高速钢“聊吧”

所以因为 · 发表于 2010-2-11 09:38:27

回复 20# dhzhou8888
周工，高速钢和不锈钢盐浴氮碳共渗时间的长短相差多少？为何？

dhzhou8888 · 发表于 2010-2-11 10:00:14

回复 21# 所以因为
不锈钢的时间长一倍，因为不锈钢表面有钝化膜，所以渗氮慢。

所以因为 · 发表于 2010-2-11 10:20:51

回复 22# dhzhou8888
辉光离子渗氮也是因为不锈钢表面有钝化膜，渗氮时间有所延长，但延长时间为三分之一。

dhzhou8888 · 发表于 2010-2-11 11:03:42

回复 23# 所以因为
所谓延长1倍，实际也就是30min.

所以因为 · 发表于 2010-2-11 14:03:22

高速钢对碳化物的不均匀性非常敏感，对其工艺性能和质量都有影响。
高速钢刀具发生的崩齿及落齿现象，95%以上都是因为碳化物的不均匀引起，所以锻造是至关重要的。

所以因为 · 发表于 2010-2-12 16:03:10

高速钢的碳化物偏析(不均匀性）：
习惯上把共晶中的碳化物称为共晶初生碳化物(或一次碳化物)；从奥氏体中析出的碳化物叫二次碳化物；从共析转变中析出的碳化物叫三次碳化物。
一次共晶碳化物呈粗大的鱼骨状分布于晶界，它是高速钢铸态组织的主要组成部分，具有很大的脆性和极低的塑性。在钢锭的中心部位，这种碳化物的分布数量较多，且晶粒粗大。可见高速钢铸态组织中碳化物的分布是极不均匀的。碳化物的这种不均匀分布通常叫做碳化物偏析，钢锭越大，碳化物偏析越严重。二次碳化物大都是围绕晶界析出而形成网络状，它也使钢的机械性能降低。三次共析碳化物的颗粒细小，分布均匀，使钢具有较高的机械性能。
高速钢铸态组织中的碳化物偏析，直接影响高速钢的工艺性能和使用性能。例如：
1.工具的各向异性变形由于高速钢中碳化物偏析，在热处理过程中和使用时因碳化物分布方向不同而使工具产生不同的变形，如伸长、缩短、挠曲等。变形程度与碳化物偏析程度有关，且碳化物颗粒越粗变形就越严重。同时，淬火温度越高，冷却速度越快，变形会更加严重。
2.容易引起淬火裂纹在淬火时，不均匀的碳化物分布引起较高的应力集中而产生裂纹。这种应力集中是由于在加热时形成的奥氏体晶粒的不均匀性引起的。靠近碳化物颗粒处的晶粒是细晶粒，其他部位是粗晶粒。
3.容易引起局部过热钢中带状碳化物越严重，分布越不均匀，碳化物的颗粒越粗，则在加热时奥氏体组织越不均匀，在合金元素含量较低的区域其组织很容易变粗，甚至出现过热。
4.磨削加工后表面粗糙在淬火和回火之后，用同样的磨削方法加工的表面，具有尺寸较大且分布不均匀的碳化物，与碳化物颗粒尺寸较细、分布较均匀的高速钢相比较，其表面较粗糙。
5.对焊接质量的影响在刀具进行对焊时，同样由于较大的碳化物分布不均匀性，高温时会引起部分组织过热甚至熔化，在焊接区域内产生较多的网状碳化物或过热组织，以至在最后淬火时，由于应力集中而使焊接部位断裂或产生裂纹。

所以因为 · 发表于 2010-2-13 16:42:26

由于碳化物的不均匀性影响碳和合金元素在奥氏体中的溶解程度，会影响钢的强度、硬度和红硬性，这就降低了刀具的切削性能，使刀具容易崩刃和磨损。所以高速钢锻造非常重要，应该反复进行，使碳化物分布均匀。
对于锻造我们过去有这样一种说法，锻造好比揉面团一样，一定要揉透，不能有生面粉存在。所谓的“生面粉”就是碳化物，碳化物分布均匀，使用性能会大幅度提高。

