1．引言

　　機(jī)用絲錐傳統(tǒng)用材料以W6Mo5Cr4V2高速鋼居多猫荤，這一類(lèi)鋼具有良好的紅硬性和耐磨性。但隨著對(duì)新材料研究的深入精者，對(duì)刃具材料提出了更高的要求，希望刃具的常溫和高溫力學(xué)性能得到顯著提高胰绢。為此在普通高速鋼的基礎(chǔ)上通過(guò)調(diào)整其化學(xué)成分杰笛，添加其他合金元素，制造出性能更加優(yōu)越的超硬高速鋼切省，如鈷高速鋼最岗、鋁高速鋼在銑刀、鉆頭等方面得到了很好的應(yīng)用朝捆，使用壽命成倍提高仑性，但在絲錐上的應(yīng)用研究較少。另外深冷處理亦對(duì)高速鋼刀具右蹦，如滾齒刀、銑刀歼捐、鉆頭等的使用壽命有不同程度的提高何陆。因此作者研究了超硬高速鋼和普通高速鋼絲錐的使用壽命及深冷處理對(duì)普通高速鋼絲錐使用壽命影響。

　　2．材料與試驗(yàn)方法

　試驗(yàn)材料試驗(yàn)用鋁高速鋼為成都工具研究所提供的W6Mo5Cr4V2Al豹储，鈷高速鋼為M35(美國(guó)牌號(hào))贷盲，普通高速鋼為W6Mo5Cr4V2。

　　鈷高速鋼剥扣、鋁高速鋼與普通高速鋼的淬火

　　淬火工藝如下：鈷高速鋼820℃ 預(yù)熱巩剖，1,240℃加熱，600℃分級(jí)后空冷钠怯；鋁高速鋼850℃預(yù)熱佳魔，1,200℃加熱保溫，550～600℃分級(jí)后空冷福信；普通高速鋼820℃預(yù)熱惧仪，1,190℃加熱，600℃分級(jí)后空冷(時(shí)間分別為預(yù)熱10min蹲楷，加熱5min蠕艳，分級(jí)5min)。淬火后分別用XJG-05型光學(xué)顯微鏡觀察組織茬蒿，比較晶粒大小磺则。

　　紅硬性對(duì)比試驗(yàn)

　　根據(jù)紅硬性試驗(yàn)方法閉將淬過(guò)火的普通高速鋼和鋁高速鋼試樣分別在600、625和650℃加熱保溫4h附扭，然后空冷至室溫牧俩，測(cè)量硬度值，重復(fù)三次颈有。

　　絲錐切削性能對(duì)比試驗(yàn)

　　將普通高速鋼與鋁高速鋼制成?6mm機(jī)用絲錐虚育，根據(jù)GB/T969-1994規(guī)定的切削規(guī)范進(jìn)行試驗(yàn)疲狼，切削在臺(tái)鉆上進(jìn)行，被加工材料為45鋼衣式，硬度170HB寸士，切削速度為5.3m/min(即280r/min)，切削深度8mm碴卧，冷卻液(乳化液)流量為5L/min弱卡。

　　再將普通高速鋼與鈷高速鋼制成?8mm全磨制螺旋槽絲錐進(jìn)行切削試驗(yàn)，切削在Z305鉆床上進(jìn)行住册，被加工材料為1Cr18Ni9Ti不銹鋼婶博，硬度190HB，切削速度采用4.8m/min(即190r/min)荧飞，切削深度8mm凡人，冷卻液流量為5L/min。

　　深冷處理及切削試驗(yàn)比較

　　將?6mm與?8mm各5支普通高速鋼絲錐放入-196℃液氮中進(jìn)行24h深冷處理叹阔，取出置于空氣中挠轴，與未進(jìn)行深冷處理的絲錐進(jìn)行切削對(duì)比試驗(yàn)。切削在Z535立式鉆床上進(jìn)行耳幢，被加工材料為Cr12MoV岸晦，硬度250HB，切削速度260r/min痪僵，切削深度30mm螃浑，冷卻液流量1L/min。用S-2700掃描電鏡觀察W6Mo5Cr4V2深冷前后的組織變化暮诫。

