【文章內(nèi)容簡介】 只是它的脫碳敏感性稍強。 另一牌號的普通高速鋼為W9Mo3Cr4V，這是中國近幾年發(fā)展起來的新品種。強度及熱塑性略高于W6Mo5Cr4V2，硬度為HRC6364，與韌性相配合，容易軋制、鍛造，熱處理工藝范圍寬，脫碳敏感性小，成本更低。這三個牌號的普通高速鋼在中國市場的比例分別為:W18Cr4V，％；W6Mo5Cr4V2, 69％。W9Mo3Cr4V,11％。 高性能高速鋼 高性能高速鋼具有更好的硬度和熱硬性，這是通過改變高速鋼的化學成分，提高性能而發(fā)展起來的新品種。它具有更高的硬度、熱硬性，切削溫度達攝氏650度時，硬度仍可保持在60HRC以上。，適用于制造加工高溫合金、不銹鋼、鈦合金、高強度鋼等難加工材料的刀具。 主要品種有4種，分別為高碳系高速鋼、高釩系高速鋼、含鈷系高速鋼和鋁高速鋼。 ? 高碳系高速鋼 牌號為9w18Cr4V，因含碳量高(％)，故硬度、耐磨性及熱硬性都比較好。用其制造的刀具在切削不銹鋼、耐熱合金等難加工材料時，壽命顯著提高，但其抗彎強度為3000MPa，沖擊韌性較低，熱處理工藝要求嚴格。 ? 高釩系高速鋼 牌號有W12Cr4V4Mo及W6Mo5Cr4V3(美國牌號M3)，含釩量達34％，使耐磨性大大提高，但隨之帶來的是可磨性變差。高釩系高速鋼的使用及發(fā)展還需要依賴于磨削工藝及砂輪技術的發(fā)展。 ? 鈷高速鋼 牌號有W2Mo9Cr4VCo8(美國牌號M42)。其特點為：含釩量不高(1％)，含鈷量高(8％)，鈷能促使碳化物在淬火加熱時更多地溶解在基體內(nèi)，利用高的基體硬度來提高耐磨性。這種高速鋼硬度、熱硬性、耐磨性及可磨性都很好。熱處理硬度可達6770HRC，但也有采取特殊熱處理方法，得到6768HRC硬度，使其切削性能(特別是間斷切削)得到改善，提高沖擊韌性。鈷高速鋼可制成各種刀具，用于切削難加工材料效果很好，又因其磨削性能好，可制成復雜刀具，國際上用得很普遍。但中國鈷資源缺乏，鈷高速鋼價格昂貴，約為普通高速鋼的58倍。 ? 鋁高速鋼 牌號為W6Mo5Cr4V2Al、W6Mo5Cr4V5SiNbAl等,主要加入鋁(Al)和硅(Si)、鈮(Nb)元素，來提高熱硬性、耐磨性。適合中國資源情況，價格較低。熱處理硬度可達到68HRC，熱硬性也不錯。但是這種鋼易氧化及脫碳，可塑性、可磨性稍差，仍需改進。國際市場上高性能高速鋼使用量已經(jīng)超過普通高速鋼2530％。 粉末冶金高速鋼 粉末冶金高速鋼及其制品。 近幾年來高速鋼的最大變革就是發(fā)展了粉末冶金高速鋼，它的能優(yōu)于熔煉高速鋼。用高壓氬氣或氮氣霧化熔融高速鋼水，得到細小高速鋼粉末，；在真空()狀態(tài)下，密閉燒結達到密度65％；再在1100℃高溫、300MPa高壓下制成密度100％的鋼坯，然后鍛軋成鋼材，這樣有效地解決了熔煉高速鋼在鑄錠時要產(chǎn)生粗大碳化物偏析的問題，而它無論截面多大，其碳化物級別均為一級。碳化物晶粒極細。 牌號為APM T15的粉末冶金高速鋼，它的強度、。盡管含釩量達5％，但由于碳化物晶粒細，可磨性依然很好。 又由于其物理機械性能高度各向同性，淬火變形小。碳化物顆粒均勻分布的表面較大，不易從刀具的切削刃上剝落，大尺寸刀具提高2030％ 粉末冶金高速鋼具有良好的力學性能，適合制造：間斷切削條件下易崩刃的刀具、強度高而切削刃又必須鋒利的刀具，如插齒刀、滾刀、銑刀，高壓動載荷下使用的刀具。 它的碳化物偏析小，晶粒細，可磨性好，適合制造：大尺寸刀具、精密刀具、復雜刀具。這類材料的高溫熱硬度高，又適合制造難加工材料所用的刀具，確實是面面俱到。 粉末冶金高速鋼生產(chǎn)過程較復雜，造價較高。中國鋼廠提供的品種較少，市場用量也很少。國際上著名鋼廠如美國Crucible公司已可提供近二十種粉末冶金高速鋼，日本神戶制鋼所、日立金屬公司均可提供近十種粉末冶金高速鋼，供應量也在迅速增長。日本著名的OSG公司用粉末冶金高速鋼制造了鉆頭、銑刀、絲錐，NACHI公司制造了滾刀、插齒刀、剃齒刀。有理由相信技術性能高的粉末冶金高速鋼將會得到更廣泛的應用，為金屬加工業(yè)帶來新的發(fā)展。中國常用高速鋼材料性能表高速鋼牌號 淬、回火硬度HRC 抗彎強度MPa 沖擊韌性MJ/m178。 