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高速钢

   日期:2024-03-08     来源:www.upe4.com    作者:二手网    浏览:646    评论:0    
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高速钢(HSS)是一种具备高硬度、高耐磨性和高耐热性的工具钢,又称高速工具钢或锋钢,俗称白钢。高速钢是美国的F.W.泰勒和M.怀特于1898年创制的。


高速钢的工艺性能好,强度和韧性配合好,因此主要用来制造复杂的薄刃和耐冲击的金属切削刀具,也可制造高温轴承和冷挤压模具等。除用熔炼办法生产的高速钢外,20世纪60年代将来又出现了粉末冶金高速钢,它的优点是防止了熔炼法生产所导致的碳化物偏析而引起机械性能减少和热处置变形。

1进步历史


1898年,美国机械与管理工程师泰勒(TaylorF.W.)和冶金学家怀特(WhiteM.)研制创造了高速钢,并作了系统切削试验。当时他们确定的高速钢成分为C-0.67%,W-18.91%,Cr-5.47%,Mn-0.11%,V-0.29%,F-余量,与后来的W18Cr4V成分非常接近。高速钢刀具可用30m/min的速度切削钢材,其效率比过去用的碳素工具钢和合金工具钢提升了好几倍,为美国当时的机械工业生产取得了巨大的经济效益。


W18Cr4V高速钢的热塑性不好,因为麻花钻热轧工艺的需要,后来研制成功了W6Mo5Cr4V2高速钢,除此之外,还有W9Mo3Cr4V。这三种高速钢的切削性能和力学性能近似,称为通用型。


20世纪中叶将来,科技飞速进步,各种难加工材料不断涌现,通用高速钢的性能已不复用,于是高性能高速钢和粉末冶金高速钢相继出现,使高速钢刀具材料的性能得到了非常大提升。

2制作工艺


高速钢的热处置工艺较为复杂,需要经过淬火、回火等一系列过程。淬火时因为它的导热性差一般分两阶段进行。先在800~850℃预热(以免引起大的热应力),然后飞速加 热到淬火温度1190~1290℃(不同牌号实质用时温度有不同),后油冷或空冷或充气体冷却。工厂均使用盐炉加热,现真空炉用也相当广泛。淬火后因内部组织还保留一部分(约30%)残余奥氏体没转变成马氏体,影响了高速钢的性能。为使残余奥氏体转变,进一步提升硬度和耐磨性,一般要进行2~3次回火,回火温度560℃,每次保温1小时。


生产制造办法:一般使用电炉生产,曾使用粉末冶金办法生产高速钢,使碳化物呈极细小的颗粒均匀地分布在基体上,提升了使用年限。


作用与功效:用于制造各种切削工具。如车刀、钻头、滚刀、机用锯条及需要高的模具等。

3规格成分

规格和外观

规格主要有圆钢和方钢、板材。钢材的表面要加工好,不能有肉眼可见的裂纹、折叠、结疤和发纹。冷拔钢材表面应洁净、光滑、无夹杂和氧化皮等。

化学成分

中国国标和日本工业标准中主要钢号的化学成分如表 6—7—26。

4主要类型


高速钢是一种复杂的钢种,含碳量一般在0.70~1.65%之间。含合金元素量较多,总量可达10~25%。按所含合金元素不同可分为:①钨系高速钢(含钨 9~18%);②钨钼系高速钢(含钨5~12%,含钼2~6%);③高钼系高速钢(含钨0~2%,含钼5~10%);④钒高速钢,按含钒量的不同又分一般含钒量(含钒 1~2%)和高含钒量(含钒2.5~5%)的高速钢;⑤钴高速钢(含钴 5~10%)。按作用与功效不同高速钢又可分为通用型和特殊作用与功效两种。①通用型高速钢:主要用于制造切削硬度HB≤300的金属材料的切削刀具 (如钻头、丝锥、锯条)和精密刀具(如滚刀、插齿刀、拉刀),常见的钢号有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。②特殊作用与功效高速钢:包含钴高速钢和超硬型高速钢(硬度HRC68~70),主要用于制造切削难加工金属(如高温合金、钛合金和高强钢等)的刀具,常见的钢号有W12Cr4V5Co5、W2Mo9Cr4VCo8等。

