超硬高速钢和普通高速钢丝锥的使用寿命影响研究

泛泛

: U3 Q2 A1 e3 h# s; ?# c' H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。

图2 普通离速钢淬火组织（30%硝酸酒精溶液浸蚀）
; d+ E, V# @1 Y+ ?/ o9 {2 f
图3 铝高速钢淬火组织（30%硝酸酒精溶液浸蚀）
$ w- j" g4 `' c- B+ a% W, f# q表 普通高速钢和铝高速钢红硬性（HRC）
' W, Q! [( X9 A* A0 F4 c( l3 X) i4 v钢种
; L5 I/ U1 M5 y回火温度/℃
9 o1 C$ o/ z9 E  m测量值
2 M  O! q" v: n# }6 k7 A平均值
普通高速钢
600
0 S1 {( x5 j. x- l5 w9 }' W58.5
59.5
! b4 {! I% L, a/ G1 s' j6 K! h7 T60.0
59.5
' B/ L8 f' n6 |( P6 D3 L& v60.0
59.5
625
56.0
56.0
55.5
56.0
56.5
56.0
650
48.0
) ?8 I( z' p8 g6 G0 \42.5
* E$ ~6 I6 U, b46.5
& u* V; X8 i$ G46.5
47.5
. {/ ^9 ~! H3 }9 c0 x4 {1 J' Q47.2
铝高速钢
- w& R1 {2 j; R6 u* J: c* R600
2 [  L, i% U- E8 q- E" I3 F61.5
1 d4 x7 u3 {8 f  P0 V& C$ E62.0
0 B  h# k- p8 _) @62.0
62.0
61.5
61.8
625
# K7 Z# m8 ^7 k3 L: w  N63.0
* J( [& G7 K0 [63.5
63.5
. S9 K6 T' A# J' y% ]64.0
63.5
9 L5 |" O& o$ x( R# `) t7 ?63.5
650
52.5
53
4 b3 M8 s3 l* V52.5
52.5
52.5
4 g' d+ n( c/ w5 t+ C& y8 R52.5
使用寿命
?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。
3 |# [6 l) o% X# k?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。
4 S; I- n: c# [& T* ]
/ F. A0 S# C* b6 M' G! d$ w（a）处理前
9 b4 I/ ?" N! r0 s, _2 l
6 A8 R, N& v9 C  ~, v（b）处理后
图4 W6Mo5Cr4V2深冷前后SEM形貌