高速工具扁鋼有哪些性能

工藝性能也是高速扁鋼的重要指標(biāo)。首先，要有良好的熱塑性，以便充分破碎共晶碳化物和加工成形;其次，要有低的退火硬度，以便在生產(chǎn)過程中進(jìn)行冷成形和切削加工。其他工藝性能如過熱不敏感性，脫碳不敏感性，低的淬火變形性，在電阻焊和摩擦焊中與柄部碳鋼結(jié)合的良好焊接性能等也很重要，尤其是磨削性，對于制造復(fù)雜刀具是極其重要的。

  保證碳化物充分破碎、細(xì)化并均勻分布(見圖)，歷來是高速鋼生產(chǎn)工藝和提高質(zhì)量的關(guān)鍵問題。為此，高速扁鋼應(yīng)采用低溫澆鑄工藝，選擇良好錠型，并根據(jù)鋼材規(guī)格選用足夠大的壓縮比。中國自1965年以來采用扁錠生產(chǎn)高速鋼，其優(yōu)點為顯著加快鋼錠凝固速度，從而改善了鋼材的碳化物不均勻度和低倍組織。大尺寸鋼材多采用電渣重熔鋼錠。鍛造開坯、軋制成材的工藝有利于提高質(zhì)量。高速扁鋼的熱加工溫度、變形量和退火制度，對鋼材的熱處理性能，尤其是對淬火后的晶粒度有明顯的影響，須嚴(yán)加控制高速扁鋼工中如終鍛(軋)溫度過高，變形量不足或已經(jīng)過一次淬火，但未經(jīng)充分退火又進(jìn)行第二次淬火，會出現(xiàn)特殊閃光的萘狀斷口(見金屬宏觀檢驗)，從而顯著降低鋼的韌性，使刀具脆崩。還采用快鍛液壓機(jī)開坯、精鍛機(jī)成材的新工藝。

  高速扁鋼需通過特殊的熱處理才能獲得所需的性能。一般淬火溫度均接近這種鋼的熔化溫度，例如高鎢鋼為1270～1290℃，鎢鉬鋼為1210～1240℃，高鉬鋼為1180～1210℃，一般采用540～560℃回火三次，以得到二次硬化的超佳效果。對韌性和紅硬性有不同要求時，可適當(dāng)調(diào)整淬火溫度。

  粉末冶金高速扁鋼可保證碳化物細(xì)小和均勻分布，對改善高碳高釩高速扁鋼的磨削性、改進(jìn)熱加工性，減少淬火變形以及提供碳化物質(zhì)量優(yōu)異的大尺寸鋼材確有獨特優(yōu)點;可以生產(chǎn)出合金含量更高和切削能力較大的高速鋼。高速扁鋼刀具的真空熱處理獲得廣泛應(yīng)用;刀具的氧氮化、碳氮氧共滲等表面化學(xué)熱處理，也正在普遍采用，尤其是化學(xué)氣相沉積法和物理氣相沉積法的發(fā)展，可進(jìn)一步提高刀具的使用壽命。

  高速工具扁鋼的淬火溫度很高，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。高速工具鋼淬火高速工具扁鋼，此為次硬化，但淬火溫度越高，則回火后的強(qiáng)度和韌性越低。淬火后在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(nèi)回火(化學(xué)成分不同，回火溫度不同)出現(xiàn)第二次硬度高峰，并超過淬火硬度，此為二次硬化。這是高速工具鋼的重要特性。

  高速工具扁鋼除了具有高的硬度、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。

  鎢系高速工具扁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，分布均勻性差，影響鋼的韌性和塑性。

  鎢鉬系高速工具扁鋼的主要合金元素扁鋼是鎢和鉬。其主要特性是碳化物的顆粒度和分布均優(yōu)于鎢系高速工具鋼，脫碳敏感性和過熱敏感性低于鉬系高速工具鋼，使用性能和工藝性能均較好。

  鉬系高速工具扁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(xì)，分布均勻、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。

合金扁鋼元素有哪些作用

有三個方面：

  ①增大鋼的淬透性。淬透性是指鋼淬火時，從表層起淬成馬氏體層的深度，是取得良好綜合性能的主要參數(shù)。除Co外，幾乎所有合金元素如 Mn、Mo、Cr、Ni、Si和C、N、B等都能提高鋼的淬透性，其中 Mn、Mo、Cr、B的作用，其次是Ni、Si、Cu。而強(qiáng)碳化物形成元素如 V、Ti、Nb等，只有溶于奧氏體中時才能增大鋼的淬透性。

  ②影響鋼的回火過程。由于合金扁鋼元素在回火時能阻礙鋼中各種原子的擴(kuò)散，因而在同樣溫度下和碳素鋼相比，一般均起到延遲馬氏體的分解和碳化物的聚集長大作用，從而提高鋼的回火穩(wěn)定性,即提高鋼的抗回火軟化能力,V、W、Ti、Cr、Mo、Si的作用比較顯著，Al、Mn、Ni的作用不明顯。含有較高含量的碳化物形成元素如V、W、Mo等的鋼，在500～600℃回火時，析出細(xì)小彌散的特殊碳化物質(zhì)點如V4C3、Mo2C、W2C等，代替部分較粗大的合金滲碳體，使鋼的強(qiáng)度不再下降反而升高,即出現(xiàn)二次硬化。Mo對鋼的回火脆性有阻止或減弱的作用。

  ③影響鋼的強(qiáng)化和韌化。Ni以固溶強(qiáng)化方式強(qiáng)化鐵素體;Mo、V、Nb等碳化物形成元素,既以彌散硬化方式又以固溶強(qiáng)化方式提高鋼的屈服強(qiáng)度;碳的強(qiáng)化作用超顯著。此外，加入這些合金扁鋼元素，一般都細(xì)化奧氏體晶粒，增加晶界的強(qiáng)化作用。影響鋼的韌性因素比較復(fù)雜，Ni改善鋼的韌性;Mn易使奧氏體晶粒粗化，對回火脆性敏感;降低P、S含量，提高鋼的純凈度，對改善鋼的韌性有重要作用