高性能熔煉高速鋼

高性能熔煉高速鋼1高碳高速鋼

在W18Cr4V基礎(chǔ)上。增加0.2%含碳量，形成95W18Cr4V。根據(jù)化學(xué)平衡碳理論，可在淬火加熱時(shí)增加高速鋼奧氏體中的含碳量，加強(qiáng)回火時(shí)的彌散硬化作用，從而提高了常溫和高溫硬度。與W18Cr4V相比，95W18Cr4V的耐磨性和刀具耐用度都有所提高，刃磨性能相當(dāng)。這個(gè)鋼種的切削性能雖不及高鈷、高釩高速鋼，但價(jià)格便宜，切削刃可以磨得很鋒利，故有應(yīng)用價(jià)值。同樣，還有100W6Mo5Cr4V2(CM2)高碳高速鋼。

高性能熔煉高速鋼2高鈷高速鋼

在高速鋼中加鈷，可以促進(jìn)回火時(shí)從馬氏體中析出鎢、鉬碳化物，提高彌散硬化效果，并提高熱穩(wěn)定性，故能提高常溫、高溫硬度及耐磨性。增加含鈷量還可改善鋼的導(dǎo)熱性，降低刀具、工件間的摩擦系數(shù)。M42是美國這方面的代表性鋼種，其綜合性能甚為優(yōu)越。瑞典的HSP-15也是這一類的鋼種，但其含釩量為3%，刃磨加工性不如M42。鈷含量高、價(jià)格昂貴，不適合中國國情。我國研制成功的低鈷含硅高速鋼Co5Si，性能優(yōu)越，價(jià)格低于M42和HSP-15，但Co5Si含釩量亦達(dá)3%，刃磨加工性亦較差，故不宜用其制造刃形復(fù)雜的刀具。

高性能熔煉高速鋼3高釩高速鋼

高釩高速鋼(如B201、B211、B212)的釩含量為3%～5%，同時(shí)加大碳含量，形成VC與V4C3，使高速鋼得到高的硬度和耐磨性。高釩高速鋼的耐熱性也好，但高釩高速鋼的刃磨加工性差，導(dǎo)熱性也不好，沖擊韌性較低，故不宜用于復(fù)雜刀具。在高釩高速鋼中也可加入適當(dāng)?shù)拟?，成為高釩含鈷高速鋼。我國研制的高釩含氮高速鋼V3N，價(jià)格便宜，切削性能也好，唯刃磨較難。后來又研制出低鈷含氮高速鋼Co3N(W12Mo3Cr4VCo3N)，切削性能很好，刃磨性能亦佳，但價(jià)格高于V3N。

高性能熔煉高速鋼4含鋁高速鋼

我國研制出無鈷、價(jià)廉的含鋁高性能高速鋼501。其中鋁含量約為1%。鋁能提高鎢、鉬在鋼中的溶解度，而產(chǎn)生固溶強(qiáng)化，由于鋁化合物在鋼中能起“釘扎”作用，故鋼的常溫、高溫硬度和耐磨性均得以提高，強(qiáng)度和韌性也都比較高，切削性能與M42相當(dāng)。501的釩含量為2%，刃磨性能稍遜于M42。5F6也是含鋁1%的高性能高速鋼，B201、B211、B212中也含鋁。含鋁高速鋼是中國的一個(gè)獨(dú)創(chuàng)。501在國內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，在國外也得到應(yīng)用；其他含鋁高速鋼的應(yīng)用不如501廣泛。

在切削難加工材料時(shí)，應(yīng)當(dāng)合理選用不同牌號(hào)的高性能高速鋼。切削常見的難加工材料，如高強(qiáng)度鋼、奧氏體不銹鋼、高溫合金、鈦合金等，上述各種高性能高速鋼都可以選用，選用時(shí)主要應(yīng)考慮高速鋼的機(jī)械性能和刃磨性能：在粗加工或斷續(xù)切削條件下，應(yīng)選用抗彎強(qiáng)度與沖擊韌性較高的高性能高速鋼；在精加工時(shí)，對(duì)高速鋼的抗彎強(qiáng)度與沖擊韌性的要水較低，這時(shí)主要考慮其耐磨性；工藝系統(tǒng)剛性差時(shí)，選用高速鋼的牌號(hào)與粗加工時(shí)相同；工藝系統(tǒng)剛性好時(shí)，選用高速鋼的牌號(hào)與精加工相同；刃型復(fù)雜的刀具，應(yīng)選用刃磨性能較好的低釩高鈷或低釩含鋁高速鋼；刃型簡單的刀具，可選用刃磨性能差的高釩高速鋼。2100433B

