高速鋼刀具硬度與熱處理 硬度是材料抵抗表面層局部塑性變形的能力。到目前為止，唯有硬度這個參數(shù)能直接反映材料表面層以及表面耐磨層的機械與工藝特性?，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63～67HRC，高性能高速鋼(HSS-E) 、粉末高速鋼(SPM) 可達66～70HRC。對于在一定切削條件下的刀具來說，必定有一個恰當?shù)挠捕戎?。對一般刀具來說，若采用HSS硬度控制在65～66HRC 較好，而M42之類的HSS-E硬度雖可達到69～70HRC，但實際上此類刀具的硬度范圍為66～67HRC。 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，謀求刀具的高韌性比高硬度難得多。在高速鋼刀具產(chǎn)品中，只對硬度作具體規(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63～66HRC，而對韌性未作任何要求。幾十年的實踐證明，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)總工程師會議曾決定，高速鋼刀具硬度超過66.5HRC 不得出廠。由于當時超硬高速鋼和粉末高速鋼還未應用，那樣的規(guī)定對促進刀具業(yè)的發(fā)展有指導意義。到了70年代，日本學者提出“對于一般刀具把硬度控制在65～66HRC”的觀點。從全國歷年刀具行評結(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。規(guī)定的硬度下限指標，筆者認為只是合格品的較低水平，如果連合格品標準也達不到，在市場競爭中就沒有立足之地。這里應該特別指出的是，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，就是同爐號相同材料制造的同規(guī)格刀具，也會出現(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、過熱級別等諸多因素有關(guān)。通過何種熱處理工藝達到工藝要求的硬度值，歷來是熱處理行家們關(guān)心的問題，其中淬火加熱溫度為重要，稍有疏忽，就會出現(xiàn)質(zhì)量問題。常用高速鋼淬火溫度見表2。表2 常用高速鋼淬火溫度 牌號 W18Cr4V W6Mo5Cr4V2 W9Mo3Cr4V W2Mo9Cr4V W7Mo4Cr4V W4Mo3Cr4V W6Mo5Cr4V2Al 推薦淬火溫度(℃) 1260~1290 1210~1230 1220~1240 1180~1200 1210~1240 1160~1185 1200~1215 牌號 W2Mo9Cr4VCo8 W6Mo5Cr4V2Co5 APM23 HAP50 S390PM CPM M4 推薦淬火溫度(℃) 1160~1190 1190~1215 1170~1190 1180~1220 1190~1230 1170~1190 1.除大規(guī)格鉆頭、車刀以及滾刀淬火金相奧氏體晶粒度為9～9.5級外，其余刀具淬火金相宜控制在10～10.5級較妥： 2 粉末高速鋼淬火金相為10～11級： 3 回火溫度一般為550～560℃，回火4次。 高速鋼刀具的硬度是影響刀具壽命的主要指標，硬度高，耐磨，但韌性差。硬度過高在使用中易發(fā)生崩刃， 導致刀具性失效： 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原有的功能。當被切削材料硬度高時，刀具的硬度取上限， 反之取中下限。硬度63～64HRC的刀具，雖然達到標準，但在實際使用中，壽命不會很高。