超硬高速钢和普通高速钢丝锥的使用寿命影响研究

泛泛 · 发表于 2011-6-10 15:19:15

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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）

图3 铝高速钢淬火组织（30%硝酸酒精溶液浸蚀）
表普通高速钢和铝高速钢红硬性（HRC）
钢种
回火温度/℃
测量值
平均值
普通高速钢
600
58.5
59.5
60.0
59.5
60.0
59.5
625
56.0
56.0
55.5
56.0
56.5
56.0
650
48.0
42.5
46.5
46.5
47.5
47.2
铝高速钢
600
61.5
62.0
62.0
62.0
61.5
61.8
625
63.0
63.5
63.5
64.0
63.5
63.5
650
52.5
53
52.5
52.5
52.5
52.5
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。
?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。

（a）处理前

（b）处理后
图4 W6Mo5Cr4V2深冷前后SEM形貌

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