所以因为 · 发表于 2010-2-14 09:39:17

刚才有一位朋友问高速钢凸模想用电阻炉淬火，不知可不可以？
我认为最好不要用，主要原因是高速钢对温度的敏感度很高（特别是刀具，模具稍好一些），而且，电阻炉很容易使模具发生氧化脱碳现象，对模具的使用效果是非常不利的。
采用怎样的热处理工艺则需要根据技术要求来制定。另外，应该告知是什么材料牌号。
http://www.rjgbbs.com/viewthread.php?tid=45114&extra=page%3D1

所以因为 · 发表于 2010-2-16 20:04:40

高速钢材料介绍：
高速钢是一种含多量碳(C)、钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钒(V)等元素的高合金钢，热处理后具有高红硬性。当切削温度高达600℃以上时，硬度仍无明显下降，用其制造的刀具切削速度可达每分钟60米以上，而得其名。高速钢按化学成分可分为普通高速钢及高性能高速钢，按制造工艺可分为熔炼高速钢及粉末冶金高速钢。
普通高速钢
高速钢是制造形状复杂、磨削困难的刀具的主要材料。
普通高速钢可满足一般需求。常见的普通高速钢有两种，钨系高速钢和钨钼系高速钢。
钨系高速钢
典型牌号为w18Cr4V，热处理硬度可达63-66HRC，抗弯强度可达3500MPa，可磨性好。
钨钼系高速钢
典型牌号为W6Mo5Cr4V2，目前正在取代钨系高速钢，具有碳化物细小分布均匀，耐磨性高，成本低等一系列优点。热处理硬度同上，抗弯强度达4700MPa，韧性及热塑性比w18Cr4V提高50％。常用于制造各种工具，例如钻头、丝锥、铣刀、铰刀、拉刀、齿轮刀具等，可以满足加工一般工程材料的要求。只是它的脱碳敏感性稍强。
另一牌号的普通高速钢为W9Mo3Cr4V，这是中国近几年发展起来的新品种。强度及热塑性略高于W6Mo5Cr4V2，硬度为HRC63-64，与韧性相配合，容易轧制、锻造，热处理工艺范围宽，脱碳敏感性小，成本更低。这三个牌号的普通高速钢在中国市场的比例分别为:W18Cr4V，16.5％；W6Mo5Cr4V2, 69％;W9Mo3Cr4V,11％。
高性能高速钢
高性能高速钢具有更好的硬度和红硬性，这是通过改变高速钢的化学成分，提高性能而发展起来的新品种。它具有更高的硬度、红硬性，切削温度达摄氏650度时，硬度仍可保持在60HRC以上。耐用性为普通高速钢的1.5-3倍，适用于制造加工高温合金、不锈钢、钛合金、高强度钢等难加工材料的刀具。
主要品种有4种，分别为高碳系高速钢、高钒系高速钢、含钴系高速钢和铝高速钢。
高碳系高速钢
牌号为9w18Cr4V，因含碳量高(0.9％)，故硬度、耐磨性及红硬性都比较好。用其制造的刀具在切削不锈钢、耐热合金等难加工材料时，寿命显著提高，但其抗弯强度为3000MPa，冲击韧性较低，热处理工艺要求严格。
高钒系高速钢
牌号有W12Cr4V4Mo及W6Mo5Cr4V3(美国牌号M3)，含钒量达3-4％，使耐磨性大大提高，但随之带来的是可磨性变差。高钒系高速钢的使用及发展还需要依赖于磨削工艺及砂轮技术的发展。
钴高速钢
牌号有W2Mo9Cr4VCo8(美国牌号M42)。其特点为：含钒量不高(1％)，含钴量高(8％)，钴能促使碳化物在淬火加热时更多地溶解在基体内，利用高的基体硬度来提高耐磨性。这种高速钢硬度、红硬性、耐磨性及可磨性都很好。热处理硬度可达67-70HRC，但也有采取特殊热处理方法，得到67-68HRC硬度，使其切削性能(特别是间断切削)得到改善，提高冲击韧性。钴高速钢可制成各种刀具，用于切削难加工材料效果很好，又因其磨削性能好，可制成复杂刀具，国际上用得很普遍。但中国钴资源缺乏，钴高速钢价格昂贵，约为普通高速钢的5-8倍。
铝高速钢
牌号为W6Mo5Cr4V2Al、W6Mo5Cr4V5SiNbAl等,主要加入铝(Al)和硅(Si)、铌(Nb)元素，来提高红硬性、耐磨性。适合中国资源情况，价格较低。热处理硬度可达到68HRC，红硬性也不错。但是这种钢易氧化及脱碳，可塑性、可磨性稍差，仍需改进。国际市场上高性能高速钢使用量已经超过普通高速钢25-30％。
粉末冶金高速钢
粉末冶金高速钢及其制品。
近几年来高速钢的最大变革就是发展了粉末冶金高速钢，它的性能优于熔炼高速钢。用高压氩气或氮气雾化熔融高速钢水，得到细小高速钢粉末，筛选后为0.4mm以下的颗粒；在真空(0.04Hg)状态下，密闭烧结达到密度65％；再在1100℃高温、300MPa高压下制成密度100％的钢坯，然后锻轧成钢材，这样有效地解决了熔炼高速钢在铸锭时要产生粗大碳化物偏析的问题，而它无论截面多大，其碳化物级别均为一级。碳化物晶粒极细，小于0.002mm，而熔炼高速钢碳化物晶粒为0.008-0.02mm。
