超硬高速钢和普通高速钢丝锥的使用寿命影响研究

泛泛

: B1 t# j) g5 Y! P8 L+ `图1 钴高速钢淬火组织（30%硝酸酒精溶液浸蚀）
显微组织
  f! e0 N- @$ a7 O* H; a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。
" K2 q, [. F! M1 X
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
: Y8 a5 _* r& a$ ?6 t& u+ l; S普通高速钢
600
9 ]+ k4 T7 K9 }+ ?: g58.5
9 a) n6 u8 h! @* N59.5
" m% V/ u5 g1 m) ?60.0
59.5
60.0
59.5
% H" ~- V1 F" C$ ?4 z% m2 n625
9 J' C0 |) \& s0 I56.0
56.0
+ C. R( V$ ?) n7 ~' P9 u55.5
& n) N' i, Q" R8 K56.0
56.5
56.0
, q. Y$ r  J( |6 s# L! w650
48.0
42.5
9 R4 Y( U2 U! f! v46.5
; }/ u5 J1 {( T* S46.5
; a* G( f4 @! n) ^% H) i, C: i+ O47.5
47.2
2 g  A: Q. Z9 I+ [" a# G3 W/ T' b铝高速钢
600
61.5
7 \$ S' B( r  g; y+ W: ]/ }/ M62.0
" O0 I, }9 }/ ~0 w! W( J3 m62.0
62.0
" z" F4 P8 J! p9 [  y/ e' J61.5
% h: T+ N0 B7 X& ~# }: N61.8
) H9 u" H8 r' `; G$ ^* P625
63.0
63.5
, Y  q. ]6 X0 X: U63.5
" W& _3 y0 Z$ Z5 W6 N" F64.0
9 c# @" s6 b$ X  A; s9 X63.5
1 S0 ]/ L% k2 c/ P5 g  Y9 z! w- e63.5
650
52.5
6 j% K6 e+ W0 c# a" @( H& e53
52.5
52.5
+ j! W+ P5 L! _52.5
* e# `5 y% x* X0 B, t) Q- m52.5
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。

. K! B4 ~& v7 e( ?（a）处理前
3 M/ Q- p' e! J, `) M0 m6 `/ x
8 ^1 ]" K9 b' C- s5 ^3 M9 f  j* W（b）处理后
图4 W6Mo5Cr4V2深冷前后SEM形貌