【正文】 提高不僅可以抵償金屬變形過(guò)程的溫降，而且還將導(dǎo)致金屬變形后溫度的升高，這已被實(shí)踐所證實(shí)。由于錠料或坯料在自由鍛造的情況下展寬和軸向延伸不受工具的限制，變形阻力小，根據(jù)金屬塑性變形最小阻力定律，自由鍛的錠料或坯料將產(chǎn)生兩個(gè)方向的塑性變形。鍛造技術(shù)由自由鍛造發(fā)展到徑向鍛造，其使用的鍛造工具有了很大變化。上述方法各有其特點(diǎn)與優(yōu)越性，可以根據(jù)工具使用特點(diǎn)與操作掌握程度具體分析選用。(3)雙十字鐓拔。生產(chǎn)中通常有以下幾種特殊的鍛造方法:(1)不變方向反復(fù)鐓拔。但生產(chǎn)實(shí)踐表明，當(dāng)鍛造不當(dāng)，特別是鐓粗成形時(shí)，碳化物不均勻度可能升級(jí)。用鍛造提高高速鋼的碳化物均勻度，能為熱處理創(chuàng)造有利條件，提高刀具使用壽命，在工具生產(chǎn)中具有重大作用。但碳化物的不均勻性卻給熱加工工藝性能與使用性能帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p害。m）,雖略粗于粉末高速鋼,但顯著優(yōu)于常規(guī)鑄鍛工藝生產(chǎn)的高速鋼[6]。該工藝省去了粉末高速鋼的制粉和成型等許多工序,節(jié)省能耗,降低成本。該技術(shù)由英國(guó)Osprey金屬公司首創(chuàng),所以又Osprey工藝[5]。然后,經(jīng)600℃和1150℃二段預(yù)熱,熱裝機(jī)進(jìn)行熱等靜壓,產(chǎn)品密度可達(dá)理論密度。瑞典公司則采取了不同的生產(chǎn)工藝。美國(guó)增禍公司粉末成型的工藝是將粉末裝入鋼包套,脫氣密封之后,直接裝入熱等靜壓機(jī)加溫加壓使之致密成粉末高速鋼。鋼在熔煉之后,于高壓氣體霧化制取預(yù)合金高速鋼粉末,每一個(gè)粉末顆粒實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)微小的鋼錠。m），分布均勻；(2)可磨削性好；(3)韌性好；(4)熱處理時(shí)淬硬速度快，在整個(gè)截面上硬度分布均勻；(5)熱處理后變形小而均勻，保持截面圓度好；(6)能生產(chǎn)出常規(guī)鑄鍛工藝不能生產(chǎn)的更高合金含量的高速鋼。它是快速凝固技術(shù)在工業(yè)上成功應(yīng)用的首例冶金材料。這種方法使用了較多的返回廢鋼,降低了成本。我國(guó)特殊鋼廠也多是用電弧爐冶煉高速鋼,生產(chǎn)大斷面材采用電渣重熔。德國(guó)和奧地利一些廠家曾進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究,但僅奧地利BREITENFELD廠(勃來(lái)登弗勒德廠有試驗(yàn)成功的報(bào)道〕,并已正常生產(chǎn)?，F(xiàn)在國(guó)外一些廠家還采用了爐外精煉,這對(duì)于一些特殊品種的高速鋼來(lái)說(shuō)非常必要,例如雙金屬帶鋸用高速鋼材,要求鋼很純凈,氣體含量很低。目前生產(chǎn)高速鋼的企業(yè)已多達(dá)10余家[4]。目前已形成規(guī)模的企業(yè)有江蘇夭工實(shí)業(yè)公司、江蘇飛達(dá)集團(tuán)和河北冶金科技等單位。一批地方企業(yè)、研究院所和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)異軍突起,瞄準(zhǔn)高附加值的高速鋼產(chǎn)品,建設(shè)生產(chǎn)線(xiàn)。一些重點(diǎn)特鋼企業(yè)如上海五鋼集團(tuán)公司、撫順特殊鋼有限公司、大冶特殊鋼有限公司也積極生產(chǎn)開(kāi)發(fā)高速鋼,長(zhǎng)城特殊鋼公司、貴陽(yáng)鋼廠、西寧特殊鋼有限公司、本鋼特鋼公司等企業(yè)也生產(chǎn)少量高速鋼。約占世界高速鋼產(chǎn)量的1/10。世界上生產(chǎn)高速鋼的著名企業(yè)有瑞典的ASSAB公司、法國(guó)的ERASTEEL公司、日本的HITACHI公司、德國(guó)的THYSSEN公司、美國(guó)的CRUCIBLE公司等,這些企業(yè)基本上都是專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)[3]。 