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高速工具鋼是什么材質(zhì)?
來源:互聯(lián)網(wǎng)|發(fā)布時(shí)間:2023-08-03

高速鋼(HSS)是一種具有高硬度、高耐磨性和高耐熱性的工具鋼,又稱高速工具鋼或鋒鋼,俗稱白鋼。高速鋼是美國的F.W.泰勒和M.懷特于1898年創(chuàng)制的。高速鋼的工藝性能好,強(qiáng)度和韌性配合好,因此主要用來制造復(fù)雜的薄刃和耐沖擊的金屬切削刀具,也可制造高溫軸承和冷擠壓模具等。除用熔煉方法生產(chǎn)的高速鋼外,20世紀(jì)60年代以后又出現(xiàn)了粉末冶金高速鋼,它的優(yōu)點(diǎn)是避免了熔煉法生產(chǎn)所造成的碳化物偏析而引起機(jī)械性能降低和熱處理變形。


制作工藝

高速鋼的熱處理工藝較為復(fù)雜,必須經(jīng)過淬火、回火等一系列過程。淬火時(shí)由于它的導(dǎo)熱性差一般分兩階段進(jìn)行。先在800~850℃預(yù)熱(以免引起大的熱應(yīng)力),然后迅速加 熱到淬火溫度1190~1290℃(不同牌號實(shí)際使用時(shí)溫度有區(qū)別),后油冷或空冷或充氣體冷卻。工廠均采用鹽爐加熱,現(xiàn)真空爐使用也相當(dāng)廣泛。淬火后因內(nèi)部組織還保留一部分(約30%)殘余奧氏體沒有轉(zhuǎn)變成馬氏體,影響了高速鋼的性能。為使殘余奧氏體轉(zhuǎn)變,進(jìn)一步提高硬度和耐磨性,一般要進(jìn)行2~3次回火,回火溫度560℃,每次保溫1小時(shí)。生產(chǎn)制造方法:通常采用電爐生產(chǎn),曾采用粉末冶金方法生產(chǎn)高速鋼,使碳化物呈極細(xì)小的顆粒均勻地分布在基體上,提高了使用壽命。用途:用于制造各種切削工具。如鋸片、刨刀、圓刀、車刀、鉆頭、滾刀、機(jī)用鋸條及要求高的模具等。


主要種類

高速鋼是一種復(fù)雜的鋼種,含碳量一般在0.70~1.00%之間。含合金元素量較多,總量可達(dá)10~25%。按所含合金元素不同可分為:①鎢系高速鋼(含鎢 4.6~19%);②鎢鉬系高速鋼(含鎢3.5~6.5%,含鉬1.6~5.0%);③高鉬系高速鋼(含鎢5.6~6.5%,含鉬4.6~5.0%);④釩高速鋼,按含釩量的不同又分一般含釩量(含釩 1~2%)和高含釩量(含釩2.5~5%)的高速鋼;⑤鈷高速鋼(含鈷 1.8~10%)。常見的種類有:W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W6Mo5Cr4V2Co5等


主要性能

又名風(fēng)鋼或鋒鋼,又稱白鋼。意思是淬火時(shí)即使在空氣中冷卻也能硬化,并且很鋒利。它是一種成分復(fù)雜的合金鋼,含有鎢、鉬、鉻、釩、鈷等碳化物形成元素。合金元素總量達(dá)10~25%左右。它在高速切削產(chǎn)生高熱情況下(約500℃)仍能保持高的硬度,HRC能在60以上。這就是高速鋼最主要的特性——紅硬性。而碳素工具鋼經(jīng)淬火和低溫回火后,在室溫下雖有很高的硬度,但當(dāng)溫度高于200℃時(shí),硬度便急劇下降,在500℃硬度已降到與退火狀態(tài)相似的程度,完全喪失了切削金屬的能力,這就限制了碳素工具鋼制作切削工具用。而高速鋼由于紅硬性好,彌補(bǔ)了碳素工具鋼的致命缺點(diǎn),可以用來制造切削工具。高速鋼一般不做抗拉強(qiáng)度檢驗(yàn),而以金相、硬度檢驗(yàn)為主。鎢系和鉬系高速鋼經(jīng)正確的熱處理后,洛氏硬度能達(dá)到63以上,鈷系高速鋼在65以上。鋼材的酸浸低倍組織不得有肉眼可見的縮孔 、翻皮。中心疏松,一般疏松應(yīng)小于1級。 金相檢驗(yàn)的內(nèi)容主要包括脫碳層、顯微組織和碳化物不均勻度3個(gè)項(xiàng)目。1.高速鋼不應(yīng)有明顯的脫碳。顯微組織不得有魚骨狀共晶萊氏體存在。2.高速鋼中碳化物不均勻度對質(zhì)量影響最大,冶金和機(jī)械部門對碳化物不均勻度的級別 十分重視。根據(jù)鋼的不同用途可對碳化物不均勻度提出不同的級別要求,通常情況下應(yīng)小于3級。3.用高速鋼制造切削工具,除因其具有高硬度、高耐磨性和足夠的韌性之外,還有一個(gè)重要因素是具有紅硬性。(紅硬性是指刀具在高速切削時(shí),刀刃在紅熱狀態(tài)下抵抗軟化的能力。)一種衡量紅硬性的方法是先把鋼加熱至580~650℃,保溫1小時(shí),然后冷卻,這樣反復(fù)4次后測量其硬度值。高速鋼的淬火溫度一般均接近鋼的熔點(diǎn),如鎢系高速鋼為1210~1240℃,高鉬系高速鋼為1180~1210℃。淬火后一般需在 540~560℃之間回火3次。提高淬火溫度可以增加鋼的紅硬性。為了提高高速鋼刀具的使用壽命,可對其表面進(jìn)行強(qiáng)化處理,如低溫氰化、氮化、硫氮共滲等。


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