高性能高速钢的性能、牌号和用途

admin

高速钢按性能分为普通型和高性能高速钢；按化学成分分为钨系，钨钼系，钼系高速钢；按工艺分为熔炼和粉末冶金高速钢。
高性能高速钢，是在通用型高速钢中增大含碳量，含钒量，还增加了钻，铝等合金元素，捉高了高速钢的耐磨性和耐热性。这些高性能高速钢，温度在650℃时，其硬度为hrc60，而普通高速钢w18cr4v只有49～49.2，高出了10hrc；耐用度为普通高速钢的1～3倍。用它制作各种切削刀具，切削加工难切削材料，如不锈钢，高温合金，钛合金，高强度钢等。
1.高性能高速钢的性能，牌号与用途：
(1)高碳高速钢：hrc67～68，625℃时，其硬度为64～65hrc。
95w18cr4v，100w6mo5cr4v2o适于加工不锈钢，高温合金，钛合金，超高强度钢等，其耐用度为w18cr4v的2～3倍。
(2)钻高速钢：hrc为67；耐热性为640～650℃，其耐用度为普通高速钢的1.5～3倍。
w6mo5cr4v2co5，w8mo5cr4v2co6si，w9mo4cr4v2co3，w9cr4v2co10，w12mo3cr4v2co80适于加工奥氏体不锈钢，高温合金，钛合金等。
(3)高钒高速钢：hrc65～67，耐热性637～640℃。
w12cr4v4mo，w6mo5cr4v3，w9cr4v5适用于切削不锈钢，耐热合金，高强度钢。其刀具耐用度为普通高速钢的2～4倍。我国的典型牌号n3n(w12mo3cr4v3n)
(4)高钒含钻高速钢：hrc66～68，在600℃时比普通高速钢高5.5hrc。
w9cr4v5co5，w12cr4v5co5用于切削耐热合金，比普通高速钢的耐用度高2倍多。
(5)超硬高速钢：hrc67～70
①含钴超硬高速钢hrc69～70
w2mo9cr4vco8(m42)hrc69～70，用铁基高温合金，铸造高温合金，钛合金，超高强度钢，可用中硬(hb400)硬齿面加工。刀具耐用度比普通高速钢2～4倍。
②含铝超硬高速钢：
w6mo5cr4v2a1(501钢)，w10mo4cr4v3a1(5f-6钢)，其特点在高温下和空气中的氮和氧生成氧化铝和氮化铝起润滑作用，降低摩擦系数，减轻切屑与刀具粘结。切削难切削材料时，刀具耐用度可提高3～4倍。
③含氮超硬高速钢hrc67～70。
w12mo3cr4v3n(v3n钢)在高硬度(hrc69)时，脆性倾向小(σbb的为3000mpa)，主要用于高硬度(hrc30～52)件的切削，奥氏体钢，钛合金，镍基耐热合金。
④含sinba1超硬高速钢
w18cr4v4sinba1(b212)，w6mo5cr4v5sinba1(b201)用于切削高温合金，铁铝锰耐热钢，奥氏体不锈钢，加工硬度(hrc40～50)材料效果好(vc=3～9m/min；f=0.15～0.33mm/r；ap=0.5～2mm)
2.涂层高速钢
性能特点：在高速钢刀具基体(hv850～900，hrc62～70)上用气相物理沉积法(pvd)涂层一层厚为2～6μm的tin或tic，可使刀具表面硬度达1950～3200hv；表面耐热性达到1000℃以上；切速可提高50～100％；刀具耐用度可提高2～10倍，如果涂层后再刃磨前刀面或后刀面后，其刀具耐用度还可以提高2倍左右。涂层高速钢刀具的切削力fc可减小20～40％，切削热可降低20％。还可以采用pcvd工艺涂tic，tin，金刚石和cbn。pcvd工艺涂层温度高于pvd，低于cvd，并低于高速钢的回火温度(550℃)。
3.提高高速钢刀具耐用度的方法：
(1)低温渗硫
①液体渗硫：将含硫的液体加热到150℃，将刀具浸泡在中间，保温一定时间，可使刀具耐用度提高1～3倍。
②固体渗硫：将硫粉加热到200℃，把刀具放在中间，保温2h，效果同上。
③离子渗硫：可提高刀具耐用度l～3倍。
(2)mos2处理：
①把mos2粉加热到150℃，然后把刀具放在中间，保温4h。
②在刀具上涂mos2油膏。
③在切削液中加mos2。
用上述方法，可使刀具耐用度提高1倍以上。
(3)离子注入：它是将某些元素的原子进行电离，并使其它在电场中加速，以获得较高速度后射入固体材料表面，以改变材料的物理，力学性能的一种离子束技术。
特点：可注入需要的任何元素(n，s，b，ti等)，使金属强化而提高耐磨性，温度可任意控制，适用于零件的最后处理，不退火、软化，ra不变，只改变表面特性。不疏松，不剥落，无界面，耐腐蚀。
(4)多元共渗(c，n，o，s，b)：可使高速钢刀具的耐用度提高2～5倍，最合适于低速刀具(拉，推，铰刀等)。
(5)氮化碳(c3n4涂层：它的表层硬度可达hv4000，刀具耐用度可提高10倍左右)。(注：tin2000hv；ticn2700hv，tiain3000hv)