牌号为APM T15的粉末冶金高速钢，它的强度、韧性分别是同化学成分的熔炼高速钢的2倍及2.5倍。尽管含钒量达5％，但由于碳化物晶粒细，可磨性依然很好。高温热硬度也比熔炼高速钢提高0.5-1HRC。
又由于其物理机械性能高度各向同性，淬火变形小。碳化物颗粒均匀分布的表面较大，不易从刀具的切削刃上剥落，小尺寸刀具耐磨性提高1.5-2倍，大尺寸刀具提高20-30％。
粉末冶金高速钢具有良好的力学性能，适合制造：间断切削条件下易崩刃的刀具、强度高而切削刃又必须锋利的刀具，如插齿刀、滚刀、铣刀，高压动载荷下使用的刀具。
它的碳化物偏析小，晶粒细，可磨性好，适合制造：大尺寸刀具、精密刀具、复杂刀具。这类材料的高温红硬度高，又适合制造难加工材料所用的刀具，确实是面面俱到。
粉末冶金高速钢生产过程较复杂，造价较高。中国钢厂提供的品种较少，市场用量也很少。国际上著名钢厂如美国Crucible公司已可提供近二十种粉末冶金高速钢，日本神户制钢所、日立金属公司均可提供近十种粉末冶金高速钢，供应量也在迅速增长。日本著名的OSG公司用粉末冶金高速钢制造了钻头、铣刀、丝锥，NACHI公司制造了滚刀、插齿刀、剃齿刀。有理由相信技术性能高的粉末冶金高速钢将会得到更广泛的应用，为金属加工业带来新的发展。
高速钢的市场定位及发展趋势
高速钢材料按制造工艺可分为熔炼高速钢及粉末冶金高速钢。
自二十世纪初发现高速钢以来，对现代工业发展起到了重要作用。可以说没有高速钢，就没有现代的金属加工业。尽管六十年代起，硬质合金等材料崛起，但是对于制造形状复杂、磨削困难的刀具，如拉刀、剃齿刀、插齿刀等，高速钢始终处于主导地位。特别是要求刀具具备高韧性时，就非高速钢莫属了。
高速钢的主要应用领域是机械和工具制造业，必然要适应这个行业的发展，近几年来机械加工采用了高速度的数控机床，例如加工中心、车削中心等，金属切削速度越来越快，要求刀具必须具有高速使用性能，即红硬性、耐磨性、冲击韧性要好，因此，厂家纷纷研发符合上述要求的高速钢材料。
在机加工费用中，材料约占15-20％，刀具约占25-35％。用户对刀具的选用也越来越趋向合理，即选用性能与价格比好的刀具。
高速钢刀具占主导地位的领域，如精密零件、复杂零件、成形加工零件的市场也越来越大，对可磨性的要求也越来越高。
高速钢-走过一个世纪的钢种，应瞄准特定市场空间，提高自身技术含量，去抗衡其它材料的挑战。
中国牌号       习惯名称       相似ISO牌号       淬、回火硬度HRC       抗弯强度MPa       冲击韧性MJ/m2       600℃下的硬度HRC
W18Cr4V       T1       HS18-0-1       62-65       3430       0.29       50.5
W6Mo5Cr4V2       M2       HS6-5-2       63-66       3500-4000       0.30-0.40       47-48
W6Mo5Cr4V3       M3       HS6-5-3       65-67       3200       0.25       51.7
W9Mo3Cr4V                64-66             4000-4500       0.35-0.40
W6Mo5Cr4V2Co5                HS6-5-2-5       65-66       3000       0.30       54
W10Mo4Cr4V3Co10             HS10-4-3-10       67-69       2350             55.5
W2Mo9Cr4V2Co8             HS2-9-2-8       66-68       2700-3800       0.23-0.35       55
W7Mo4Cr4V2Co5       M41       HS7-4-2-5       66-68       2500-3000       0.23-0.35       54
W12Cr4VCo5             HS12-0-1-5       66-68       3000       0.25       54
W6Mo5Cr4V2Al       501钢             66-69       3000-4100       0.25-0.30       55-56
110W1.5Mo9.5Cr4VCo8       M42             67-69       2650-3730       0.23-0.29       55.2
W10Mo4Cr4VAl       5F6钢             68-69       3010       0.20       54.2