600℃下的硬度HRC 中國牌號 習慣名稱 相似ISO牌號 W18Cr4V T1 HS1801 6265 3430 W6Mo5Cr4V2 M2 HS652 6366 35004000 4748 W9Mo3Cr4V 6466 40004500 W6Mo5Cr4V3 M3 HS653 6567 3200 W6Mo5Cr4V2Co5 HS6525 6566 3000 54 W10Mo4Cr4V3Co10 HS104310 6769 2350 W2Mo9Cr4V2Co8 HS2928 6668 27003800 55 W7Mo4Cr4V2Co5 M41 HS7425 6668 25003000 54 W12Cr4VCo5 HS12015 6668 3000 54 W6Mo5Cr4V2Al 501鋼 6669 30004100 5556 M42 6769 26503730 W10Mo4Cr4VAl 5F6鋼 6869 3010 高速鋼的市場定位及發(fā)展趨勢 高速鋼材料按制造工藝可分為熔煉高速鋼及粉末冶金高速鋼。 自二十世紀初發(fā)現(xiàn)高速鋼以來，對現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展起到了重要作用?？梢哉f沒有高速鋼，就沒有現(xiàn)代的金屬加工業(yè)。盡管六十年代起，硬質(zhì)合金等材料崛起，但是對于制造形狀復雜、磨削困難的刀具，如拉刀、剃齒刀、插齒刀等，高速鋼始終處于主導地位。特別是要求刀具具備高韌性時，就非高速鋼莫屬了。 高速鋼的主要應用領域是機械和工具制造業(yè)，必然要適應這個行業(yè)的發(fā)展，近幾年來機械加工采用了高速度的數(shù)控機床，例如加工中心、車削中心等，金屬切削速度越來越快，要求刀具必須具有高速使用性能，即熱硬性、耐磨性、沖擊韌性要好，因此，廠家紛紛研發(fā)符合上述要求的高速鋼材料。 在機加工費用中，材料約占1520％，刀具約占2535％。用戶對刀具的選用也越來越趨向合理，即選用性能與價格比好的刀具。 高速鋼刀具占主導地位的領域，如精密零件、復雜零件、成形加工零件的市場也越來越大，對可磨性的要求也越來越高。 高速鋼走過一個世紀的鋼種，應瞄準特定市場空間，提高自身技術含量，去抗衡其它材料的挑戰(zhàn)。高速鋼刀具的生存狀況高端需求強勁 　　盡管目前市場上硬質(zhì)合金刀具的比例已超過高速鋼刀具，但由于高速鋼具有優(yōu)異的加工性能和切削性能，至今在金屬切削工具材料領域仍占據(jù)重要地位。從全球市場來看，雖然高速鋼刀具在市場上的比例呈下降趨勢，但高速鋼每年消費量基本保持在13萬噸左右。從國內(nèi)市場來看，高速鋼刀具比例同樣呈下降趨勢，但高速鋼消費量呈上升趨勢，預計今年能達到8萬噸。 　　雖然8萬噸的市場需求依然很大，但其中處于低端市場的低合金高速鋼和普通高速鋼將逐漸被淘汰，而高端高速鋼的需求將會更大。隨著高效切削和數(shù)控刀具高可靠性要求和冶金技術的發(fā)展，高性能高速鋼和粉末冶金高速鋼應用比例呈增長趨勢，在發(fā)達國家高性能高速鋼應用比例達到30%以上，粉末冶金高速鋼也已達到20%左右。但在我國，高性能高速鋼的應用比例只有10%左右，粉末冶金高速鋼應用比例則更低。而在國外已經(jīng)處于淘汰邊沿、應用比例不足5%的低合金高速鋼，在國內(nèi)應用比例還有近20%。 急需提升材料質(zhì)量標準 　　盡管近年來隨著高速鋼冶煉、鍛軋等技術水平的提高，高速鋼材料的發(fā)展有目共睹，高速鋼材料的質(zhì)量有了很大的提升，但如何滿足市場新的變化和要求成為制造商一致的努力。隨著對高速鋼材料的要求越來越高，高速鋼材料制造商還需要進一步細化碳化物顆粒度，減少棒條、棱角狀顆粒，提高圓整度，杜絕骨骼狀碳化物，改善碳化物分布，減少碳化物網(wǎng)的連續(xù)性及堆集的密集型。對于大規(guī)格高速鋼材料，應主要改善表面、近表面碳化物不均勻度、顆粒度和分布狀態(tài)，以滿足不同刀具對材料的需求。 對于高速鋼材料的質(zhì)量標準，我國在不斷總結生產(chǎn)和使用過程中的經(jīng)驗的基礎上，結合國外新牌號，逐步調(diào)整和修改技術內(nèi)容，已經(jīng)形成了完善的標準質(zhì)量體系。