高速钢属于莱氏体钢,铸态组织中有粗大鱼骨状的合金碳化物,这种碳化物硬而脆,若不消除这种碳化物的不均匀性,制成刀具后将出现早期损坏,使刀具易出现“崩刃”,故必须用反复锻打的方法将其击碎,使碳化物细化并均匀分布在基体上。W18Cr4V钢锻造后进行退火,以消除内应力,降低硬度改善切削加工性能,并为淬火做好组织准备。
含钻高速工具钢是在通用高速工具钢的基础上加入一定量的钴,可显著提高钢的硬度、耐磨性和韧性。
粉末高速工具钢是用粉末冶金方法产生的。首先用雾化法制取低氧高速工具钢预合金粉末,然后用冷、热静压机将粉末压实成全致密的钢坯,再经锻、轧成材。粉
高速钢按所含合金元素可分为:①钨系高速钢(W 9~18%)、②钨钼系高速钢(W5~12%,Mo 2~6%)、③高钼系高速钢(W 0~2%,Mo 5~10%)。各系又可按含钒量的多少分为一般含钒量(V 1~2%)和高含钒量(V 2.5~5%)。任何高速钢如含钴 (Co 5~10%)时,又归入钴高速钢。
高速钢按用途可分为综合性通用型高速钢和特种用途高速钢两类。通用高速钢广泛用于制作各种金属切削普通刀具(如钻头、丝锥、锯条)和精密刀具(如滚刀、插齿刀、拉刀)。被切削材料一般硬度 HB≤300。特种用途高速钢又可分为高钒高速钢,一般含钴高速钢和超硬型(HRC 68~70)高速钢(表2)。 高速钢主要用途是制造高速切削工具,除具有高硬度(一般大于HRC 63,高的可达HRC 68~70),高耐磨性和足够韧性外,还要有在高速切削下刀刃不因发热而软化的耐热性。耐热性通常用红硬性衡量,也就是在580~650℃把钢先后加热4次,每次保温 1小时后空冷,然后在室温下测定其硬度值。高速钢的韧性通常用弯曲强度和冲击值来衡量。近年来,高速钢应用于制造冷作模具,在使用性能上主要要求有高的抗压屈服强度,高的耐磨性和高韧性,而对耐热性则要求不高,因此可采用较低的温度淬火。
特性使用特性 ⑴ 硬度
工具钢制成工具经热处理后具有足够高的硬度,如用于金属切削加工的工具一般在HRC60以上。工具在高的切削速度和加工硬材料所产生高温的受热条件下,仍能保持高的硬度和良好的红硬性。碳素工具钢和合金工具钢一般在180℃~250℃、高速工具钢在600℃左右的工作温度下,仍能保持较高的硬度。红硬性对热变形模具和高速切削刀具用钢是 重要的性能。
⑵ 耐磨性
工具钢具有良好的耐磨性,即抵抗磨损的能力。工具在承受相当大的压力和摩擦力的条件下,仍能保持其形状和尺寸不变。
⑶ 强度和韧性
工具钢具有一定的强度和韧性,使工具在工作中能够承受负荷、冲击、震动和弯曲等复杂的应力,以保证工具的正常使用。
⑷ 其他性能
由于各种工具的工作条件不同,工具用钢还具有一些其他性能,如模具用钢还应具有一定的高温力学性能、热疲劳性、导热性和耐磨腐蚀性能等。工艺特性 工具钢除了具有上述使用性能外,还应具有良好的工艺性能。
⑴ 加工性
工具钢应具有良好的热压力加工性能和机械加工性能,才能保证工具的制造和使用。钢的加工性取决于化学成分、组织的质量。
⑵ 淬火温度范围
工具钢的淬火温度应足够宽,以减少过热的可能性。
⑶ 淬硬性和淬透性
淬硬性是钢在淬火后所能达到 硬度的性能。淬硬性主要与钢的化学成分特别是碳含量有关,碳含量越高,则钢的淬硬性越高。
淬透性表示钢在淬火后从表面到内部的硬度分布状况。淬透性的高低与钢的化学成分、纯洁度、晶粒度有关。
根据用于制造不同的工具,对这两种性能各有一定的要求。
⑷ 脱碳敏感性
工具表面发生脱碳,将使表面层硬度降低,因此要求工钢的脱碳敏感性低。在相同的加条件下,钢的脱碳敏感性取决于其化学成分。
⑸ 热处理变形性
工具在热处理时,要求其尺寸和外形稳定。
⑹ 耐削性
对很制造刀具和量具用钢。要求具有良好的磨削性。钢的磨削性与其化学成分有关,特别是钒含量,如果钒质量分数不小于0.50%则磨削性变坏。
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