所以因为 · 发表于 2010-2-20 10:54:37

本帖最后由所以因为于 2010-2-20 10:56 编辑

刀具磨损之原因：
刀具磨损的原因比较复杂，但大体上或主要可以分成两类：
1.机械磨损：由切屑与刀具前刀面、工件加工表面的弹性变形与刀具后刀面之间的剧烈摩擦而引起的磨损，称为机械磨损在切削温度不太高时，由这种摩擦引起的机械擦伤是刀具磨损的主要原因。
2.热磨损：切削时，由于金属的剧烈塑性变形和摩擦所产生的切削热，使刀刃的硬度降低而失去切削性能所引起的磨损，称为热磨损。
除了上述两种磨损外，还有以下几种磨损：
高温高压下，刀具与工件材料间会出现粘结现象，并有一部分刀具材料被切屑带走，使刀具产生粘结磨损。
在更高的温度下，刀具材料中的某些元素(如钨、钴、钛等)将向工件材料内扩散，从而使刀具切削部分表层的化学成分改变，也降低了刀具强度和耐磨性，使刀具产生扩散磨损。
对于高速钢刀具，在较高的切削温度下，刀具表层的金相组织会发生变化，使硬度和耐磨性降低，将会出现相变磨损。
造成刀具磨损的主要原因一般是机械摩擦造成的机械磨损。

所以因为 · 发表于 2010-2-21 18:21:22

工作中的失误造成的高速钢试样过热的现象（盐炉淬火）：
【概况】：材料W18，高速钢试样淬火后其晶粒度为8～8.5#，回火后过热图1~图2。
【原因分析】：高速钢高温淬火炉脱氧温度为1300℃，W18淬火温度为1270℃，脱氧后稳定期（降温期）应该是20分钟，因当天生产任务充足，降温时间未到20分钟就放入试样淬火，此时温度偏高所致。
【改进措施】：等待稳定期时间满20分钟。
【试验及验证】：重新用同一温度试淬，试样晶粒度为9.5~10#。恢复正常。
【结论】：脱氧后稳定期的时间应该充分。

