高速鋼刀具硬度與熱處理 硬度是材料抵抗表面層局部塑性變形的能力。到目前為止，唯有硬度這個參數能直接反映材料表面層以及表面耐磨層的機械與工藝特性。現就高速鋼刀具的硬度與熱處理問題，談點膚淺看法。 1常用高速鋼刀具硬度推薦值 通用高速鋼(HSS) 淬火回火后的硬度可達63～67HRC，高性能高速鋼(HSS-E) 、粉末高速鋼(SPM) 可達66～70HRC。對于在一定切削條件下的刀具來說，必定有一個恰當的硬度值。對一般刀具來說，若采用HSS硬度控制在65～66HRC 較好，而M42之類的HSS-E硬度雖可達到69～70HRC，但實際上此類刀具的硬度范圍為66～67HRC。 2刀具的硬度和韌性的關系 硬度和韌性是集中在刀具上一對為突出的矛盾，刀具材料從碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質合金發展到當前的陶瓷、立方氮化硼等超硬材料，刀具的硬度越來越高，韌性卻越來越差。從某種意義上講，謀求刀具的高韌性比高硬度難得多。在高速鋼刀具產品中，只對硬度作具體規定，用HSS制造的刀具，除鉆頭、中心鉆有下限硬度(HRCP63) 要求外，其余產品一律為63～66HRC，而對韌性未作任何要求。幾十年的實踐證明，過高的硬度反而使刀具的壽命下降。60年代初，全國工具行業總工程師會議曾決定，高速鋼刀具硬度超過66.5HRC 不得出廠。由于當時超硬高速鋼和粉末高速鋼還未應用，那樣的規定對促進刀具業的發展有指導意義。到了70年代，日本學者提出“對于一般刀具把硬度控制在65～66HRC”的觀點。從全國歷年刀具行評結果可知，凡獲一等品、優等品的高速鋼刀具，其硬度都在65HRC以上，足以說明，低硬度不可能高壽命。規定的硬度下限指標，筆者認為只是合格品的較低水平，如果連合格品標準也達不到，在市場競爭中就沒有立足之地。這里應該特別指出的是，同規格刀具，常因材料不同而使熱處理工藝各異，盡管硬度完全相同，但刀具壽命不盡相同，甚至有較大的差距，就是同爐號相同材料制造的同規格刀具，也會出現上述情況。硬度只是表面現象，金相組織才是本質的東西，光測硬度不看金相不可取。高硬度并非高壽命，刀具壽命的高低，還與原材料碳化物偏折、淬火晶粒度、碳化物溶解程度、回火情況、過熱級別等諸多因素有關。通過何種熱處理工藝達到工藝要求的硬度值，歷來是熱處理行家們關心的問題，其中淬火加熱溫度為重要，稍有疏忽，就會出現質量問題。常用高速鋼淬火溫度見表2。表2 常用高速鋼淬火溫度 牌號 W18Cr4V W6Mo5Cr4V2 W9Mo3Cr4V W2Mo9Cr4V W7Mo4Cr4V W4Mo3Cr4V W6Mo5Cr4V2Al 推薦淬火溫度(℃) 1260~1290 1210~1230 1220~1240 1180~1200 1210~1240 1160~1185 1200~1215 牌號 W2Mo9Cr4VCo8 W6Mo5Cr4V2Co5 APM23 HAP50 S390PM CPM M4 推薦淬火溫度(℃) 1160~1190 1190~1215 1170~1190 1180~1220 1190~1230 1170~1190 1.除大規格鉆頭、車刀以及滾刀淬火金相奧氏體晶粒度為9～9.5級外，其余刀具淬火金相宜控制在10～10.5級較妥： 2 粉末高速鋼淬火金相為10～11級： 3 回火溫度一般為550～560℃，回火4次。 高速鋼刀具的硬度是影響刀具壽命的主要指標，硬度高，耐磨，但韌性差。硬度過高在使用中易發生崩刃， 導致刀具性失效： 硬度適中，韌性好，使用中難免要磨損，但可以修磨使刀具恢復原有的功能。當被切削材料硬度高時，刀具的硬度取上限， 反之取中下限。硬度63～64HRC的刀具，雖然達到標準，但在實際使用中，壽命不會很高。