高速工具鋼

　　高速工具鋼主要用於制造高效率的切削刀具。由於其具有紅硬性高、耐磨性好、強度高等特性，也用於制造性能要求高的模具、軋輥、高溫軸承和高溫彈簧等。高速工具鋼經熱處理後的使用硬度可達HRC63以上，在600℃左右的工作溫度下仍能保持高的硬度，而且其韌性、耐磨性和耐熱性均較好。退火狀態的高速工具鋼的主要合金元素有多、鉬、鉻、釩，還有一些高速工具鋼中加入瞭鈷、鋁等元素。這類鋼屬於高碳高合金萊氏體鋼，其主要的組織特征之一是含有大量的碳化物。鑄態高速工具鋼中的碳化物是共晶碳化物，經熱壓力加工後破碎成顆粒狀分佈在鋼中，稱為一次碳化物；從奧氏體和馬氏體基體中析出的碳化物稱為二次碳化物。這些碳化物對高速工具鋼的性能影響很大，特別是二次碳化物，其對鋼的奧氏本晶粒度和二次硬化等性能有很大影響。碳化物的數量、類型與鋼的化學成分有關，而碳化物的顆粒度和分佈則與鋼的變形量有關。鎢、鉬是高速工具鋼的主要合金元素，對鋼的二次硬化和其他性能起重要作用。鉻對鋼的淬透性、抗氧化性和耐磨性起重要作用，對二次硬化也有一定的作用。釩對鋼的二次硬化和耐磨性起重要作用，但降低可磨削性能。

　　高速工具鋼的淬火溫度很高，接近熔點，其目的是使合金碳化物更多的溶入基體中，使鋼具有更好的二次硬化能力。高速工具鋼淬火後硬度升高，此為第一次硬化，但淬火溫度越高，則回火後的強度和韌性越低。淬火後在350℃以下低溫回火硬度下降在350℃以上溫度回火硬度逐漸提高，至520~580℃范圍內回火（化學成分不同，回火溫度不同）出現第二次硬度高峰，並超過淬火硬度，此為二次硬化。這是高速工具鋼的重要特性。

　　高速工具鋼除瞭具有高的硬度、耐磨性、紅硬性等使用性能外，還具有一定的熱塑性、可磨削性等工藝性能。

　　多系高速工具鋼主要合金元素是鎢，不含鉬或含少量鉬。其主要特性是過熱敏感性小，脫碳敏感性小、熱處理和熱加工溫度范圍較寬，但碳化物顆粒粗大，分佈均勻性差，影響鋼的韌性和塑性。

　　鎢鉬系高速工具鋼的主要合金元素是鎢和鉬。其主要特性是碳化物的顆粒度和分佈均優於鎢系高速工具鋼，脫碳敏感性和過熱敏感性低於鉬系高速工具鋼，使用性能和工藝性能均較好。

　　鉬系高速工具鋼的主要合金元素是鉬，不含鎢或含少量鎢。其主要特性是碳化物顆粒細，分佈均勻、韌性好，但脫碳敏感性和過熱敏感性大、熱加工和熱處理范圍窄。

　　含鑽高速工具鋼是在通用高速工具鋼的基礎上加入一定量的鈷，可顯著提高鋼的硬度、耐磨性和韌性。

粉末高速工具鋼是用粉末冶金方法產生的。首先用霧化法制取低氧高速工具鋼預合金粉末，然後用冷、熱靜壓機將粉末壓實成全致密的鋼坯，再經鍛、軋成材。粉末高速工具鋼的碳化物細小、分佈均勻，韌性、可磨削性和尺寸穩定性等均很好，可生產用鑄錠法個可能產生更高合金元素含量的超硬高速工具鋼。粉末高速工具鋼可分為3類，第一類是含鈷高速工具鋼，其特點是具有接近硬質合金的硬度，而且還具有良好的可鍛性、可加工性、可磨性和強韌性。第二類是無鈷高鎢、鉬、釩超硬高速工具鋼。第三類是超級耐磨高速工具鋼。其硬度不太高，但耐磨性極好，主要用於要求高耐磨並承受沖擊負荷的工作條件。