风来疏竹 · 发表于 2010-2-22 13:17:01

关于高速钢的锻造问题：
1、锻造比：
就W18Cr4V而言，钢锭在锻造过程中，锻造比都在8以上，因而锻造比选在5～7之间即可。
2、锻造加热火次：
　 W18Cr4 V钢的加热火次由镦拔次数、设备能量以及操作工人的熟练程度来确定。一般生产实践中对锻件的技术要求，采用“三镦三拔”或“四镦四拔”，再加一道修整成型工序。火次不宜太多，在可能的情况下，应尽量减少火次，以免因锻造抗力过大而开裂。
3、锻造工艺选择：
锻造前，锤砧预热到100～200°C，根据锻造零件的技术要求及坯料横截面尺寸大小，选用最为合适的锻造工艺：
（1）轴向反复镦粗拔长法；
（2）径向“十字”锻造法；
（3）三向镦拔锻造法。
4、操作要领：
严格遵循“两轻一重”的锻造方法：
（1）高温段1100～1150°C进行轻击，以防止开裂；
（2）当锻造温度在1000～1050°C时进行重击，以保证能打碎碳化物；
（3）当锻坯温度低于1000°C时要轻击，以防内裂纹出现；
（4）当锻坯温度降至900～950°C时，必须停锻。
为避免锻造时出现裂纹，镦粗阶段锤击不易太重，必要时可先将端部“铆锻”后再镦粗，镦粗后立即拔长。拔长时，送进量要控制在锻件高度的0. 6～0. 8倍的范围内。送进量过小锻不透，过大则会产生“十字”裂纹。镦粗时要避免单面变形或发生歪斜。拔长时翻转毛坯要均匀，拔圆时要先倒角，不要在同一地方多次锤击。当发现坯料出现细小的裂纹时，应及时加以铲除后再锻。
5、锻后冷却及退火
（1）锻件锻后应立即放入白灰箱或干砂箱中严埋缓冷，不可外露。锻件埋入前，白灰或干砂的温度以100～200°C为宜。小锻件锻后，可在炉内保温后随炉冷至50°C出炉空冷。
（2）锻件冷却后应立即进行退火，退火的目的不仅是为了消除内应力、降低硬度以利于切削加工，同时也是为了以后的淬火准备较好的原始显微组织。

wwjxgz · 发表于 2010-2-23 09:32:25

所以因为 · 发表于 2010-2-24 12:36:19

本帖最后由所以因为于 2010-2-24 12:38 编辑

我们过去一批锻造师傅大部分是无锡老师傅，司锤的师傅在砧板上放张纸，锤子能刚好碰到纸。而现在，有一些锻造企业，基本上打成型就完事了，碳化物不均匀度三墩三拔连一级都提高不了的，也有些刀具干脆直接下料，出了质量问题，一检测许多都是碳化物超标的问题，
高速钢钢的锻造有一定的难度，但确实是很重要的。
我们过去产生的锯片铣刀非常耐用，有许多厂家生产的同类产品在使用性能上和我们的相差很大。什么原因？就是我们是经过锻打的而别的厂家是直接在钢板上下料的。

风来疏竹 · 发表于 2010-3-1 13:08:42

锻件退火后检查技术条件
1、表面质量要求：
（1）断口应均匀细致、无白斑、缩孔和裂纹；
（2）表面氧化皮最大厚度不超过0.4mm；
（3）不允许有严重超差的表面凹坑、折叠、裂纹等锻造缺陷。
2、硬度要求： W18Cr4V退火后硬度要求范围为207～255HB 。
3、尺寸要求：
（1）经锻后的高速钢成型刀具的尺寸应在锻坯图规定尺寸公差之内；
（2）锻坯件表面凹坑、折叠、裂纹等缺陷深度不得超过允许公差的一半。
4、组织要求：
（1）高速钢碳化物不均匀度检查应按相关最新标准进行；
（2）锻件碳化物不均匀度的检查视生产情况定期抽查；
（3）进行碳化物不均匀度金相检查时，受检查的试样必须经淬火与回火。所取试样一般为两个。每个试样可观察两个垂直面，如一面合格、一面不合格≥2级，该试样即不合格，但允许在相应两个部位取样重试，若重试合格，则判合格；
（4）各种刀具碳化物级别：
a  齿轮滚刀：≤4-5级；
b  齿轮铣刀：≤4级；
c  粗齿圆柱形铣刀：≤4级；
d  车刀：≤5级。

