高速鋼的知識

1、高速鋼的知識高速鋼是一種含多量碳(C)、鎢(W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、釩(V)等元素的高合金鋼，熱處理后具有高熱硬性。當(dāng)切削溫度高達(dá)600℃以上時，硬度仍無明顯下降，用其制造的刀具切削速度可達(dá)每分鐘60米以上，而得其名。高速鋼按化學(xué)成分可分為普通高速鋼及高性能高速鋼，按制造工藝可分為熔煉高速鋼及粉末冶金高速鋼。普通高速鋼圖一：高速鋼是制造形狀復(fù)雜、磨削困難的刀具的主要材料。普通高速鋼可滿足一般需求。常見的普通高速鋼有兩種，鎢系高速鋼

2、和鎢鉬系高速鋼。鎢系高速鋼典型牌號為w18Cr4V，熱處理硬度可達(dá)6366HRC，抗彎強(qiáng)度可達(dá)3500MPa，可磨性好。?鎢鉬系高速鋼典型牌號為W6Mo5Cr4V2，目前正在取代鎢系高速鋼，具有碳化物細(xì)小分布均勻，耐磨性高，成本低等一系列優(yōu)點。熱處理硬度同上，抗彎強(qiáng)度達(dá)4700MPa，韌性及熱塑性比w18Cr4V提高50%。常用于制造各種工具，例如鉆頭、絲錐、銑刀、鉸刀、拉刀、齒輪刀具等，可以滿足加工一般工程材料的要求。只是它的脫碳敏感

3、性稍強(qiáng)。另一牌號的普通高速鋼為W9Mo3Cr4V，這是中國近幾年發(fā)展起來的新品種。強(qiáng)度及熱塑性略高于W6Mo5Cr4V2，硬度為HRC6364，與韌性相配合，容易軋制、鍛造，熱處理工藝范圍寬，脫碳敏感性小，成本更低。這三個牌號的普通高速鋼在中國市場的比例分別為:W18Cr4V，16.5%；W6Mo5Cr4V269%W9Mo3Cr4V11%。高性能高速鋼高性能高速鋼具有更好的硬度和熱硬性，這是通過改變高速鋼的化學(xué)成分，提高性能而發(fā)展起來的

4、新品種。它具有更高的硬度、熱硬性，切削溫度達(dá)攝氏650度時，硬度仍可保持在60HRC以上。耐用性為普通高速鋼的1.53倍，適用于制造加工高溫合金、不銹鋼、鈦合金、高強(qiáng)度鋼等難加工材料的刀具。主要品種有4種，分別為高碳系高速鋼、高釩系高速鋼、含鈷系高速鋼和鋁高速鋼。?高碳系高速鋼牌號為9w18Cr4V，因含碳量高(0.9%)，故硬度、耐磨性及熱硬性都比較好。用其制造的刀具在切削不銹鋼、耐熱合金等難加工材料時，壽命顯著提高，但其抗彎強(qiáng)度為3

5、000MPa，沖擊韌性較低，熱處理工藝要求嚴(yán)格。?高釩系高速鋼牌號有W12Cr4V4Mo及W6Mo5Cr4V3(美國牌號M3)，含釩量達(dá)34%，使耐磨性大大提高，但隨之帶來的是可磨性變差。高釩系高速鋼的使用及發(fā)展還需要依賴于磨削工藝及砂輪技術(shù)的發(fā)展。?鈷高速鋼牌號有W2Mo9Cr4VCo8(美國牌號M42)。其特點為：含釩量不高(1%)，含鈷量高(8%)，鈷能促使碳化物在淬火加熱時更多地溶解在基體內(nèi)，利用高的基體硬度來提高耐磨性。這種高

6、速鋼硬度、熱硬性、耐磨性及可磨性都很好。熱處理硬度可達(dá)6770HRC，但也有采取特殊熱處理方法，得到6768HRC硬度，使其切削性能(特別是間斷切削)得到改善，提高沖擊韌性。鈷高速鋼可制成各種刀具，用于切削難加工材料效果很好，又因其磨高速鋼?鋁高速鋼牌號為W6Mo5Cr4V2Al、W6Mo5Cr4V5SiNbAl等主要加入鋁(Al)和硅(Si)、鈮(Nb)元素，來提高熱硬性、耐磨性。適合中國資源情況，價格較低。熱處理硬度可達(dá)到68HRC