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀高速鋼生產(chǎn)1898年從年開(kāi)始,已走過(guò)了100年的發(fā)展歷程。m，由于組織均勻碳化物細(xì)小，使粉末冶金高速鋼的硬度和韌性大幅度提高，而且耐磨性比熔煉型高速鋼優(yōu)良。用冶煉鑄錠鍛造工藝生產(chǎn)的高速鋼，不可避免地存在著碳化物的偏析，粉末冶金高速鋼從根本上解決了高速鋼中碳化物分布不均及碳化物級(jí)別均為1級(jí)，其尺寸大約為2～5181。(3)%～%左右，而其他合金元素基本不變，已用于生產(chǎn)的有日本的SKH2R、SKH3R及我國(guó)的6W6Mo5Cr4V等。(2)高生產(chǎn)率高速鋼又稱(chēng)超硬高速鋼，它是在一般的通用型高速鋼中加入一些Co、V、Si、Al等合金元素以提高高速鋼的紅硬性和耐磨性，主要用來(lái)制造切削難加工材料的刀具，比通用型高速鋼刀具具有更高的切削速度和耐用度。M2就是當(dāng)時(shí)研制成功的典型鎢鉬系高速鋼。T1是使用最早的鎢系高速鋼，直到50年代，此類(lèi)高速鋼仍為世界各國(guó)廣泛應(yīng)用。根據(jù)刀具專(zhuān)家的分析圖,在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái),高速鋼在刀具材料中的特殊地位不可能被其它刀具材料所取代[1]。、硬質(zhì)合金、和陶瓷材料情況的統(tǒng)計(jì)表,是由世界最大高速生產(chǎn)廠家一奧地利伯樂(lè)百特種鋼公司統(tǒng)計(jì)的。高速鋼發(fā)明至今已近百年主要用作各類(lèi)機(jī)床切削工具。當(dāng)車(chē)削速由10～20m/min增加到50～80m/min時(shí)刃具刃部的溫度由200～300℃增至500～800℃。 本 科 畢 業(yè) 論 文 第 35 頁(yè) 共 36 頁(yè)1 緒論 高速鋼 高速鋼簡(jiǎn)介高速鋼又被稱(chēng)為風(fēng)鋼或鋒鋼，意思是淬火時(shí)即使在空氣中冷卻也能硬化，并且很鋒利。高速鋼是適應(yīng)高速切削而發(fā)展起來(lái)的刃具鋼。碳素刃具鋼和低合金刃具鋼，200～300℃即開(kāi)始軟化，而高速鋼在500～600℃，仍能保持較高的硬度（60HRC左右），因此高速切削刀具一般都采用高速鋼制造。在高速鋼之后相繼有硬質(zhì)合金、陶瓷和聚晶金剛石等切削材料間世但高速鋼在切削材料領(lǐng)域中始終保持著特殊的領(lǐng)先地位。從表中可見(jiàn),除車(chē)刀外,其它各種刀具主要都是用高速鋼制造的,尤其是螺紋刀具、齒狀刀具和拉刀等精密復(fù)雜刀具。 主要加工刀具應(yīng)用的材料銷(xiāo)售金額比例，%刀具名稱(chēng)應(yīng)用的刀具材料占刀具材料總售金額的比例每種刀具材料所占銷(xiāo)售金額比例陶瓷高速鋼硬質(zhì)合金車(chē)刀2521781麻花鉆230964攻絲刀具2001000刀頭與銑刀1206040齒狀刀具0982鉸刀06040拉刀01000 高速鋼鋼種目前的高速鋼五大類(lèi)：(1)通用型高速鋼是指世界各國(guó)生產(chǎn)量較大用途較廣且價(jià)格低廉的一類(lèi)高速鋼，代表鋼種有W18Cr4V（美國(guó)T1）、W6Mo5Cr4V2等。50年代后期，由于世界范圍的鎢元素緊缺導(dǎo)致 T1價(jià)格不斷上漲，與此同時(shí)，鉬礦資源不斷被開(kāi)發(fā)，因而促進(jìn)了鉬系、鎢鉬系高速鋼的研發(fā)。目前歐美較多國(guó)家已用鎢鉬系高速鋼部分或全部取代了T1。超硬高速鋼的類(lèi)型較多，目前應(yīng)用較多的有鈷高速鋼、高碳高釩高速鋼及鋁、硅高速鋼等。(4)粉末冶金高速鋼是較先進(jìn)的高速鋼生產(chǎn)方法。m；而熔煉的高速鋼中的碳化物尺寸為12～30181。目前，粉末冶金高速鋼除用于制造切削刀具外，還用于制造精密模具，此外，象冷軋輥、冷鍛工具及切割機(jī)刀片等均可應(yīng)用粉末冶金高速鋼，而且取得了良好的效果[2]。