dhzhou8888 · 发表于 2010-3-2 03:26:30

观察锻件质量的目测法：如果表面很光，说明没有采用两轻一重六面锻的方法，终锻温度低了，工件内部可能有裂纹。

所以因为 · 发表于 2010-3-3 16:10:58

本帖最后由所以因为于 2010-3-3 16:12 编辑

高速钢和其他材料一样，如果发生开裂现象，主要是受到组织应力和热应力的影响。在热处理工艺比较规范的情况下，开裂现象的主要原因在于材料存在的缺陷，特别对高速钢而言。
这是我接触高速钢这么多年的体会，我们过去的高速钢工艺是比较规范的（采用分阶冷却），所以很少发生高速钢淬火开裂的现象。

所以因为 · 发表于 2010-3-5 08:42:26

高速钢刀具有一种特殊的处理工艺~~蒸汽处理；下面简单介绍一下高速钢刀具蒸汽处理的目的：
1.提高刀具的切削寿命；其寿命大约提高20%左右。
2.提高刀具的防锈抗蚀能力；比发黑处理要强的多。
原因有三：
1.呈多孔性的氧化膜，能储油。油是一种冷却剂，又是润滑剂，它能使刀具在切削时的温度不易升高，同时，减少了刀具与被切削工件的摩擦系数，使刀具的切削热减少，从而保持了高的硬度。
2.由于氧化膜的存在，阻止了切削与刀具表面金属基体的直接接触，使切削顺利的切下而离开刀具，不产生咬刀现象，反之，如切削咬在刀具刀刃上形成刀瘤，将会使刀具的切削寿命降低。
3.四氧化三铁氧化膜，其性质比三氧化二铁或氧化亚铁要致密的多，能使刀具表面不易产生氧化、腐蚀，起到防锈作用。
蒸汽处理后的高温氧化膜厚度一般为3~4微米。其密度为5.16，熔点为1530摄氏度，具有尖晶石结构，属体心立方系。
普通发黑虽然也同样得到的是四氧化三铁，但是，氧化膜的厚度有很大差别。蒸汽处理的氧化膜的厚度一般为3~4微米，而发蓝（黑）处理的氧化膜的厚度为0．6—0．8微米，厚度相差5倍左右。
蒸汽处理的氧化膜疏松度用5%中性硫酸铜滴在去油后的工件光滑表面，以在15分钟内不显示铜色为合格，粗糙面及边缘棱角处则以5分钟内不显示铜色为合格。
发黑处理的氧化膜疏松度用3%的中性硫酸铜滴定，以在30秒内不显示铜色为合格。

所以因为 · 发表于 2010-3-8 20:07:23

【概况】：高速钢圆锯片表面裂纹，在实际生产中很少出现。
【情况描述】：一般裂纹如因热处理应力（组织应力和热应力）所引起的话，裂纹大都发生在应力集中处，而此次发生裂纹的部位在圆锯片的端面上。
【原因分析】：圆锯片为锻打件，机加工时二个端面车削不均，造成一个端面脱碳层未清除彻底，表面存在Fe7W6，它无塑性；因表面和内部组织不同，淬火冷却后因组织应力不同，导致圆锯片表面发生裂纹。
【防止措施】：二个端面车削时应均匀。
以后再无类似现象发生。

所以因为 · 发表于 2010-3-9 14:47:39

非共晶碳化物通过“调质”可改善其均匀性，“调质”的目的就是部分组织调整和提高产品的铲削性能。
大家应该注意的是一次碳化物（共晶碳化物）经过热处理是不能改善的，即使在1300℃的高温下，一次碳化物也不能完全溶解于奥氏体中，只有通过锻造将其粗大共晶碳化物击碎（即我在27楼所说的揉面团）。所以高速钢锻造的目的不仅是为了成形，更重要的是改变碳化物的分布，提高材料的内部质量。

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