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      高速工具鋼主要用于制造高效率的切削刀具。由于其具有紅硬性高、耐磨性好、強(qiáng)度高等特性,也用于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(jīng)熱處理后的使用硬度可達(dá)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(tài)的高速工具鋼的主要合金元素有鎢、鉬、鉻、釩,還有一些高速工具鋼中加入了鈷、鋁等元素。這類鋼屬于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(tài)高速工具鋼中的碳化物是共晶碳化物,經(jīng)熱壓力加工后破碎成顆粒狀分布在鋼中,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(shù)量、類型與鋼的化學(xué)成分有關(guān),而碳化物的顆粒度和分布則與鋼的變形量有關(guān)。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。

      高速工具鋼的特性
      使用特性
      (1) 硬度 
      工具鋼制成工具經(jīng)熱處理后具有足夠高的硬度,如用于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(chǎn)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(dāng)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(qiáng)度和韌性
      工具鋼具有一定的強(qiáng)度和韌性,使工具在工作中能夠承受負(fù)荷、沖擊、震動(dòng)和彎曲等復(fù)雜的應(yīng)力,以保證工具的正常使用。

      (4) 其他性能
      由于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(yīng)具有一定的高溫力學(xué)性能、熱疲勞性、導(dǎo)熱性和耐磨腐蝕性能等。

      工藝特性
        工具鋼除了具有上述使用性能外,還應(yīng)具有良好的工藝性能。

      (1) 加工性
      工具鋼應(yīng)具有良好的熱壓力加工性能和機(jī)械加工性能,才能保證工具的制造和使用。鋼的加工性取決于化學(xué)成分、組織的質(zhì)量。

      (2) 淬火溫度范圍
      工具鋼的淬火溫度應(yīng)足夠?qū)?,以減少過熱的可能性。

      (3) 淬硬性和淬透性
      淬硬性是鋼在淬火后所能達(dá)到高硬度的性能。淬硬性主要與鋼的化學(xué)成分特別是碳含量有關(guān),碳含量越高,則鋼的淬硬性越高。淬透性表示鋼在淬火后從表面到內(nèi)部的硬度分布狀況。淬透性的高低與鋼的化學(xué)成分、純潔度、晶粒度有關(guān)。根據(jù)用于制造不同的工具,對這兩種性能各有一定的要求。

      (4) 脫碳敏感性
      工具表面發(fā)生脫碳,將使表面層硬度降低,因此要求工鋼的脫碳敏感性低。在相同的加條件下,鋼的脫碳敏感性取決于其化學(xué)成分。

      (5) 熱處理變形性 
      工具在熱處理時(shí),要求其尺寸和外形穩(wěn)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(xué)成分有關(guān),特別是釩含量,如果釩質(zhì)量分?jǐn)?shù)不小于0.50%則磨削性變壞。


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