HSS, High SpeedSteel, — это инструментальный материал, с которым я чаще всего сталкиваюсь, когда прихожу в инструментальную промышленность.Позже мы узнали, что быстрорежущую сталь, которую мы использовали в то время, следует называть «обычной быстрорежущей сталью», и что есть лучшие свойства, чем у нее, такие как алюминиевая быстрорежущая сталь, кобальтовая быстрорежущая сталь и т. д., которые, очевидно, превосходящую ее по составу сплава, или порошковую металлургическую быстрорежущую сталь, заведомо превосходящую ее по способу выплавки;Конечно, существуют и так называемые «низколегированные быстрорежущие стали» с более низкими характеристиками.
Инструментальный материал из быстрорежущей стали в основном состоит из двух основных компонентов:Один из них — карбид металла (карбид вольфрама, карбид молибдена или карбид ванадия), который придает инструменту лучшую износостойкость;Во-вторых, это стальная матрица, распределенная вокруг него, что делает инструмент более прочным, способным поглощать удары и предотвращать фрагментацию.
Установлено, что большое влияние на свойства быстрорежущей стали оказывает размер зерна быстрорежущей стали.Хотя увеличение количества частиц карбида металла в стали может улучшить износостойкость материала, с увеличением содержания сплава также будут увеличиваться размеры карбидов и количество агломератов, что крайне отрицательно скажется на ударной вязкости. стали, поскольку крупные скопления карбидов вскоре могут стать отправной точкой образования трещин.Поэтому зарубежные страны очень рано провели исследования по изучению мелкозернистости быстрорежущей стали.
В конце 1960-х годов в Швеции был успешно разработан процесс производства быстрорежущей стали методом порошковой металлургии, который появился на рынке в начале 1970-х годов.Этот процесс позволяет добавить больше легирующих элементов в быстрорежущую сталь без ущерба для прочности, ударной вязкости или шлифуемости материала, так что инструмент с высокой твердостью, высокой износостойкостью может поглощать режущие удары и подходит для обработки с высокой скоростью резания. и может быть выполнена прерывистая обработка резки.Однако он сочетает в себе хорошую ударную вязкость быстрорежущей стали с высокой износостойкостью твердого сплава.Благодаря мелкому и равномерному распределению карбидных частиц в быстрорежущей стали порошковой металлургии ее прочность и ударная вязкость значительно улучшаются по сравнению с обычной быстрорежущей сталью с таким же содержанием карбидов.Благодаря этому преимуществу инструменты из быстрорежущей стали для порошковой металлургии очень подходят для операций обработки с большой ударной силой резания и высокой скоростью съема металла (например, резка на изгиб, прерывистая резка и т. д.).Кроме того, поскольку прочность и ударная вязкость быстрорежущей стали, полученной порошковой металлургией, не будут ослаблены увеличением содержания карбидов металлов, производители стали могут добавлять в сталь большое количество легирующих элементов для улучшения характеристик инструментальных материалов.В то же время, поскольку ресурсы вольфрама (W) являются стратегическими ресурсами, а современные цементированные карбиды используют ресурсы вольфрама в больших количествах, быстрорежущая сталь с низким содержанием вольфрама стала направлением исследований и разработок быстрорежущей стали.Быстрорежущие стали, содержащие кобальт (HSS-Co), в большом количестве разработаны в зарубежных странах.Позже во всем мире было признано, что быстрорежущая сталь, содержащая кобальт с содержанием кобальта более 2%, является высокопроизводительной быстрорежущей сталью (HSSE).Кобальт также играет очевидную роль в улучшении характеристик быстрорежущей стали.Это может способствовать большему растворению карбидов в матрице во время закалки и нагрева, а также использовать высокую твердость матрицы для повышения износостойкости.Быстрорежущая сталь имеет хорошую твердость, термическую твердость, износостойкость и шлифуемость.Содержание кобальта в обычной кобальтовой быстрорежущей стали в мире обычно составляет 5% и 8%.Например, W2Mo9Cr4VCo8 (американская марка М42) характеризуется низким содержанием ванадия (1%), высоким содержанием кобальта (8%) и твердостью при термообработке 67-70HRC.Однако для получения твердости 67-68HRC также применяются специальные методы термообработки, что улучшает режущие характеристики (особенно прерывистую резку) и ударную вязкость.Из кобальтовой быстрорежущей стали можно изготавливать различные инструменты, которые можно использовать для эффективной резки труднообрабатываемых материалов.Благодаря хорошим характеристикам шлифования из него можно изготавливать сложные инструменты, которые широко используются во всем мире.Однако в Китае не хватает ресурсов кобальта, а цена на кобальтовую быстрорежущую сталь высока, примерно в 5-8 раз дороже, чем на обычную быстрорежущую сталь.
Поэтому Китай разработал алюминиевую быстрорежущую сталь.Марки алюминиевой быстрорежущей стали: W6Mo5Cr4V2Al (также известная как сталь 501), W6Mo5Cr4V5SiNbAl, W10Mo4Cr4VAL (также известная как сталь 5F6) и т. д., а элементы алюминия (Al), кремния (Si), ниобия (Nb) являются в основном добавлен для улучшения термической твердости и износостойкости.Он подходит для ресурсов Китая, а цена низкая.Твердость термообработки может достигать 68HRC, а термотвердость также хорошая.Однако такая сталь легко окисляется и обезуглероживается, а ее пластичность и шлифуемость несколько плохие, что еще требует улучшения.
Время публикации: 24 февраля 2023 г.