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。

* ~( ?+ h; S: D( L, \: i图2 普通离速钢淬火组织（30%硝酸酒精溶液浸蚀）
2 R" A, Y- ^" k4 a8 p6 ^2 y
图3 铝高速钢淬火组织（30%硝酸酒精溶液浸蚀）
( M9 p1 T1 T. @& {3 O/ m; v* J表 普通高速钢和铝高速钢红硬性（HRC）
钢种
回火温度/℃
测量值
) }8 v* G6 C2 A& C3 ^' c6 p平均值
普通高速钢
600
, a! X9 k8 q2 V: P7 F9 D- m58.5
59.5
60.0
59.5
60.0
59.5
625
2 R7 q7 ^3 I1 F8 q  K( x; g56.0
56.0
1 {( }* F6 H. M' ]2 V55.5
' c% W9 h+ {) H0 d$ D& H9 F. v% `56.0
9 v! j% g8 Q. r6 {7 J56.5
56.0
' Q, ]3 d1 s7 x) `. {* A  @; L# L% y9 T650
6 E) Z$ R; i' `4 e% _$ r1 g' p5 Q48.0
42.5
$ q. I  @- e1 B! u46.5
# R) N; ^% M; R: z46.5
$ \  S- j. X: o5 r7 O. p/ L+ a& e47.5
47.2
6 G, b. p% _. e) B. s' D! J铝高速钢
! H+ N0 s0 |' ^) d$ z$ n  n/ g600
61.5
2 Q' h5 }: i! ]- m& ]. n! B" c62.0
) T2 R# Y, |  z0 M* ?62.0
62.0
61.5
( l8 @. l9 U$ r- ~61.8
625
63.0
63.5
63.5
( t& |3 d  w- n4 }# o" w8 I- T64.0
63.5
# ]. Q/ g$ ]& u63.5
650
52.5
' A. Z  n0 r- y+ b3 }* O53
52.5
! ^/ v! ^3 |2 z7 c2 c1 G6 ^7 Q52.5
52.5
; {0 u. ?0 z5 y, @52.5
4 w1 E) d% B% N# T; O2 M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
& q+ g( e% a! V7 H5 C/ ^4 H2 P
# `: n6 z% I; j7 C  D（b）处理后
图4 W6Mo5Cr4V2深冷前后SEM形貌