世界每年生產(chǎn)高速鋼近30萬(wàn)噸,鋼材在20萬(wàn)噸以上。近兒年來(lái),我國(guó)年產(chǎn)高速鋼約3萬(wàn)噸,。大連鋼鐵集團(tuán)公司和河北冶金科技公司是原冶金部布點(diǎn)的重點(diǎn)高速鋼生產(chǎn)企業(yè),其產(chǎn)量、品種、質(zhì)量一直處在領(lǐng)先地位,為我國(guó)工具行業(yè)提供了大量?jī)?yōu)質(zhì)的高速鋼,為國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了巨大的貢獻(xiàn)。改革開(kāi)放以來(lái),特別是近幾年來(lái)在高速鋼生產(chǎn)市場(chǎng)的格局上發(fā)生了很大的變化。這些企業(yè)發(fā)展的速度很快,有的已形成了規(guī)?；a(chǎn),成為高速鋼生產(chǎn)的新生力量,已占全國(guó)高速鋼生產(chǎn)的。大連地區(qū)、重慶地區(qū)及江蘇揚(yáng)中、江陰等地區(qū)也生產(chǎn)一定量的高速鋼。 高速鋼的生產(chǎn) 高速鋼冶煉高速鋼多用電弧爐冶煉,用精鍛機(jī)或汽錘鍛。連鑄能大幅度提高高速鋼的成材率,但難度很大。采用電渣重熔和快鍛機(jī)加精鍛機(jī)的鍛造方法生產(chǎn)高速鋼大斷面材,取得了良好的效果。一些中、小型鋼廠采用了感應(yīng)爐加電渣爐的方法生產(chǎn)高速鋼,每年產(chǎn)量約數(shù)千噸。70年代初，由于氣體霧化制粉盒熱等靜壓技術(shù)的進(jìn)步，誕生了粉末高速鋼。粉末高速鋼具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)碳化物顆粒尺寸細(xì)小（最大約3181。氣體霧化粉末高速鋼的生產(chǎn)工藝主要包括兩個(gè)步驟：(1)霧化制粉。由于凝固的速度很快,使結(jié)晶組織很細(xì).(2)粉末成型。然后剝掉鋼包套,可以鍛或軋成材。為提高生產(chǎn)效率,該公司把理論密度的裝粉包套先冷等靜壓至理論密度,以提高其導(dǎo)熱率。還有一種噴射沉積技術(shù)可用于生產(chǎn)高速鋼。其原理也是利用氣體噴吹液態(tài)金屬使其霧化并直接沉積在一定形狀的收集器上,從而形成高密度預(yù)形坯。用噴射沉積技術(shù)生產(chǎn)的高速鋼碳化物分布均勻,顆粒細(xì)小（約6～10181。 高速鋼鍛造高速鋼屬于高碳、高合金特殊鋼，在退火狀態(tài)甚至在淬火狀態(tài)仍有大量碳化物，因此其具有與眾不同的使用性能和良好的熱加工工藝性能。嚴(yán)重的碳化物不均勻性使鍛造時(shí)金屬塑性降低，應(yīng)力集中易產(chǎn)生開(kāi)裂，綜合力學(xué)性能與耐磨性差，從而降低了刀具使用壽命。當(dāng)鍛件無(wú)碳化物均勻度要求，或原材料已達(dá)到要求級(jí)別時(shí)，大體可以直接采用原材料或簡(jiǎn)單鍛造成形。當(dāng)簡(jiǎn)單成形不能滿(mǎn)足碳化物均勻性要求時(shí)，就必須采用特殊鍛造方法，來(lái)改善碳化物均勻性與鋼材纖維方向，以提高工具綜合力學(xué)性能。(2)單十字鐓拔。(4)對(duì)角線(xiàn)反復(fù)鐓拔等。但大多數(shù)工廠通常采用的工藝是不變方向反復(fù)鐓拔，基本上能滿(mǎn)足要求，而且操作比較簡(jiǎn)單，產(chǎn)生裂紋等缺陷較少[7]。自由鍛造一般使用上下平砧進(jìn)行鍛造。而徑向鍛造一般采用四個(gè)錘頭，四個(gè)錘頭在同一平面內(nèi)分成兩組，錠料或坯料在兩個(gè)方向上受壓，其寬展塑性變形受到工具的限制，極大地提高了金屬的鍛造效率[8]。例如液壓式徑向鍛造機(jī)鍛造難變形的高溫合金GH4169，由220mm方坯鍛到直徑140的棒料，從第3道次開(kāi)始，表面溫度升高40～50℃，為了控制終鍛溫度，需要停留一段時(shí)間進(jìn)行最后道次的變形。高合金鋼，尤其是高速工具鋼（W6Mo5Cr4V2）、高合金冷作模具鋼（Cr12Mo1V1）等，因含有大量的合金元素，造成較為嚴(yán)重的成