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高速鋼是一種具有高硬度、高耐磨性和高耐熱性的工具鋼,又稱高速工具鋼或鋒鋼。高速鋼是美國(guó)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(lái)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。高速鋼是一種含多量碳(C)、鎢(W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、釩(V)等元素的高合金鋼,熱處理后具有高熱硬性。當(dāng)切削溫度高達(dá)600℃ 以上時(shí),硬度仍無(wú)明顯下降,用其制造的刀具切削速度可達(dá)每分鐘60米以上,而得其名。
常見(jiàn)的普通高速鋼有兩種:鎢系高速鋼和鎢鉬系高速鋼。
鎢系高速鋼典型牌號(hào)為w18Cr4V,熱處理硬度可達(dá)63-66HRC,抗彎強(qiáng)度可達(dá)3500MPa,可磨性好。鎢鉬系高速鋼典型牌號(hào)為W6Mo5Cr4V2,目前正在取代鎢系高速鋼,具有碳化物細(xì)小分布均勻,耐磨性高,成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)。熱 處理硬度同上,抗彎強(qiáng)度達(dá)4700MPa,韌性及熱塑性比w18Cr4V提高50%。常用于制造各種工具,例如鉆頭、絲錐、銑刀、鉸刀、拉刀、齒輪刀具 等,只是它的脫碳敏感性稍強(qiáng)。 另一牌號(hào)的普通高速鋼為W9Mo3Cr4V,這是中國(guó)近幾年發(fā)展起來(lái)的新品種。強(qiáng)度及熱塑性略高于W6Mo5Cr4V2, 硬度為HRC63-64,與韌性相配合,容易軋制、鍛造,熱處理工藝范圍寬,脫碳敏感性小,成本更低。
高性能高速鋼具有更好的硬度和熱硬性,這是通過(guò)改變高速鋼的化學(xué)成分,提高性能而發(fā)展起來(lái)的新品種。具有更高的硬度、熱硬性,切削溫 度達(dá)攝氏650度時(shí),硬度仍可保持在60HRC以上。耐用性為普通高速鋼的1.5-3倍,適用于制造加工高溫合金、不銹鋼、鈦合金、高強(qiáng)度鋼等難加 工材料的刀具。主要品種有4種,分別為高碳系高速鋼、高釩系高速鋼、含鈷系高速鋼和鋁高速鋼。鈷高速鋼牌號(hào)有W2Mo9Cr4VCo8。其特點(diǎn)為:含釩量不高(1%),含鈷量高(8%),鈷能促使碳化物在淬火加熱時(shí)更多地溶解在基體內(nèi),利用高的基體硬度來(lái)提高耐磨性。這種高速鋼硬度、熱 硬性、耐磨性及可磨性都很好。熱處理硬度可達(dá)67-70HRC,但也有采取特殊熱處理方法,得到67-68HRC硬度,使其切削性能(特別是間斷切削) 得到改善,提高沖擊韌性。鋁高速鋼牌號(hào)為W6Mo5Cr4V2Al W6Mo5Cr4V5SiNbAl等,主要加入鋁(Al)和硅(Si)、鈮(Nb)元素,來(lái)提高熱硬性、耐磨性。熱處理硬度可達(dá)到68HRC,熱硬性也不錯(cuò)。但是這種鋼易氧化及脫碳,可塑性、可磨性稍差,仍需改進(jìn)。
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