　　3．試驗(yàn)結(jié)果與分析

　　顯微組織

　　鈷高速鋼晶粒最大(奧氏體晶粒度10級(jí))诵城，普通高速鋼晶粒次之(奧氏體晶粒度11級(jí))，鋁高速鋼的晶粒最細(xì)小(奧氏體晶粒度12級(jí))霜售。鈷高速鋼的淬火組織為淬火馬氏體瑟毡、碳化物及殘余奧氏體，晶粒大的原因與鈷的加入有關(guān)矿退，與普通高速鋼相比鎢的含量減少了伸果，而鉬的含量增加了，另外鈷在高速鋼中不形成碳化物跪篷，絕大部分溶于固溶體刊搁，鈷使萊氏體共晶的熔化溫度提高，淬火溫度相應(yīng)升高桃姐，易使晶粒發(fā)生粗化現(xiàn)象钻局。鋁高速鋼的淬火組織為隱針馬氏體＋殘余奧氏體以及少量共晶碳化物。鋁高速鋼在淬火狀態(tài)出現(xiàn)新的碳化物相口柳，即g-VC相苹粟，這是一種含鋁或鉻的碳化物相有滑，它在晶粒內(nèi)部彌散析出，亦可沉積于M6C上嵌削，但含鋁量不宜過(guò)高毛好，若含量超過(guò)4%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時(shí)則形成含鋁的碳化鐵，質(zhì)硬而脆苛秕。

　　使用壽命

　　?6mm普通高速鋼絲錐平均切削1,126個(gè)孔(5個(gè)絲錐分別為1,124肌访、1,140、1,092艇劫、1,106吼驶、1,168) ，而鋁高速鋼絲錐平均切削1,400 個(gè)孔(5個(gè)絲錐分別為1,410店煞、1,396蟹演、1,382、1,428顷蟀、1,386) 轨帜，后者比前者切削壽命提高24%。這是因?yàn)殇X高速鋼中鋁能提高鎢庵坛、鉬在鋼中的溶解度，產(chǎn)生固溶強(qiáng)化象瓤，同時(shí)鋁的化合物在鋼中起“釘扎”作用恼睹。鋁的加入增加了高速鋼中碳化物的析出量，提高了鋼的抗回火性和紅硬性叨林，故鋼的常溫狞衷、高溫硬度和耐磨性均能提高，強(qiáng)度和韌度也都比較高料鲫。另外久耍，鋁的加入使刀具切削時(shí)不產(chǎn)生鋼屑粘刀現(xiàn)象，從而提高了生產(chǎn)效率閉肝慕。

　　?8mm普通高速鋼絲錐平均切削壽命為188 個(gè)孔(3個(gè)絲錐分別為196椭皿、180、188) 孟景，鈷高速鋼絲錐切削壽命達(dá)到406個(gè)孔(3個(gè)絲錐分別為404刻渔、376、440)让腹，是前者的2.16倍远剩。切削完后觀察發(fā)現(xiàn)前者刃部有磨損，后者基本沒(méi)有磨損骇窍。因?yàn)楦咚黉撝屑尤脞捒梢源龠M(jìn)回火時(shí)從馬氏體中析出鎢瓜晤、鉬碳化物锥余，提高彌散硬化效果，并提高熱穩(wěn)定性痢掠，故能提高常溫驱犹、高溫硬度及耐磨性。增加含鈷量志群，同時(shí)還可以改善鋼的導(dǎo)熱性着绷，降低刀具、工件間的摩擦因數(shù)锌云。因此含鈷高速鋼與普通高速鋼相比使用壽命大大提高了荠医。

　　深冷處理前后組織與切削壽命比較

　　深冷處理前(即淬火＋三次回火)碳化物顆粒的平均直徑約為1.4μm ，深冷處理后碳化物顆粒平均直徑約為1.0μm 桑涎，顆粒直徑大約下降30%彰莲，而且彌散均勻分布，析出的碳化物的顆粒明顯增多烈瘸。

