購買時可以參考相關(guān)價格表，但這只是特定時間內(nèi)的價格情況，價格會有波動。具體購買要以實際成本為準(zhǔn)。對三種粉末ASP2053、ASP2030和ASP2052進行了鋼板鉆孔試驗。高速鋼來替代國內(nèi)生產(chǎn)。高速鋼M2Al，發(fā)現(xiàn)其壽命比M2Al短，并分析了原因。
關(guān)鍵詞:粉末冶金高速鋼；M2Al耐磨性；試驗
表1各種鋼的化學(xué)成分和熱處理硬度
序號鋼種化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)HSSPM淬火回火硬度HR CCW mocr VCO 1 m2al 1 . 16 . 15 . 04 . 12 . 0 al 1.066 ~ 672m 20.856 . 15 . 04 . 12.064 ~ 653 ASP 20532.484 . 23 . 14 . 28 . 0√。5√676 ASP 20521 . 610 . 52 . 04 . 85 . 08 . 0√677 XV c 51.25103.54 . 23.510√678 yxm 601.055 . 56.54 . 21.78 . 0679 Cr 12 mov 1.51 . 0120.3510s uh 34 Cr 11 si 2 mo 0.41.011 si 2 u 7
(2)從表1的鋼成分來看，ASP2053的各合金元素含量高于301鋼熱處理后的含量，但其560℃以上回火后的硬度低于301鋼。現(xiàn)在試著用回火后的碳化物組成相來解釋(見表3)。
淬火后ASP2053鋼的未溶碳化物中只有巨量(14.7%)的高硬度(2800HV)MC，而沒有M6C，它是鋼水霧化過程中直接從液相中析出的先共晶碳化物。其化學(xué)成分中的合金元素主要是釩，還含有一定量的W和Mo元素(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，20%左右)。這大大減少了主要由W和Mo組成的M6C碳化物的量。在1180℃淬火加熱時，這少量的M6C碳化物全部溶解到奧氏體中(未達到W和Mo在1180℃的飽和溶解度)，所以表3中淬火后的ASP2053鋼中沒有未溶解的初生M6C碳化物。相反，雖然301鋼中W和Mo元素的總含量低于ASP2053鋼，但其低V含量使得1.7%的未溶解初生MC碳化物(見表3)只需要少量的W和Mo， 而301鋼有足夠的M6C碳化物，使溶解在奧氏體中的W、Mo元素在淬火加熱時達到飽和，還有1.3%的未溶解M6C。
ASP2053在1180℃淬火時，奧氏體中溶解的W、Mo元素含量低于301鋼，為0.7% W、1.1% Mo [1](質(zhì)量分?jǐn)?shù))(該值低于M2鋼的正常值0.8% W、1.67% Mo(1230℃淬火))。淬火后ASP2053奧氏體中W、Mo含量較少，使其硬度低于301鋼，在560 ~ 620℃回火時甚至低于M2Al鋼[1]。
鋼軌U75V鋼熱處理后，顯微組織中高硬度(960HV，相當(dāng)于67HRC)的細(xì)晶碳化物(20 ~ 25μ m× 0.2 ~ 0.4μ m)尺寸大于HSSPMASP2030刀具中的碳化物(φ 1 ~ φ 2μ m)。在切削過程中，刀具切削刃上略突出于基體的微小碳化物，不得不被導(dǎo)軌上細(xì)長高硬度的Fe3C碳化物刮擦，并被巨大的切削力推動，使切削刃上的微小碳化物迅速脫落，撕裂HSS晶界，使晶粒缺失，使刀具磨損。
表2幾種高速鋼不同回火溫度下的硬度
注:1.301鋼為低合金。高速鋼W3Mo2Cr4VSi，見表1。
2.鋼級代號下標(biāo)的淬火溫度為℃。
高速鋼的回火硬度HRCM2Al(1220℃)回火溫度/℃×1h×2次。M2Al和ASP2053之間的硬度差是. 564...53 ...8 ASP 2053 (180攝氏度)ASP 2030 (1180攝氏度)M2 (1240攝氏度)301 (180攝氏度)
表3淬火后的幾種高速鋼未溶解的一次碳化物數(shù)量(體積分?jǐn)?shù)，%)
注:1。ASP 2053/2030的組成如表1所示。
2.鋼級代號下標(biāo)的淬火溫度。
ASP2053M2AlASP2030M2301碳化物(1180℃)(1220℃)(1180℃)(1205℃)(1180℃)硬度hvm6c 7 . 967 . 01 . 31600 MC 14 . 72 . 158636060606
M2Al鋼是一種常見的冶煉高速鋼，其碳化物尺寸比HSSPM的大，表面積更大，與高速鋼基體的結(jié)合力更強，不易因切削力而脫落。因此，雖然ASP2030比M2Al鋼含有更多的高硬度MC碳化物(2800HV)，但兩種鋼的熱硬度幾乎相同(見表2)，但兩種鋼的實際切削壽命幾乎相同。由于ASP2030鋼的單價幾乎是M2Al鋼的8倍，兩種鋼材的性價比相差很大，所以HSSPMASP2030不能代替M2Al作為鋼板鉆來鉆鋼軌。
