100年前，美國機械工程師泰勒(F. W Taylor)和冶金工程師懷特(M. White)在經(jīng)過廣泛而系統(tǒng)的切削試驗之后坠陈，確立了切削用高速鋼的最佳成分W18Cr4V(C 0.75%贝泞，W 18%，Cr 4.0%蘸错，V 1.0%)牡罚，當(dāng)時切削中碳鋼速度為30m/min，比之前提高了十幾倍冬溯。這一成果帶來了機械加工的劃時代革命缰伶，也因此使得刀具材料在進入19世紀后呈現(xiàn)出異乎尋常的發(fā)展速度，創(chuàng)造了前所未有的輝煌录教。100年來壮煎，盡管不斷出現(xiàn)各種新的刀具材料，但高速鋼依然沒有被歷史所淘汰字瘫，一直沿用并發(fā)展至今触迄，甚至曾長期占據(jù)霸主地位。

　　今天借街，我們重新審視高速鋼的發(fā)展惦参，或許將為刀具材料的進一步發(fā)展帶來一些有益的啟發(fā)。在此听想，也一并將趙炳楨悼做、吳元昌、趙步青哗魂、吳立志4位專家在河冶2006高速鋼應(yīng)用技術(shù)交流會上的演講內(nèi)容整理成文，以饗讀者漓雅。

　　很多人可能對刀具熱處理一般原則比較了解录别，但對刀具及刀具材料差異性熱處理研究不深。我本人從事熱處理工藝工作近40年邻吞，積累了不少成功經(jīng)驗和失敗教訓(xùn)组题，深感識別刀具和刀具材料的差異性、進行個性化操作的重要抱冷。下面就不同刀具的熱處理進行簡單介紹：

　　車刀條

　　按GB4211標準崔列，可將車刀條分為正方形和矩形兩種。車刀工作條件比較惡劣旺遮，一般不加冷卻液赵讯，有干切削、重切削耿眉、斷續(xù)切削边翼、高速切削等淳某，要求車刀應(yīng)具有高的耐磨性和高的紅硬性。針對上述情況徽七，熱處理工藝為：1230～1240℃高溫加熱奧氏體化馍上，金相級別可達8～9級，而后回火4次蛹柔，過熱3～4級(矩形車刀過熱1～2級)哑暮，最終組織硬度65～67HRC。實踐證明电尖，車刀過熱才經(jīng)久耐用奕碑，我在1988年曾對過熱5級的12×12方車刀進行壽命檢測，結(jié)果3條試樣都達一等品標準丛幌。

　　滾刀

　　滾刀屬于比較昂貴的金屬切削刀具鸣拦，要求具有高的紅硬性、耐磨性懒碍，所以淬火溫度比較高葱妒，但比車刀略低，常在1225～1230℃缝驳，580～620℃分級连锯，組織金相級別9.5～10級。第一次回火宜用350～380℃或二次貝氏體處理用狱，然后再進行550℃×1h的高溫回火3次运怖，過熱1～2級，甚至3級夏伊，最終組織硬度可達65HRC以上摇展。

　　滾刀雖然是容易處理的刀具，但對模數(shù)6以上的大滾刀溺忧，由于其硬度不高和鍵槽易裂的特點咏连，必須嚴加防范。

　　直齒三面刃銑刀

　　通常此類產(chǎn)品由于其切削速度快鲁森，切刀量大祟滴，對耐磨性、韌性要求相當(dāng)高歌溉，要求高硬度但又不能崩刃垄懂。筆者就曾多次處理過這樣的質(zhì)量問題：用戶對硬度64～65HRC的銑刀反應(yīng)是不耐磨，換用硬度66HRC的銑刀后痛垛，使用壽命成倍提高秋衡。同樣成分的材料，不同的熱處理產(chǎn)品可以有如此大的差別。直齒三面刃銑刀所采用的熱處理工藝是在1220～1230℃下淬火诀烫，金相級別9.5～10.5級榔况，回火3～4次，過熱1級勃拢，最終組織硬度為65～67HRC钩榄。

　　中齒鋸片銑刀

　　GB6120標準適用直徑32~315mm，厚度為0.3~6.0mm的中齒鋸片銑刀后涛，對特別大薄的銑刀熱處理工藝應(yīng)該個性化武也，通常對中齒鋸片銑刀的性能要求是韌性第一，但硬度不能太低口愁，一般在1205～1215℃時淬火耿逐，淬火組織金相級別達10~11級，然后分級等溫鸿挠、熱夾醇舶、回火4次，回火過程不準過熱宋梧，最終組織硬度64～66.5HRC匣沼。在這類刀具熱處理過程中，容易出現(xiàn)鍵槽易裂和平面度超差的問題捂龄。

　　大薄鋸片

　　由于裝璜及建筑行業(yè)的高速發(fā)展释涛，市場對Φ250～500×2mm大薄鋸片的需求量很大。該產(chǎn)品主要要求突出韌性倦沧，其次是耐磨性唇撬。相應(yīng)的熱處理工藝為1180～1200℃高溫加熱，260～280℃等溫展融，金相級別可達11～12級窖认，再回火4次，不準過熱告希，硬度可達62～65HRC耀态。成品若再經(jīng)蒸汽處理或氧氮化則效果更佳。