工具鋼的特性

（1） 硬度

　　工具鋼制成工具經熱處理後具有足夠高的硬度，如用於金屬切削加工的工具一般在HRC60以上。工具在高的切削速度和加工硬材料所產生高溫的受熱條件下，仍能保持高的硬度和良好的紅硬性。碳素工具鋼和合金工具鋼一般在180℃~250℃、高速工具鋼在600℃左右的工作溫度下，仍能保持較高的硬度。紅硬性對熱變形模具和高速切削刀具用鋼是非常重要的性能。

（2） 耐磨性

　　工具鋼具有良好的耐磨性，即抵抗磨損的能力。工具在承受相當大的壓力和摩擦力的條件下，仍能保持其形狀和尺寸不變。

（3） 強度和韌性

　　工具鋼具有一定的強度和韌性，使工具在工作中能夠承受負荷、沖擊、震動和彎曲等復雜的應力，以保證工具的正常使用。

（4） 其他性能

　　由於各種工具的工作條件不同，工具用鋼還具有一些其他性能，如模具用鋼還應具有一定的高溫力學性能、熱疲勞性、導熱性和耐磨腐蝕性能等。

工藝性能

　　工具鋼除瞭具有上述使用性能外，還應具有良好的工藝性能。

（1） 加工性

　　工具鋼應具有良好的熱壓力加工性能和機械加工性能，才能保證工具的制造和使用。鋼的加工性取決於化學成分、組織的質量。

（2） 淬火溫度范圍

　　工具鋼的淬火溫度應足夠寬，以減少過熱的可能性。

（3） 淬硬性和淬透性

　　淬硬性是鋼在淬火後所能達到最高硬度的性能。淬硬性主要與鋼的化學成分特別是碳含量有關，碳含量越高，則鋼的淬硬性越高。

　　淬透性表示鋼在淬火後從表面到內部的硬度分佈狀況。淬透性的高低與鋼的化學成分、純潔度、晶粒度有關。

　　根據用於制造不同的工具，對這兩種性能各有一定的要求。

（4） 脫碳敏感性

　　工具表面發生脫碳，將使表面層硬度降低，因此要求工具鋼的脫碳敏感性低。在相同的加條件下，鋼的脫碳敏感性取決於其化學成分。

（5） 熱處理變形性

　　工具在熱處理時，要求其尺寸和外形穩定。

（6） 耐削性

　　對很制造刀具和量具用鋼。要求具有良好的磨削性。鋼的磨削性與其化學成分有關，特別是釩含量，如果釩質量分數不小於0.50%則磨削性變壞。

高速工具鋼和合金工具鋼工藝及參數上的區別

　　高速工具鋼也是一種合金工具鋼，其中含有C,Mn,Si,Cr,V,W,Mo,Co.而它能用來做高速旋轉切割工具，能耐磨，耐高溫，就是其中Cr,V,W,Mo得比例比較大（你也是同行，這裡就不細講瞭），以 W12Cr4V5Co5為例，Cr->3.75%-5%,V->4.5%-5.25%,W->11.75%-13%.其中Cr和V得比例不得低於3%。P和S得含量不得大於0.030%。

　　合金工具鋼的加工方法主要是壓力加工鋼和切削工具鋼。合金工具鋼種類和多，有冷作，熱作，無磁，塑料模具鋼等等，同時Cr和V得比例不能過低。冷作模具工具鋼的選擇

　　冷作模具工具鋼的選擇，在實際用途中工具鋼是根據模具主要失效機理進行選擇的。選擇工具鋼僅僅擁有鋼材性能方面的知識是遠遠不夠的，還必須考慮生產零件的數量，被加工材料的類型，厚度及其硬度等因素。選擇工具鋼的一種基本方法是先把除磨損外的其他失效機理全部排除，然後選擇具備最適合耐磨損性的工具鋼，以滿足產品生產量的要求。

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