目前納入標準質(zhì)量的高速鋼檢驗項目已經(jīng)有很多，但影響其質(zhì)量的穩(wěn)定性和可靠性的關鍵指標尚未充分表達并關注，例如合金度、碳飽和度偏差和純凈度。此外，隨著粉末冶金高速鋼使用量增加，對粉末冶金高速鋼質(zhì)量評定日益受到重視。 材料制造商應和刀具生產(chǎn)商密切合作，提供不同的型材，以滿足不同刀具制造的需求，有利于提高材料質(zhì)量和利用率。同時，材料制造商應加大不同牌號高速鋼各項性能的基礎性研究，提供整體解決方案，使其得到更加合理和完美的應用。此外，還應加大粉末冶金高速鋼的研發(fā)力度，盡快形成自主品牌，滿足日益增長的需求。 如今，現(xiàn)代切削技術正朝著高速、高精度和強力切削的方向發(fā)展，刀具材料的性能、質(zhì)量和可靠性的優(yōu)劣，直接影響著我國制造業(yè)數(shù)百萬臺昂貴的數(shù)控機床生產(chǎn)效率的高低和加工質(zhì)量的好壞，也直接影響著整個制造業(yè)工業(yè)生產(chǎn)技術水平和經(jīng)濟效益的高低。隨著高速鋼材料質(zhì)量的不提升，高端高速鋼刀具必將在整個制造行業(yè)發(fā)揮更大的作用。 高速鋼刀具未來發(fā)展情況分析　　 無論是國內(nèi)還是國外，刀具行業(yè)的總體發(fā)展趨勢是高速鋼刀具的市場份額在減少。雖然現(xiàn)在國內(nèi)高速鋼刀具仍占據(jù)主導地位，但不可否認，未來占市場主導地位的將是硬質(zhì)合金刀具。 因為高速鋼刀具的綜合性能好，可加工性優(yōu)于其他刀具材料，各種刀具都可用高速鋼制作，加上它的性能不斷提高，故至今仍是用得最多的刀具材料之一。而從國際高速鋼發(fā)展歷程可以看到，在整個19世紀里，高速鋼刀具一直在刀具行業(yè)占據(jù)著主導地位。 但現(xiàn)在，無論是國內(nèi)還是國外，刀具行業(yè)的總體發(fā)展趨勢是高速鋼刀具的市場份額在減少。雖然現(xiàn)在國內(nèi)高速鋼刀具仍占據(jù)主導地位，但不可否認，未來占市場主導地位的將是硬質(zhì)合金刀具。當然，這種形勢的扭轉(zhuǎn)還需要一定的時間，仍然留給了高速鋼刀具很大的發(fā)展空間。而且在世界刀具市場中，中國的刀具仍處于十分弱勢的地位，發(fā)展壯大還需要走很多的路，需要整個行業(yè)一起努力，通過對刀具材料、刀具結構、制造工藝和應用技術上全方位的創(chuàng)新，將高速鋼切削工具的開發(fā)和應用水平再次提升。中國機床工具工業(yè)協(xié)會刀具分會秘書長沈壯行告訴記者，目前國內(nèi)刀具行業(yè)中高速鋼刀具產(chǎn)量占到60%以上，硬質(zhì)合金刀具在40%左右，超硬刀具占據(jù)的比例很小，只有2%左右。從中可以看到高速鋼刀具仍占據(jù)著主導地位，而其中以普通高速鋼刀具產(chǎn)品為主，高性能高速鋼只有不到5%左右。高性能高速鋼刀具的國內(nèi)需求量很大，但因為國內(nèi)的高性能高速鋼性能還不是很穩(wěn)定，產(chǎn)量也很小，滿足不了國內(nèi)用戶需求，因此現(xiàn)在很多企業(yè)使用的高性能高速鋼刀具大部分是進口的。 國外刀具的發(fā)展趨勢是硬質(zhì)合金刀具和超硬刀具占據(jù)主導地位，但中國有自己的國情，目前國內(nèi)高速鋼刀具行業(yè)的發(fā)展階段是事物發(fā)展必須的一個過程。沈壯行舉例說，以武器的發(fā)展過程來講，其從普通槍炮發(fā)展到導彈等先進武器，但不能說槍炮不靈了，淘汰掉，實際上在一定的發(fā)展階段，槍炮有槍炮的用處。不同的發(fā)展階段體現(xiàn)了其技術選擇上的區(qū)別，所以不能說高速鋼刀具絕對的不行，硬質(zhì)合金絕對的好，這要根據(jù)具體的加工條件來決定。中國正在從制造業(yè)大國向制造業(yè)強國發(fā)展，對一些小企業(yè)來講，高速鋼刀具價格便宜，是降低成本的最佳選擇，因此對于高速鋼刀具的發(fā)展不能一棍子打死。 中國刀協(xié)名譽理事高翔認為高速鋼刀具不論是在技術發(fā)展還是市場盈利上都還有相當大的提升空間。他提出應當改變目前高檔刀具和低檔刀具的稱謂，這種一高一低