金屬材料的磨損行為非常復雜,影響的內外因素很多,在刀具使用中更是如此。由于刀尖受極大應力,在高速切削下產生大量摩擦熱使刀尖承受很高的溫度,刀具磨損條件十分惡劣,在幾分鐘或最多幾小時就要磨鈍失效了,因此高速鋼的抗磨損能力即耐磨性有所不同。
在刀具切削條件下,高速鋼的耐磨性首先取決于高溫耐熱性,這包括高溫硬度與組織穩定性。一般說,在一定刀刃溫度下,刀刃耐磨性與該溫度下高速鋼的高溫硬度直接相關。含鈷高速鋼在500°C以下的高溫硬度并不明顯優于不含鈷的同類高速鋼,在同樣的熱處理硬度下其刀具在切削一般材料的耐磨性并不顯著優越,但是一旦提高切削速度、進刀量或切削難加工材料時,刀刃溫度迅速上升到550~600°C以上,此時鈷高速鋼的高溫硬度與耐熱性對耐磨性的影響就明顯顯示出來。高溫硬度與耐熱性取決于鋼的基體,與一次碳化物無直接關系。因此,對高速鋼刀具來說,不同刀具在切削受熱溫度下的基體硬度是決定該刀具耐磨性的首要因素,這時的磨損機理主要是黏附磨損。
高速鋼的韌性與分布在基體上的許多大小合金碳化物對耐磨性也起重要作用。高硬度材料的脆性易使刀刃在使用中產生微崩刃,而加快了磨損,尤其是在斷續切削的條件下。因此并不是硬度越高越耐磨,如果硬度提高而脆性增加的話,常常反而降低了耐磨性。
一次碳化物對耐磨性的影響也較復雜,這與它的大小、數量、分布特點以及本身的組分硬度等都有關系。粗大的一次碳化物對抗磨粒磨損有利,但并不有利于抗黏附磨損,而基體硬度對抗兩種磨損都起重要作用。高速鋼碳化物都是高硬度,其中MC碳化物的硬度最高,甚至超過砂輪硬度,因此高釩高速鋼在提高耐磨性(特別是抗磨粒磨損)的同時也增加了刀具磨削加工的難度。
在上圖幾種粉末高速鋼的性能比較中,我們可以看到STEEL PM60的耐磨損性是最好的,但其單價比較貴,STEEL PM23的整體性是比較穩定的,因此使用量也比其他幾種要大,銷售量也最好。
瑞典S?derfors Steel AB是當今世界上為數不多的第三代粉末鋼提供者,其前身為第三代粉末鋼生產線AST的發源地。世界上最早的三代粉末高速鋼的三條生產線,其中另外兩條隸屬于
Bohler (百祿)及Carpenter(卡朋特),他們均參考S?derfors Steel AB的生產線建造,因此,無論從質量或是熱處理工藝上,
S?derfors Steel AB 供應的粉末高速鋼與當今目前市場上最高端的粉末高速鋼(Bohler、Assab)均保持同一水平。
中瑞金屬長期與S?derfors Steel AB建立戰略伙伴關系,成為其大中國地區獨家總代理。中瑞將與S?derfors Steel AB
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