我国似乎是一种奢侈品，但在国外也就是五金店里的小玩意，所以为了考虑成本，瑞士军刀95%都是塑料外壳，其余为金属外壳。 （一）塑料的一般特性以及用塑料做外壳的原因1.多数塑料制品有透明性，并富有光泽，能着鲜艳色彩，大多数塑料容易制成透明或半透明制品。 塑料几乎都可以任意着色，这是与金属及木制品的不同之处，并着色牢固，不易变色。 2.塑料质轻，耐振动与冲击，比强度高。 塑料比金属轻，一般塑料比重在0.92.3之间，强度比木材高，可以制作成很薄很坚硬的制品。 塑料的比强度比金属高，不像陶瓷、玻璃制品那样容易损坏。 3.塑料电绝缘性、热物理性能好。 大多数塑料在低频低压下具有良好的电绝缘性能，有的即使在高频高压下也可用作电器绝缘材料或电容介质材料。 塑料的导热率极小，只有金属的1/6001/200，泡沫塑料的导热率于静态空气相当，因此被广泛用作绝热保温材料或建筑节能、冷藏等绝热装置材料。 4.塑料有耐化学药品性。 多数塑料对一般浓度下的酸、碱、盐等化学药品具有良好的耐腐蚀性能，不像金属那样发生锈蚀，也不易受日光、风雨的侵蚀，是一种优良的防腐蚀材料。 5.塑料成型加工方便，能大批量生产。 塑料容易进行切削、焊接、表面处理等二次加工，精加工成本低，用塑料制品代替金属制品，可以节约大量金属材料。 （二）塑料的种类和使用范围1.根据塑料受热后的性质不同分为热塑性塑料和热固性塑料热塑性塑料分子结构都是线型结构，在受热时发生软化或熔化，可塑制成一定的形状，冷却后又变硬。 热固性塑料的分子结构是体型结构，在受热时也发生软化，可以塑制成一定的形状，但受热到一定的程度或加入少量固化剂后，就硬化定型，再加热也不会变软和改变形状了。 2.根据塑料的用途不同分为通用塑料和工程塑料通用塑料是指产量大、价格低、应用范围广的塑料，主要包括聚烯烃、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料和氨基塑料五大品种。 人们日常生活中使用的许多制品都是由这些通用塑料制成。 工程塑料是可作为工程结构材料和代替金属制造机器零部件等的塑料。 例如聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、ABS树脂、聚四氟乙烯、聚酯、聚砜、聚酰亚胺等。 工程塑料具有密度小、化学稳定性高、机械性能良好、电绝缘性优越、加工成型容易等特点，广泛应用于汽车、电器、化工、机械、仪器、仪表等工业，也应用于宇宙航行、火箭、导弹等方面。 （三）塑料的成分和生产方法绝大多数塑料制造的第一步是合成树脂的生产（由单体聚合而得），然后根据需要，将树脂（有时加入一定量的添加剂）进一步加工成塑料制品。 有少数品种（如有机玻璃）其树脂的合成和塑料的成型是同时进行的。 塑料有单成分、多成分之分。 单成分塑料仅含有塑料中必不可少的合成树脂。 如有机玻璃就是一种单成分的聚甲基丙烯酸甲酯的塑料制成的，而大多数的塑料除有合成树脂外，还有填充料、硬化剂、着色剂以及其他添加剂，这就是多成分塑料。 （四）瑞士军刀采用塑料外壳的原因1.塑料质轻，耐振动与冲击，比强度高。 一般塑料比重在0.92.3之间，强度比木材高，可以制作成很薄很坚硬的制品。 符合瑞士军刀的生产和工艺需求，适合广泛的人群使用。 2.塑料电绝缘性、热物理性能好。 在低频低压下具有良好的电绝缘性能，即使在高频高压下也可用作电器绝缘材料或电容介质材料。 塑料的导热率极小，只有金属的1/6001/200，符合瑞士军刀的使用环境，保证使用时的安全性。 3.塑料成型加工方便，能大批量生产，容易进行切削、焊接、表面处理等二次加工，精加工成本低。 灵活地设计出各种结构，来满足使用要求。 瑞士军刀上的标志就是在塑料外壳上进行表面加工处理。 使用金属镶嵌式、热压式、镂蚀式、辗压式等方法。 金属镶嵌式，是大多数军刀爱好者喜欢的制作方式，它是利用光学技术将铬金属嵌入塑料手柄中，再以压力紧固。 使标志分外好看，在太阳底下闪闪发光。 热压式，是利用铜模压、闭塞金属箔、温度和压力进行刻印。 刻印比较深，不会轻易摩擦掉。 镂蚀式，利用机器设备先将刀柄的正面制出一个盾形的凹坑，然后在里面喷上一种特殊的银色油漆，这种油漆天长日久会被磨掉的，最后就剩下一个盾形的凹坑。 大多数有镂蚀标志的军刀都是磨砂面的。 辗压式，就是我们常说的印上去的。 111mm的军刀绝大多数是这样的。 这种军刀标志比较耐磨，但时间太长了或是用利器用划它，它也是会掉的。 刀卡的小刀标志也是辗压式的。 结语瑞士军刀在我们的生活中越来越多的被使用，通过全面的分析瑞士军刀的材质和成型工艺，全面解剖瑞士军刀的产品性能让我们对它有了一个全方面的认识，并能让它在生活中发挥更好的作用。 同时也为自己积累了很多这方面的知识，对今后的设计有了一个良好的参照素