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[资料] 超硬高速钢和普通高速钢丝锥的使用寿命影响研究

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发表于 2011-6-10 15:19:15 | 显示全部楼层 |阅读模式

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+ I. s- Q; P3 u# ?% r图1 钴高速钢淬火组织(30%硝酸酒精溶液浸蚀)
+ L& X/ W$ {# h4 }+ a- t# i2 k( X$ K4 c显微组织8 `3 I+ C% Y+ _( T* g9 I! c
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。% r* T7 ~% q. Y, L! ]) l9 r7 b+ [
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图2 普通离速钢淬火组织(30%硝酸酒精溶液浸蚀)
1 S1 U) e/ f$ d" K, q  Y 2008-11-19-15-25-39-834.gif 9 F* {! O. L4 V# }
图3 铝高速钢淬火组织(30%硝酸酒精溶液浸蚀)6 C0 `' d6 J- |& M& g
表 普通高速钢和铝高速钢红硬性(HRC)& I& E# K* a: L1 f8 Y
钢种
, \; \! U( E7 Q7 C5 `回火温度/℃4 x: `+ y/ c  }0 _( l, c. z" W; N
测量值, G+ C) q8 F) d3 T
平均值9 n& l/ P  K3 ^" q; B7 I
普通高速钢/ a/ F; t6 M! |) O5 Q  R; X
600. m( ^" t8 W/ X2 }) R( E
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" C' w& M9 D/ w% y% P3 u2 B铝高速钢3 k+ }. _$ Z) G9 [8 k5 N+ l
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52.5
5 P8 F7 m7 A" v  V$ c$ q52.5: A' O$ J9 u" ~" |3 U
使用寿命
2 j4 X' \& E# t5 L' @) u% h3 d: }+ `?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。) }- R: C% a: n" P  D
?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。8 F; i3 J8 f* S2 r' z4 f
2008-11-19-15-24-19-777.gif
4 F) r" j# F  Z9 g3 w8 K$ ]4 n(a)处理前
2 x( ~4 P) w  N% [1 l; ~ 2008-11-19-15-24-34-825.gif / t9 x, ~- y7 U0 b4 X  f
(b)处理后( {4 q" E$ r- }
图4 W6Mo5Cr4V2深冷前后SEM形貌
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