超硬高速钢和普通高速钢丝锥的使用寿命影响研究

泛泛

. ?- V" z, l( T7 e6 \8 O9 j图1 钴高速钢淬火组织（30%硝酸酒精溶液浸蚀）
1 |5 T$ {# F$ O显微组织
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。

图2 普通离速钢淬火组织（30%硝酸酒精溶液浸蚀）
- x# z4 w! o% L8 z+ |4 S1 ?4 a5 J
图3 铝高速钢淬火组织（30%硝酸酒精溶液浸蚀）
8 i: K& \8 U+ B5 Z* o( J表 普通高速钢和铝高速钢红硬性（HRC）
钢种
+ H% {4 C9 z7 P回火温度/℃
* b4 J3 L2 l1 L测量值
平均值
2 y! X) k, ]+ M+ X2 F普通高速钢
: m; E% N4 \2 J3 T600
3 C! o; a3 i/ W* h: I) t58.5
59.5
4 u3 b- r; h- a/ s60.0
4 A/ V! d. L% P59.5
60.0
59.5
: ]7 A7 U; o' X) V( [+ J625
  [, a& l, W8 E; z; D, [56.0
7 ]# }9 x/ g" q( `5 h0 e/ l: H% ~: x/ O56.0
! S. S3 [; w- ^( g55.5
56.0
56.5
56.0
650
48.0
; U& t3 _- Q3 K0 n) @42.5
& t# Q* U4 ?4 q$ W  P/ h6 @4 O46.5
46.5
$ L' D! O5 S' |, X  v47.5
47.2
. s2 R# C; V) ]: [* \9 M# Z铝高速钢
600
61.5
62.0
) l, I" g8 L& ]- e- s' f4 d62.0
62.0
61.5
. k5 V  T. y$ C! u' {. e61.8
625
9 d$ ?* ~3 N; h( b( O+ `. o8 j63.0
63.5
63.5
: |: \4 {: E+ t! V5 ^9 o$ x64.0
63.5
2 k! w! K0 A; c$ Y: x% F  i63.5
) y6 k( T: S% ^$ B6 V6 Z1 z  Y0 K" j650
52.5
53
/ `! k9 p' @$ I, O0 r* ]52.5
52.5
52.5
52.5
+ K) ^0 O* \" H- }! G/ n) w$ V( p使用寿命
5 B9 E9 T' X" k?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。
$ M7 P& e( {% P/ `% I0 L?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。

* H7 C; X$ \# f（a）处理前
! e) K. L" e; ], Y4 H3 V
（b）处理后
2 u2 r) G# t& r' @7 ^图4 W6Mo5Cr4V2深冷前后SEM形貌