高速钢

书页无卷 2017-12-01

展开全文

高速钢是一种具有高硬度、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。

1898年，美国机械与管理工程师泰勒(TaylorF.W.)和冶金学家怀特(WhiteM.)研制发明了高速钢，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成分很接近。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高了好几倍，为美国当时的机械工业生产赢得了巨大的经济效益。

W18Cr4V高速钢的热塑性不好，由于麻花钻热轧工艺的需要，后来研制成功了W6Mo5Cr4V2高速钢，此外，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。

生产制造方法:通常采用电炉生产，曾采用粉末冶金方法生产高速钢，使碳化物呈极细小的颗粒均匀地分布在基体上，提高了使用寿命。

用途:用于制造各种切削工具。如车刀、钻头、滚刀、机用锯条及要求高的模具等。

主要性能

又名风钢或锋钢，又称白钢。意思是淬火时即使在空气中冷却也能硬化，并且很锋利。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情况下(约500℃)仍能保持高的硬度，HRC能在60以上。这就是高速钢最主要的特性--红硬性。而碳素工具钢经淬火和低温回火后，在室温下虽有很高的硬度，但当温度高于200℃时，硬度便急剧下降，在500℃硬度已降到与退火状态相似的程度，完全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。而高速钢由于红硬性好，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理后，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得有肉眼可见的缩孔、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括脱碳层、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。显微组织不得有鱼骨状共晶莱氏体存在。

2.高速钢中碳化物不均匀度对质量影响最大，冶金和机械部门对碳化物不均匀度的级别十分重视。根据钢的不同用途可对碳化物不均匀度提出不同的级别要求，通常情况下应小于3级。

3.用高速钢制造切削工具，除因其具有高硬度、高耐磨性和足够的韧性之外，还有一个重要因素是具有红硬性。(红硬性是指刀具在高速切削时，刀刃在红热状态下抵抗软化的能力。)

一种衡量红硬性的方法是先把钢加热至580~650℃，保温1小时,然后冷却,这样反复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。提高淬火温度可以增加钢的红硬性。为了提高高速钢刀具的使用寿命，可对其表面进行强化处理，如低温氰化、氮化、硫氮共渗等。

主要种类

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%)。按用途不同高速钢又可分为通用型和特殊用途两种。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)，常用的钢号有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。②特殊用途高速钢:包括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，常用的钢号有W12Cr4V5Co5、W2Mo9Cr4VCo8等。