　　整體直柄麻花鉆

　　鉆頭是用得最多的孔加工工具暂雹，工作條件和其他刀具不同。當(dāng)進行鉆削時抱典，其切削部分深深地埋入金屬內(nèi)衔耕，切削條件比較苛刻，要求鉆頭有高的硬度和韌性绵另，兩者相比悬鲜，通常后者更重要些；而對于干切削，由于工件硬度高厉源，則是要求紅硬性第一既蛙。鉆頭一般采用的熱處理工藝為：先在1210～1225℃時淬火，淬火組織金相級別可達10.5～11級豆蝠，再回火3次蓖社，過熱2級，可得到硬度為63～66.5HRC的回火組織赛羡。

　　由于加工中心和數(shù)控機床的日益增多衍止，難加工材料與日俱增，對鉆頭的要求也越來越高词祝。同樣鉆頭园担，用法各異，熱處理工藝就截然不同枯夜，足以說明熱處理工藝個性化的重要弯汰。

　　拉刀

　　拉削加工廣泛應(yīng)用于汽車、航空等制造業(yè)湖雹。拉刀上排列著許多齒咏闪，由于拉削幅度很寬，齒增量逐步加大劝枣，即使在很小的進刀量情況下汤踏，其阻力也是相當(dāng)大的。正因為如此舔腾，拉削的速度一般比較慢溪胶，在拉削過程中，軸向承受很大的拉力稳诚，同時切削齒因受到工件的摩擦而產(chǎn)生熱量哗脖，所以拉刀除具有一般刀具的高硬度特點，更重要的是要有很高的強度和韌性扳还。拉刀常用的熱處理工藝為1205～1215℃油淬才避，兩次或三次分級冷卻，趁熱校直掰废，試樣淬火組織的金相級別10.5～11.5級棕优。每次回火后必須校直，硬度可達64～66.5HRC敢添。
目前熱處理存在的主要問題是硬度偏低不耐磨佣虑，其次是折斷，應(yīng)該視具體類型拉刀制訂相應(yīng)熱處理工藝季训。

　　機用絲錐

　　絲錐在切削過程中弧定，主要抗力是扭力矩，軸向力在各螺紋中已互相抵消。絲錐不需要紅硬性锡跺，韌性是第一指標章迎，所以淬火溫度比較低，晶粒號可控制得很細渴甜，但硬度不能低焚寂，必須符合國家標準。

　　現(xiàn)在由于采取了韌性化低溫淬火新工藝蟋定，與傳統(tǒng)工藝相比粉臊，淬火溫度降低了15～20℃，徹底解決了絲錐過熱驶兜、脆斷等弊病扼仲，實是一舉多得的好事。

　　我的個人體會是：硬度是表面現(xiàn)象抄淑，金相組織才是本質(zhì)的東西屠凶；我們追求高硬度，但不惟高硬度肆资；我們要求在金相組織理想(而非合格)的前提下矗愧，力求高硬度，達到硬度和金相的良好配合郑原。在這其中有幾個關(guān)鍵問題不能小視：

　　1）首先是不能混料唉韭，包括混爐號、混鋼號犯犁、混規(guī)格属愤。工具廠一定要分爐號管理，如果做不到就無法搞好熱處理口迟，比如成分都合格的M2鋼岗命，若用1220℃加熱淬火，便可能會出現(xiàn)9～12的6個晶粒號保蒲。

　　2）其次是不同冶煉方法影響熱處理工藝品救。用中頻冶煉加電渣重熔的鋼和電弧爐冶煉同成分的M2鋼，熱處理工藝應(yīng)有所區(qū)別贼卿。后者的淬火溫度應(yīng)適當(dāng)高些他景，同爐淬火前者易出現(xiàn)過熱等毛病。

　　3）第三是鍛造影響熱處理工藝彬率。同一規(guī)格托足、同成分的M2鋼制造同一規(guī)格刀具，鍛與不鍛鄙叼，熱處理工藝也不應(yīng)該相同，經(jīng)改鍛者，淬火溫度應(yīng)稍低些群娃。這些在制訂熱處理工藝時都要引起注意衅侥。

　　4）第四，返工件淬火溫度應(yīng)比常規(guī)淬火低8～15℃劫瞳。由于種種原因倘潜，少數(shù)返工在所難免，因而淬火前一定要搞清楚何種原因造成返工的志于，再則退火情況如何涮因，這樣才能對癥下藥。

　　第五伺绽，由于M2鋼淬火溫度帶比較寬养泡，從1180℃到1240℃跨度達60℃，而不同的刀具要求不同的性能奈应，所以熱處理工作者一定要弄清楚刀具加工對象什么性能最重要澜掩，把個性化指標落實到熱處理工藝中去，充分挖掘材料潛力杖挣。

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