數控高速鋼刀具的綜合應用說明:
高速鋼(High Speed Steel,簡稱HSS)是一種加入了較多的W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工具鋼。高速鋼刀具在強度、韌性及工藝性等方面具有優良的綜合性能,在複雜刀具,尤其是制造孔加工刀具、銑刀、螺紋刀具、拉刀、切齒刀具等一些刃形複雜刀具,高速鋼仍占據主要地位。高速鋼刀具易于磨出鋒利的切削刃。按用途不同,高速鋼可分為通用型高速鋼和高性能高速鋼。
⑴ 通用型高速鋼刀具。通用型高速鋼。一般可分鎢鋼、鎢钼鋼兩類。這類高速鋼含加(C)為0.7%~0.9%。按鋼中含鎢量的不同,可分為含W為12%或18%的鎢鋼,含W為6%或8%的鎢钼系鋼,含W為2%或不含W的钼鋼。通用型高速鋼具有一定的硬度(63-66HRC)和耐磨性、高的強度和韌性、良好的塑性和加工工藝性,因此廣泛用于制造各種複雜刀具。
① 鎢鋼:通用型高速鋼鎢鋼的典型牌号為W18Cr4V,(簡稱W18),具有較好的綜合性能,在6000C時的高溫硬度為48.5HRC,可用于制造各種複雜刀具。它有可磨削性好、脫碳敏感性小等優點,但由于碳化物含量較高,分布較不均勻,顆粒較大,強度和韌性不高。
②鎢钼鋼:是指将鎢鋼中的一部分鎢用钼代替所獲得的一種高速鋼。鎢钼鋼的典型牌号是W6Mo5Cr4V2,(簡稱M2)。M2的碳化物顆粒細小均勻,強度、
韌性和高溫塑性都比W18Cr4V好。另一種鎢钼鋼為W9Mo3Cr4V(簡稱W9),其熱穩定性略高于M2鋼,抗彎強度和韌性都比W6M05Cr4V2好,具有良好的可加工性能。
⑵ 高性能高速鋼刀具。高性能高速鋼是指在通用型高速鋼成分中再增加一些含碳量、含釩量及添加Co、Al等合金元素的新鋼種,從而可提高它的耐熱性和耐磨性。
主要有以下幾大類:
①高碳高速鋼。高碳高速鋼(如95W18Cr4V),常溫和高溫硬度較高,适于制造加工普通鋼和鑄鐵、耐磨性要求較高的鑽頭、鉸刀、絲錐和銑刀等或加工較硬材料的刀具,不宜承受大的沖擊。
②高釩高速鋼。典型牌号,如,W12Cr4V4Mo,(簡稱EV4),含V提高到3%一5%,耐磨性好,适合切削對刀具磨損極大的材料,如纖維、硬橡膠、塑料等,也可用于加工不鏽鋼、高強度鋼和高溫合金等材料。
③ 钴高速鋼。屬含钴超硬高速鋼,典型牌号,如,W2Mo9Cr4VCo8,(簡稱M42),有很高的硬度,其硬度可達69-70HRC,适合于加工高強度耐熱鋼、高溫合金、钛合金等難加工材料,M42可磨削性好,适于制作精密複雜刀具,但不宜在沖擊切削條件下工作。
④鋁高速鋼。屬含鋁超硬高速鋼,典型牌号,如,W6Mo5Cr4V2Al,(簡稱501),6000C時的高溫硬度也達到54HRC,切削性能相當于M42,适宜制造銑刀、鑽頭、鉸刀、齒輪刀具、拉刀等,用于加工合金鋼、不鏽鋼、高強度鋼和高溫合金等材料。
⑤氮超硬高速鋼。典型牌号,如,W12M03Cr4V3N,簡稱(V3N),屬含氮超硬高速鋼,硬度、強度、韌性與M42相當,可作為含钴高速鋼的替代品,
用于低速切削難加工材料和低速高精加工。
⑶ 熔煉高速鋼和粉末冶金高速鋼,按制造工藝不同,高速鋼可分為熔煉高速鋼和粉末冶金高速鋼。
①熔煉高速鋼:普通高速鋼和高性能高速鋼都是用熔煉方法制造的。它們經過冶煉、鑄錠和鍍軋等工藝制成刀具。熔煉高速鋼容易出現的嚴重問題是碳化物偏析,硬而脆的碳化物在高速鋼中分布不均勻,且晶粒粗大(可達幾十個微米),對高速鋼刀具的耐磨性、韌性及切削性能産生不利影響。
② 粉末冶金高速鋼(PM HSS):粉末冶金高速鋼(PMHSS)是将高頻感應爐熔煉出的鋼液,用高壓氩氣或純氮氣使之霧化,再急冷而得到細小均勻的結晶組織(高速鋼粉末),再将所得的粉末在高溫、高壓下壓制成刀坯,或先制成鋼坯再經過鍛造、軋制成刀具形狀。與熔融法制造的高速鋼相比,PMHSS具有優點是:碳化物晶粒細小均勻,強度和韌性、耐磨性相對熔煉高速鋼都提高不少。在複雜數控刀具領域PMHSS刀具将會進一步發展而占重要地位。
典型牌号,如F15、FR71、GFl、GF2、GF3、PT1、PVN等,可用來制造大尺寸、承受重載、沖擊性大的刀具,也可用來制造精密刀具。
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