通用钢

钢号:W18Cr4V(W18)
硬度HRC:62-65
抗弯强度/Gpa:3.0-3.4
冲击韧性/(MJmsup2;):0.18-0.32
600℃时的硬度HRC:48.5
特征:强度较好,可磨性好,可用普通钢玉砂轮磨削,耐热性中等,热塑性差
主要作用与功效:通用性强,广泛用于制造钻头、铰刀、丝锥、铣刀、齿轮刀具及拉刀等。

高性能钢

钢号:W6Mo5Cr4V2(M2)
硬度HRC:63-66
抗弯强度/Gpa:3.5-4.0
冲击韧性/(MJmsup2;):0.30-0.40
600℃时的硬度HRC:47-48
特征:强度高,热塑性好,耐热性、可磨性稍次于W18Cr4V,可用普通钢玉砂轮磨削
主要作用与功效:适用于制作热成形刀具和承受冲击、结构薄弱的刀具
钢号:W14Cr4VMnRE
硬度HRC:64-66
抗弯强度/Gpa:约4.0
冲击韧性/(MJmsup2;):约0.31
600℃时的硬度HRC:50.5
主要作用与功效:切削性能与W18Cr4V相当,适于制作热轧刀具。

5主要性能


又名风钢或锋钢,又称白钢。意思是淬火时即便在空气中冷却也能硬化,并且非常锋利。它是一种成分复杂的合金钢,含有钨、钼、铬、钒、钴等碳化物形成元素。合金元素总量达10~25%左右。它在高速切削产生高热状况下(约500℃)仍能维持高的硬度,HRC能在60以上。这就是高速钢主要的特质——红硬性。而碳素工具钢经淬火和低温回火后,在室温下虽有非常高的硬度,但当温度高于200℃时,硬度便急剧降低,在500℃硬度已降到与退火状况一样的程度,*丧失了切削金属的能力,这就限制了碳素工具钢制作切削工具用。而高速钢因为红硬性好,弥补了碳素工具钢的致命缺点,可以用来制造切削工具。


高速钢一般不做抗拉强度检验,而以金相、硬度检验为主。


钨系和钼系高速钢经正确的热处置后,洛氏硬度能达到63以上,钴系高速钢在65以上。钢材的酸浸低倍组织不能有肉眼可见的缩孔 、翻皮。中心疏松,一般疏松应小于1级。


金相检验的内容主要包含脱碳层、显微组织和碳化物不均匀度3个项目。


1.高速钢不应有明显的脱碳。显微组织不能有鱼骨状共晶莱氏体存在。
2.高速钢中碳化物不均匀度对水平影响大,冶金和机械部门对碳化物不均匀度的级别 十分看重。依据钢的不同作用与功效可对碳化物不均匀度提出不一样的级别需要,一般情况下应小于3级。
3.用高速钢制造切削工具,除因其具备高硬度、高耐磨性和足够的韧性以外,还有一个要紧原因是具备红硬性。(红硬性是指刀具在高速切削时,刀刃在红热状况下抵抗软化的能力。)


一种衡量红硬性的办法是先把钢加热至580~650℃,保温1小时,然后冷却,如此反复4次后测量其硬度值。高速钢的淬火温度一般均接近钢的熔点,如钨系高速钢为1210~1240℃,高钼系高速钢为1180~1210℃。淬火后一般需在 540~560℃之间回火3次。提升淬火温度可以增加钢的红硬性。为了提升高速钢刀具的用法寿命,可对其表面进行强化处置,如低温氰化、氮化、硫氮共渗等。

6包装检验

包装

成捆交货,用铁丝捆扎,并有标牌标明炉号,规格等印记。但对冷轧钢还要涂防锈油,并用防潮纸包裹,对银亮钢还应装箱。

检验

检验高速钢碳化物不均匀度与试样的腐蚀时间有关。有关标准中只提出腐蚀要适合不可以过腐蚀,这一点总是让人们所忽略。实践证实,假如发生了过腐蚀,就会将碳化物染黑,表现出不均匀程度改变的假相,就可能将水平不好的高速钢误判为钢,这一点非常重要。

 
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