7、，熱硬性也不錯。但是這種鋼易氧化及脫碳，可塑性、可磨性稍差，仍需改進(jìn)。國際市場上高性能高速鋼使用量已經(jīng)超過普通高速鋼2530%。本站注：按照通常的國際標(biāo)準(zhǔn)，只有含鈷量在2%以上的高速鋼才稱為高性能高速鋼，代號為HSSE。其它如鋁高速鋼等，雖然性能較普通高速鋼有所提高，但尚未有證據(jù)表明可以達(dá)到鈷高速鋼的同等性能。粉末冶金高速鋼圖二：粉末冶金高速鋼及其制品。近幾年來高速鋼的最大變革就是發(fā)展了粉末冶金高速鋼，它的能優(yōu)于熔煉高速鋼。用高壓氬氣或

8、氮氣霧化熔融高速鋼水，得到細(xì)小高速鋼粉末，篩選后為0.4mm以下的顆粒；在真空(0.04Hg)狀態(tài)下，密閉燒結(jié)達(dá)到密度65%；再在1100℃高溫、300MPa高壓下制成密度100%的鋼坯，然后鍛軋成鋼材，這樣有效地解決了熔煉高速鋼在鑄錠時要產(chǎn)生粗大碳化物偏析的問題，而它無論截面多大，其碳化物級別均為一級。碳化物晶粒極細(xì)，小于0.002mm，而熔煉高速鋼碳化物晶粒為0.0080.02mm。牌號為CPMT15的粉末冶金高速鋼，它的強(qiáng)度、韌性

9、分別是同化學(xué)成分的熔煉高速鋼的2倍及2.5倍。盡管含釩量達(dá)5%，但由于碳化物晶粒細(xì)，可磨性依然很好。高溫?zé)嵊捕纫脖热蹮捀咚黉撎岣?.51HRC。又由于其物理機(jī)械性能高度各向同性，淬火變形小。碳化物顆粒均勻分布的表面較大，不易從刀具的切削刃上剝落，小尺寸刀具耐磨性提高1.52倍，大尺寸刀具提高2030%。粉末冶金高速鋼具有良好的力學(xué)性能，適合制造：間斷切削條件下易崩刃的刀具、強(qiáng)度高而切削刃又必須鋒利的刀具，如插齒刀、滾刀、銑刀，高壓動載荷

10、下使用的刀具。它的碳化物偏析小，晶粒細(xì)，可磨性好，適合制造：大尺寸刀具、精密刀具、復(fù)雜刀具。這類材料的高溫?zé)嵊捕雀?，又適合制造難加工材料所用的刀具，確實是面面俱到。粉末冶金高速鋼生產(chǎn)過程較復(fù)雜，造價較高。中國鋼廠提供的品種較少，市場用量也很少。國際上著名鋼廠如美國Crucible公司已可提供近二十種粉末冶金高速鋼，日本神戶制鋼所、日立金屬公司均可提供近十種粉末冶金高速鋼，供應(yīng)量也在迅速增長。日本著名的OSG公司用粉末冶金高速鋼制造了鉆頭

11、、銑刀、絲錐，NACHI公司制造了滾刀、插齒刀、剃齒刀。有理由相信技術(shù)性能高的粉末冶金高速鋼將會得到更廣泛的應(yīng)用，為金屬加工業(yè)帶來新的發(fā)展。高速鋼的市場定位及發(fā)展趨勢圖三：高速鋼材料按制造工藝可分為熔煉高速鋼及粉末冶金高速鋼。自二十世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)高速鋼以來，對現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展起到了重要作用?？梢哉f沒有高速鋼，就沒有現(xiàn)代的金屬加工業(yè)。盡管六十年代起，硬質(zhì)合金等材料崛起，但是對于制造形狀復(fù)雜、磨削困難的刀具，如拉刀、剃齒刀、插齒刀等，高速鋼始終處于