超硬高速钢和普通高速钢丝锥的使用寿命影响研究

泛泛

图1 钴高速钢淬火组织（30%硝酸酒精溶液浸蚀）
显微组织
由图1～3可见，钴高速钢晶粒最大（奥氏体晶粒度10级），普通高速钢晶粒次之（奥氏体晶粒度11级），铝高速钢的晶粒最细小（奥氏体晶粒度12级）。钴高速钢的淬火组织为淬火马氏体、碳化物及残余奥氏体，晶粒大的原因与钴的加入有关，与普通高速钢相比钨的含量减少了，而钼的含量增加了，另外钴在高速钢中不形成碳化物，绝大部分溶于固溶体，钴使莱氏体共晶的熔化温度提高，淬火温度相应升高，易使晶粒发生粗化现象。铝高速钢的淬火组织为隐针马氏体＋残余奥氏体以及少量共晶碳化物。根据郭耕三所著《高速钢及其热处理》（机械工业出版社1985出版），铝高速钢在淬火状态出现新的碳化物相，即g-VC相，这是一种含铝或铬的碳化物相，它在晶粒内部弥散析出，亦可沉积于M6C上，但含铝量不宜过高，若含量超过4%（质量分数）时则形成含铝的碳化铁，质硬而脆。
; Q6 Z' e9 b$ i/ K  E; f. Y
/ E5 E# M" r2 l4 a图2 普通离速钢淬火组织（30%硝酸酒精溶液浸蚀）
" e; O6 J# h3 Q
! V# C+ P- B; q图3 铝高速钢淬火组织（30%硝酸酒精溶液浸蚀）
4 M" O& e1 S, I  [9 i) C表 普通高速钢和铝高速钢红硬性（HRC）
钢种
回火温度/℃
测量值
" k* S6 R! u7 K! T' s+ ]9 C平均值
普通高速钢
& q' ]' x) E0 ]( [  B' Z600
, U. z+ ], F& K+ h# S! Z" s58.5
+ f) y" d4 }) U/ j4 F3 @59.5
60.0
9 e# A+ F5 n% e* l3 o59.5
60.0
59.5
7 L- K+ m2 l2 d6 I3 z625
4 S. W7 Z1 W1 `56.0
: B, u. E7 H8 h1 K4 n1 H$ S* l56.0
55.5
56.0
56.5
9 L( G8 O5 g+ M, Y; w: i56.0
+ t9 y' K( @8 `650
- D  Q( y! T( [1 I. h48.0
42.5
46.5
46.5
47.5
9 {% Q, R- ]+ t' w3 \47.2
8 g- ^- p" C. D  F铝高速钢
600
9 ~1 U- c8 m1 }: U61.5
62.0
62.0
, V" d; f# F- v5 ?0 c62.0
* w$ o  Q8 a0 D1 H6 z$ \3 B7 `  W% {61.5
61.8
625
: m$ U0 e8 u: U- k63.0
63.5
! j  P* c) n8 R/ z0 i% t63.5
1 W' S* L6 F2 u5 T, p- h3 R64.0
63.5
3 l' C2 ^0 y; t, S! T7 Z6 T. {- \63.5
650
. A( p! j1 i" |8 u. K" S52.5
53
52.5
, h- V9 k! P2 ~0 X52.5
8 ?' a! Q2 P: o$ M6 N52.5
52.5
使用寿命
6 `1 C- @# `1 L# ~* U  A: K& P?6mm 普通高速钢丝锥平均切削1,126个孔（5个丝锥分别为1,124、1,140、1,092、1,106、1,168） ，而铝高速钢丝锥平均切削1,400 个孔（5个丝锥分别为1,410、1,396、1,382、1,428、1,386） ，后者比前者切削寿命提高24%。这是因为铝高速钢中铝能提高钨、钼在钢中的溶解度，产生固溶强化，同时铝的化合物在钢中起“钉扎”作用。铝的加入增加了高速钢中碳化物的析出量，提高了钢的抗回火性和红硬性，故钢的常温、高温硬度和耐磨性均能提高，强度和韧度也都比较高。另外，铝的加入使刀具切削时不产生钢屑粘刀现象，从而提高了生产效率闭。
?8mm普通高速钢丝锥平均切削寿命为188 个孔（3个丝锥分别为196、180、188） ，钴高速钢丝锥切削寿命达到406个孔（3个丝锥分别为404、376、440），是前者的2.16倍。切削完后观察发现前者刃部有磨损，后者基本没有磨损。因为高速钢中加入钴可以促进回火时从马氏体中析出钨、钼碳化物，提高弥散硬化效果，并提高热稳定性，故能提高常温、高温硬度及耐磨性。增加含钴量，同时还可以改善钢的导热性，降低刀具、工件间的摩擦因数。因此含钴高速钢与普通高速钢相比使用寿命大大提高了。
9 U: C! p: ~: S1 [5 S
( P6 h5 G3 I8 ^3 Y（a）处理前

（b）处理后
图4 W6Mo5Cr4V2深冷前后SEM形貌