　　?6mm高速鋼絲錐深冷處理前平均加工45.2個(gè)孔(5個(gè)絲錐分別為45泳疗、38、50范般、45驹莽、48)，深冷處理后平均加工62.2個(gè)孔(5個(gè)絲錐分別為67钟展、72烙巩、54、60肢钙、58)距堂，壽命提高38%。?8mm絲錐在深冷前可加工27.8個(gè)孔(5個(gè)絲錐分別為20遍削、26吹夏、30、28子擅、30)弟孟，而深冷處理后為40.4孔，是前者的1.45倍样悟，可見(jiàn)深冷處理能夠較大地提高絲錐的切削壽命披蕉。

　　高速鋼淬火后的組織為高碳高合金馬氏體、未溶碳化物及大量的殘余奧氏體乌奇，在560℃回火過(guò)程中馬氏體中析出大量彌散細(xì)小的碳化物没讲，回火冷卻過(guò)程中部分殘余奧氏體發(fā)生二次淬火，轉(zhuǎn)變?yōu)?二次)馬氏體，在第二次回火中又從馬氏體中析出大量彌散細(xì)小的碳化物爬凑，同時(shí)殘余奧氏體繼續(xù)發(fā)生向馬氏體的轉(zhuǎn)變徙缴，這樣經(jīng)過(guò)三次回火后，殘余奧氏體含量(體積分?jǐn)?shù))由25%～30%下降到1.5%嘁信，整個(gè)組織為回火馬氏體基體上分布著大量彌散細(xì)小均勻的碳化物及極少量的殘余奧氏體于样。

　　將淬火與三次回火的絲錐放到-196℃液氮中，碳原子擴(kuò)散困難潘靖，升至室溫過(guò)程中穿剖，碳原子擴(kuò)散加快；回火馬氏體中含碳量為0.2%～0.25%泛汁，鐵素體含碳量低于0.008%刽巍。回火馬氏體處于不穩(wěn)定狀態(tài)寿经，仍處于一定的過(guò)飽和狀態(tài)鹦堕，進(jìn)一步分解析出超微細(xì)碳化物，微細(xì)碳化物的析出阻止因溫度上升而引起的組織長(zhǎng)大和碳化物粗化剖坟，而殘余奧氏體數(shù)量較少(約1.5%)辆雇，據(jù)研究深冷處理前后殘余奧氏體量變化不大，因此可認(rèn)為奧氏體在整個(gè)深冷過(guò)程中基本沒(méi)有變化绪桑。這樣深冷后的組織應(yīng)為回火馬氏體基體上分布著原來(lái)的碳化物(三次回火后析出的)和深冷后馬氏體中析出的超微細(xì)碳化物完冻，以及極少量的殘余奧氏體。因?yàn)橛谐⒓?xì)碳化物的彌散析出猴试，導(dǎo)致硬度逐豆、強(qiáng)度、韌度忽仗、紅硬性、耐磨性均相應(yīng)得到提高浦译。

　　結(jié)論

　　鋁高速鋼紅硬性比普通高速鋼有顯著提高棒假，鋁高速鋼絲錐比普通高速鋼絲錐使用壽命提高24%。

　　鈷高速鋼絲錐與普通高速鋼絲錐相比使用壽命提高1倍以上精盅。

　　對(duì)普通高速鋼絲錐成品直接進(jìn)行深冷處理帽哑，可提高絲錐的切削壽命，效果明顯叹俏，易于操作妻枕，工藝簡(jiǎn)單可行，成本低粘驰。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開(kāi)資料來(lái)源于互聯(lián)網(wǎng)屡谐，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享，并不代表本站贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，也不構(gòu)成任何其他建議愕掏。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布度秘、編輯整理上傳，對(duì)此類(lèi)作品本站僅提供交流平臺(tái)饵撑，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)剑梳。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻、圖片拙故、文字如涉及作品版權(quán)問(wèn)題窃德，請(qǐng)第一時(shí)間告知，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容亮倍，以保證您的權(quán)益忆颇！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。