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高性能高速钢有哪几种?各有什么性能和特点?

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    高性能高速钢是在普通高速钢中,再增加碳、钒的含量和添加钴、铝等合金元素,以提高钢的硬度、耐热性和耐磨性。在630一650℃时,仍可保持60HRC,其刀具耐用度是普通高速钢的1.5一4倍。除用来切削一般工件材料外,它们更适合切削加工奥氏体不锈钢、高温合金、钦合金、超高强度钢等难切削材料。这类高速钢有不同牌号,只有在各自的切削条件下,才能获得最佳的效果。
高性能高速钢有哪几种
    (1)高碳高速钢牌号有9W6Mo5Cr4V2 (CM2)和9W18Cr4V (9W18)。它比普通高速钢的含碳量(0.7%-0.8%)高0.20%-0.25%,使钢中的合金元素全部形成碳化物,从而提高了钢的硬度、耐热性和耐磨性,但抗弯强度和韧性稍微有所降低。它们的常温硬度为66一68HRC,在600℃高温时的硬度为51 HRC,比W18高3.5 HRC,用于切削不锈钢、奥氏体不锈钢、钦合金等材料时效果很好,其刀
具耐用度比普通高速钢高2一3倍。
    (2)钴高速钢牌号有W6Mo5Cr4V2Co8, W8Mo5Ci4-V2Co6Si、W9Mo4Cr4V2Co3、W9Cr4V2Co10、W12Mo3CrV2Co8,它们的常温硬度为66.5一67HRC,在600℃高温下的硬度为54HRC。因为添加了钴后,使600℃高温硬度提高了6--7HRC。它们的常温抗弯强度为2040一2950MPa。在50090高温时抗弯强度却增加到2900一3220MPa。如用W9Cr4V2Co10含钴高速钢切削加工硬度在270 -340HBW的镍基变形高温合金GH2036, GH4037和铸造高温合金K403等,铣削时的刀具耐用度比W18提高2一3倍,车削时的刀具耐用度比W18提高1.5-2倍。
    (3)高钒高速钢通常把钒的质量分数在3%以上的高速钢称为高钒高速钢。牌号有W12Cr4V4MoW6Mo5Cr4V3, W9Cr4V5。钒在钢中与碳形成大量的碳化钒(VC), VC的硬度为2800HV,比WC (2400HV)高,因而使高速钢的硬度达到65一67HRC,它的抗弯强度为
3200MPa。同时钒能细化钢的晶粒,降低钢的过热敏感性,使钢的耐磨性大大提高,刀具耐用度为普通高速钢的2一4倍。它适合切削加工不锈钢、耐热合金和高强度钢。缺点是磨削加工性很差,但采用CBN砂轮,可大大改善高钒高速钢的磨削加工性,使磨削变得容易。
    (4)高钒含钻高速钢在高钒高速钢中加人适量的钻,可在提高钢的耐磨性的基础上,使钢的高温硬度提高。牌号有W9Cr4V5Co3, W12Cr4V5Co5。它们的常温硬度为66 -68HRC,抗弯强度为3000MPa。最适合于切削加工高温合
金,其刀具耐用度比普通高速钢高2倍以上。
    (5)超硬高速钢高速钢的硬度值达到67 - 70HRC时,称为超硬高速钢。它主要用于切削加工高温合金、钦合金、奥氏体不锈钢和高强度钢等难切削材料。
    1)含钻超硬高速钢。典型牌号是W2Mo9Cr4VCo8(M42)、W1OMo4Cr4V3Co10(HSP-15)、W6Mo5Cr4V2Co8(fuic:i)、W12Cr4V5Co5(T15)、W12Mo3Cr4V3Co5Si(Co5Si)。这些牌号中最常用的是W2Mo9Cr4VCo8 (M42),它的常温硬度为69一70HRC,在600℃高温时的硬度为”一60HRC,抗弯强度为2700一3800MPa。其他牌号的常温硬度为6669HRC,抗弯强度为2350一3000MPa, 600℃高温硬度为54-55.5HRC。它们适合于切削加工铁基和铸造高温合金、镍和镍合金、钦合金、超高强度钢,可用于中硬(400HBW)齿面加工,其刀具耐用度比普通高速钢高2--4倍。
    2)含铝超硬高速钢。牌号有W6Mo5Cr4V2A1 (501钢或M2 A1)、W1OMo4Cr4V3A1 (5F-6钢)。它们的常温硬度为67一69HRC,在60090高温时的硬度为54一55HRC。它们的抗弯强度为3500一3800MPa。加人铝后,可以阻止钢的晶粒长大,同时在切削时的高温作用下,空气中的氮气和氧气与这种高速钢刀具表面发生反应,生成氮化铝和氧化铝薄膜,就可以减小刀一屑之间的摩擦因数,减轻刀一屑之间的粘结。含铝高速钢的硬度、耐磨性、抗弯强度和韧性都比较高,是国内最好的高速钢,可以与美国的M42相比,所以这几年用M2AI代替了普通高速钢。M2A1的刀具耐用度比W18高4一6倍。
    3)含氮超硬高速钢。牌号是W12Mo3Cr4V3N (V3N),常温硬度为67一70HRC,在68HRC时的抗弯强度略低于M42,但韧性不降低。在切削加工高强度钢和奥氏体钢时,V3 N钢的切削性能与M42, CoSSi钢等含钻高速钢相当,刀具耐用度比W18高3一10倍。还适用于切削加工奥氏体钢、镍基高温合金、铂、钦等合金。
    4)含硅锭铝超硬高速钢。牌号有WI8Cr4V4SiNbA1( B212)和W6Mo5Ci4V5SiNbA1 (201)。它们分别属于钨系和钨钥系高碳高钒含硅铭铝超硬高速钢。常温硬度为67-69HRC,抗弯强度为2300一3600MPa。在钢中加人硅,能提高钢的硬度和热稳定性。妮与碳形成稳定的碳化锐,并能阻止晶粒长大,提高钢的耐磨性,提高基体的强度和韧性。这两种高速钢的硬度虽然低于IMIN,但用于切削加工不锈钢、高温合金、高强度和超高强度钢等难切削材料时效果最好。其刀具耐用度比W18大幅度提高,可达几十倍,有时还超过M42钢。它的缺点是含钒量高,磨削加工性很差,可采用CBN砂轮,使磨削变得容易。
 

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