高速鋼材料發(fā)明于19世紀(jì)末，一般用熔煉方法制成。普通高速鋼的典型牌號(hào)是W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2。在加工效率和加工質(zhì)量要求日益提高的現(xiàn)代切削加工中，它們的性能已嫌不足。在20世紀(jì)后期，逐步出現(xiàn)了許多高性能高速鋼。高性能高速鋼是在普通高速鋼基礎(chǔ)上，通過調(diào)整基本化學(xué)成分并添加其他合金元素，使其常溫和高溫機(jī)械性能得到顯著提高。

高性能低成本高速鋼專利目的

《高性能低成本高速鋼》所要解決的技術(shù)問題是提供了一種高性能低成本高速鋼，不僅要進(jìn)一步降低稀缺元素的含量，從而使鋼材成本大幅減少；而且其性能達(dá)到通用高速鋼M2水平，尤其在高轉(zhuǎn)速、大進(jìn)刀量條件下使用時(shí)性能優(yōu)于M2鋼。

高性能低成本高速鋼技術(shù)方案

《高性能低成本高速鋼》所采用的技術(shù)方案是，該高速鋼的各種元素含量為：0.8-1.2Wt％C，1.7-3.0Wt％Si，0.3-1.0Wt％RE，3.5-5.0Wt％Cr，1.0-3.0Wt％Mo，2.5-4.5Wt％W，0.8-1.6Wt％V，0.1-0.5Wt％Mn，雜質(zhì)元素P和S含量分別小于0.03Wt％，其余為Fe。

上述合金元素中的C、W、Cr、Mo、V在高速鋼中的作用已為公知。該發(fā)明中Si作為主要合金元素并高含量地加入，其主要作用機(jī)理在于：Si能促使高速鋼凝固時(shí)形成的對(duì)性能有害的M2C在再次加熱時(shí)分解為M6C及MC，從而可消除柱狀M2C，使碳化物細(xì)化，韌性提高。此外，Si還能細(xì)化回火時(shí)析出的二次碳化物，使回火硬度提高；Si能細(xì)化奧氏體晶粒，提高600℃紅硬性及低溫淬火硬度；Si還可以改善高速鋼的切削性能和磨削性能。雖然有專利如公開號(hào)CN1296084A、CN1047536A、CN1055773A、CN1049189A等合金中也加入了Si，但其成分設(shè)計(jì)中Si含量的上限也均在該發(fā)明的下限之下；在其它的一些文獻(xiàn)報(bào)道中，Si在高合金高速鋼中雖然也有應(yīng)用，但只是作為輔助元素而非主要合金元素應(yīng)用。該發(fā)明中加入高含量RE，其主要作用機(jī)理在于：RE能凈化鋼液，進(jìn)而凈化合金的晶界，并有細(xì)化晶粒、碳化物析出相，改變夾雜物形態(tài)和分布，從而提高熱加工塑性和常溫的韌性作用。該發(fā)明中加入微量的Mn，主要起到固溶強(qiáng)化作用，提高合金強(qiáng)度。

高性能低成本高速鋼改善效果

該合金的優(yōu)點(diǎn)在于：

（1）使用了高含量的資源豐富、廉價(jià)的Si，大幅度降低了2006年1月前已有通用高速鋼中的貴重元素含量，從而使鋼材成本顯著降低；

（2）使用了高含量的中國資源豐富的RE，從而明顯改善了冶金質(zhì)量；

（3）《高性能低成本高速鋼》的鋼各項(xiàng)性能不低于通用高速鋼，部分性能明顯高于通用高速鋼，尤其是在高轉(zhuǎn)速、大進(jìn)刀量條件下使用時(shí)更顯其性能的優(yōu)勢(shì)。

2009年，《高性能低成本高速鋼》獲得第六屆江蘇省專利項(xiàng)目獎(jiǎng)優(yōu)秀獎(jiǎng)。

1.《高性能低成本高速鋼》特征在于：該高速鋼的各種元素含量為：0.8-1.2Wt％C，1.7-3.0Wt％Si，0.3-1.0Wt％RE，3.5-5.0Wt％Cr，1.0-3.0Wt％Mo，2.5-4.5Wt％W，0.8-1.6Wt％V，0.1-0.5Wt％Mn，雜質(zhì)元素P和S含量均小于0.03Wt％，其余為Fe。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速鋼，其特征在于：所述高速鋼含量為0.95-1.05Wt％C，1.8-2.2Wt％Si，0.3-0.8Wt％RE，4.0-4.8Wt％Cr，1.8-2.5Wt％Mo，3.5-4.5Wt％W，1.2-1.5Wt％V，0.2-0.4Wt％Mn，雜質(zhì)元素P和S含量均小于0.03Wt％，其余為Fe。