高速鋼刀具硬度與熱處理

1、高速鋼刀具硬度與熱處理作者：浙江工具廠 趙步青 王金雙硬度是材料抵抗表面層局部塑性變形的能力。到目前為止，唯有硬度這個(gè)參數(shù)能直接反映材料表面層以及表面耐磨層的機(jī)械與工藝特性?，F(xiàn)就高速鋼刀具的硬度與熱處理問題，談點(diǎn)膚淺看法。 1 常用高速鋼刀具硬度推薦值 通用高速鋼(HSS) 淬火回火后的硬度可達(dá)6367HRC，高性能高速鋼(HSS-E) 、粉末高速鋼(SPM) 可達(dá)6670HRC。對(duì)于在一定切削條件下的刀具來說，必定有一個(gè)恰當(dāng)?shù)挠捕戎?，?是部分高速鋼刀具硬度的推薦值。 從表1可以看出，對(duì)一般刀具來說，若采用HSS硬度控制在6566HRC 較好，而M42之類的HSS-E硬度雖可達(dá)到6970HR

2、C，但實(shí)際上此類刀具的硬度最佳范圍為6667HRC。 表1 高速鋼刀具硬度推薦值 刀具名稱推薦硬度值(HRC)過熱級(jí)別HSSHSS-E、SPM直柄麻花鉆Ø4mm63.5666466不許過級(jí)>Ø4mm646665672密齒大薄片銑刀62656466不許過熱車刀416mm646666672>16mm656766684齒輪滾刀64666567.52中齒鋸片銑刀螺釘槽銑刀厚度1mm62.5656465.5不許過熱厚度>1mm63.56665671立銑刀Ø6mm63.5666566.51>Ø6mm64.566.565672三面刃銑刀厚度8m

3、m646665671厚度>8mm6466.565672磨牙機(jī)用絲錐M3862656466不許過熱M>863666567不許過熱凹凸半圓銑刀64666567.51角度銑刀63.56664671拉刀63.5666467不許過熱推刀64666567.51插齒刀646665671刨齒刀646665672剁刀片62646365不許過熱錐齒輪銑刀64666567不許過熱2 刀具的硬度和韌性的關(guān)系 硬度和韌性是集中在刀具上一對(duì)最為突出的矛盾，刀具材料從碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金發(fā)展到當(dāng)前的陶瓷、立方氮化硼等超硬材料，刀具的硬度越來越高，韌性卻越來越差。從某種意義上講，謀求刀具的高韌

4、性比高硬度難得多。 在高速鋼刀具產(chǎn)品中，只對(duì)硬度作具體規(guī)定，用HSS制造的刀具，除鉆頭、中心鉆有下限硬度(HRCP63) 要求外，其余產(chǎn)品一律為6366HRC，而對(duì)韌性未作任何要求。 幾十年的實(shí)踐證明，過高的硬度反而使刀具的壽命下降。60年代初，全國工具行業(yè)總工程師會(huì)議曾決定，高速鋼刀具硬度超過66.5HRC 不得出廠。由于當(dāng)時(shí)超硬高速鋼和粉末高速鋼還未應(yīng)用，那樣的規(guī)定對(duì)促進(jìn)刀具業(yè)的發(fā)展有指導(dǎo)意義。到了70年代，日本學(xué)者提出“對(duì)于一般刀具把硬度控制在6566HRC”的觀點(diǎn)。從全國歷年刀具行評(píng)結(jié)果可知，凡獲一等品、優(yōu)等品的高速鋼刀具，其硬度都在65HRC以上，足以說明，低硬度不可能高壽命。國家規(guī)

5、定的硬度下限指標(biāo)，筆者認(rèn)為只是合格品的最低水平，如果連合格品標(biāo)準(zhǔn)也達(dá)不到，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中就沒有立足之地。 這里應(yīng)該特別指出的是，同規(guī)格刀具，常因材料不同而使熱處理工藝各異，盡管硬度完全相同，但刀具壽命不盡相同，甚至有較大的差距，就是同爐號(hào)相同材料制造的同規(guī)格刀具，也會(huì)出現(xiàn)上述情況。硬度只是表面現(xiàn)象，金相組織才是本質(zhì)的東西，光測(cè)硬度不看金相不可取。高硬度并非高壽命，刀具壽命的高低，還與原材料碳化物偏折、淬火晶粒度、碳化物溶解程度、回火情況、過熱級(jí)別等諸多因素有關(guān)。通過何種熱處理工藝達(dá)到工藝要求的硬度值，歷來是熱處理行家們關(guān)心的問題，其中淬火加熱溫度最為重要，稍有疏忽，就會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問題。常用高速鋼淬

6、火溫度見表2。 表2 常用高速鋼淬火溫度 牌號(hào)W18 Cr4VW6Mo5 Cr4V2W9Mo3 Cr4VW2Mo9 Cr4VW7Mo4 Cr4VW4Mo3 Cr4VW6Mo5 Cr4V2AlW2Mo9 Cr4VCo8W6Mo5 Cr4V2Co5APM23HAP50S390PMCPM M4推薦淬火溫度()1260- 12901210- 12301220- 12401180- 12001210- 12401160- 11851200- 12151160- 11901190- 12151170- 11901180- 12201190- 12301170- 11901.除大規(guī)格鉆頭、車刀以及滾刀淬火金相奧氏體晶粒度為99.5級(jí)外，其余刀具淬火金相宜控制在1010.5級(jí)較妥：2 粉末高速鋼淬火金相為1011級(jí)：3 回火溫度一般為550560，回火4次。3 結(jié)語 高速鋼刀具的硬度是影響刀具壽命的主要指標(biāo)，硬度高，耐磨，但韌性差。硬度過高在使用中易發(fā)生崩刃， 導(dǎo)致刀具永久性失效： 硬度適中，韌性好，使用中難免要磨損，但可以修磨使刀具恢復(fù)原有的功能。當(dāng)被切削材料硬度高時(shí)，刀具的硬