HSSPMASP2052(見表1)用作鋼板螺旋鉆的開槽刀(φ63mm)。銑削螺旋槽的銑刀是各刀具廠用于鋼材熱處理的自用刀具asp2053，一般材質(zhì)為M2-HSS。因為工件是高速鋼，所以磨損很快。為了延長M2Al鋼板鉆銑插齒刀的使用壽命，嘗試將插齒刀材質(zhì)從M2更換為HSSPMASP2052。ASP2052是高速滾齒滾刀和干切滾齒滾刀的材料(見表1)。它是一種高釩(5%)和高鈷(8%)的高性能高速鋼。M2、ASP2052和M2Al的特性見表5。
高碳M2AlHSS的退火組織難以加工。
(1)大量高硬度碳化物顆粒的總量為23.5%(體積分?jǐn)?shù)，%)，而一般工程材料的數(shù)值很低(見圖4)。
(2)普遍性高速鋼鉻的碳化物是M23C6(硬度1000HV)，高碳高速鋼中是M7C3(硬度1800HV)。
(3)有較大的碳化物(12 ~ 16微米)，形成硬點。
表4M2Al、ASP2030和U75V材料性能特征
?、俅慊饻囟葹?180℃。
?、垡娊鹣鄨D1 ~圖3。
鋼板鉆孔材料鋼軌材料HSP masp 2030 m2 alu 75v項目1號硬度66 ~ 67HRC 66 ~ 67HRC > 360 ~ 380HB W2材料組織③淬火回火馬氏體中碳化物總量+未溶碳化物> 80%片狀+球狀珠光體(體積分?jǐn)?shù)，%) 11102 ~ 12m6ccm6ccm6cm CMC細(xì)長Fe3C657.92.1≈10碳化物硬度HV數(shù)各種碳化物(體積分?jǐn)?shù)，%)4細(xì)長Fe3C20 ~ 35(中
圖1M2Al淬火和回火顯微組織
圖2 U75V鋼軌結(jié)構(gòu)
圖3淬火和回火后3ASP2030的顯微組織
圖4M2Al退火微結(jié)構(gòu)
表5M2、ASP2052和M2Al的材料性能特征
?、俅慊饻囟葹?240℃。
?、鄞慊饻囟葹?230℃。
本項目銑刀材料鋼板鉆孔材料HSP masp 2052 m2 mal 1硬度66 ~ 67 HRC 64 ~ 66 HRC 240 ~ 250 HB W2組織淬火回火馬氏體+未溶碳化物退火索氏體+碳化物3組織中總碳化物含量(體積分?jǐn)?shù)，%) 14.5①8.5③23.5②M6 cmcm 6cm 6cm 23 C6+m7c 3 MC 59 . 57 . 01 . 51472.5碳化物硬度HV ~各種碳化物的數(shù)量(體積
MSHspXVC 5和YXM60的調(diào)質(zhì)硬度為66 ~ 67 HRC，均具有良好的熱硬度。首先加工的材料是耐磨冷加工。模具鋼退火硬度為240HBW的Cr12MoV(見表1)。HSSPMXVC5的切削壽命只有YXM60的60%，低很多。原因是Cr12MoV的退火組織中存在18%(體積分?jǐn)?shù))的高硬度M7C3碳化物，其硬度達到1800HV，粒度達到18 ~ 24微米，有大量大顆粒。
這個例子的結(jié)果和本文的論證是一樣的。另一種加工材料是回火至硬度為345HBW的耐熱鋼4Cr11Si2Mo(見表1)，其顯微組織為索氏體和鐵素體。HSSPMXVC5的切削壽命是YXM60的140%，高出很多。正因如此，耐熱鋼的調(diào)質(zhì)硬度高達345HBW，使端銑刀的切削力提高了50%左右(相對于170HBW的硬度)。粉末冶金調(diào)質(zhì)高速鋼的力學(xué)性能優(yōu)于普通熔煉高速鋼，尤其是韌性。這減少了在端銑刀邊緣的微切屑邊緣asp2053鋼的熱處理，減少了工具磨損并延長了工具壽命。
另一方面，本文鋼軌的硬度高達360 ~ 380 HBW，應(yīng)該有利于HSSPMASP2030鋼板鉆頭的工作壽命，但U75V鋼軌粗大的Fe3C硬質(zhì)合金仍導(dǎo)致其失效。順帶一提，本文提到的HSSPMASP2030、ASP2052、ASP2053都是銷量不錯的知名品牌HSSPM，都有很多可以發(fā)揮效力的場合。
碳化物均勻細(xì)小的“高速切削刀具”不適于加工普通熔煉。高速鋼(例如M2，W9)，高性能高速鋼(如M2Al、M35)、高鉻冷加工模具鋼(如Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1)、共析調(diào)質(zhì)鋼軌U75V等。這些加工材料的共同特點是顯微組織中存在大量高硬度碳化物。
參考資料:
[1]吳立志。低合金高速鋼淺談組織、性能與合金化[J].河北冶金，1991年2月。
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