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木材切削原理与木工刀具(217)一一刀具材料之高速钢

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发表于 2019-4-2 07:46:09 | 显示全部楼层 |阅读模式
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10.1.3高速钢

提高合金钢中W、Cr、V、Mo等的含量便成为高速钢,又称锋钢。按质量计,高速钢中约含Cr4%,W和Mol0%-20%,Ⅵ1%以上。按用途分,高速钢分为通用和特殊用途两种;按基本化学成分分:高速钢分为钨系,钨一铝系(W>M);钼一钨系(Mo>W)和铝系(Mo>2%以上)。在高速钢中,W和Mo的作用基本相同,由于钢中合金元素含量较高,一部分W和Fe、Cr一起构成高硬度的碳化物,一部分W则溶于基体中,采用接近熔点的粹火温度,得到细晶粒的高合金化的马氏体组织。所以,它的热硬性和耐磨性都比碳素工具钢和合金工具钢高,淬火后的硬度HRC62-70,维持其切削性能的温度可达540-600℃ .

由于高速钢的抗弯强度和冲击韧性比硬质合金高,并且切削加工方便,磨削容易,又可以锻造和热处理,因此高速钢刀具的速度发展很快,品种不断增多。我国常用的是钨系高速钢W18C4V。因为W6M5C4V2有热塑性好、使用寿命长等优点,国外W8CrV逐渐被系高速钢W6Ma5C4V2等代替。目前,W6Ma5CV2主要用做锯齿堆焊强化材料。

为了提高高速钢的性能,国外主要通过增加Ca和C含量的办法。例如M14-M47,其特点是综合性能好,硬度高达HRC0,热硬性在同类钢中名列前茅,可磨性也好。



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但是钻高速钢的价格约为普通高速钢的5-8倍。我国钻资源较为贫乏,为了节省昂贵的钻资源,采用加A1增C的方法,即在W6M54V2基础上加入1%A,C从0.8%0.9%提高到1.05%-1.2%,制成501钢(W6Ms5CNV2A1)。它的高温硬度、抗弯强度和冲击韧性与M42相当,价格便宜(价格约为钻类高速钢的20%)。

国外为了更进一步提高高速钢的制造质量,20世纪60年代末,用粉未冶金消除高速钢中碳化物的偏析,使钢中碳化物的大小和分布均匀性更加理想,产生粉末高速钢这类钢与普通冶炼高速钢相比,硬度提高了,达到HBRC70,韧性大,材质均匀,热处理变形小,耐磨性能提高。国内用雾化法已制出粉末高速钢155W12C4V5C05。国产木工刀具常用高速钢的性能见表10-3。日本木工刀具常用高速钢化学成分见表10--4

表10--3几种国产高速钢的性能比较

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