asp2053鋼葛利茲模具鋼材
模具鋼在購買的時候,大家會發現價格并不統一和固定,有的地方會高一點,而有的則可能要便宜一些,但實際報價還是要看廠家與產品質量,畢竟貪小便宜購買到劣質模具鋼結果往往是得不償失的,建議大家在實際購買的時候,一定要嚴格按照相關的標準去買,并到專業而正規的廠家去購買。摘要:鋼板鉆試用ASP2053、ASP2030、ASP2052三種粉末高速鋼來替代國產高速鋼M2Al,發現其壽命不及M2Al并分析原因。

關鍵詞:粉末冶金高速鋼;M2Al;耐磨性;試用
表1各鋼種的化學成分及熱處理硬度
編號鋼材牌號化學成分(質量分數,%)HSSPM淬回火硬度HRCCWMoCrVCo1M2Al1.16.15.04.12.0Al1.066~672M20.856.15.04.12.064~653ASP20532.484.23.14.28.0√.983.22.24.21.5Si1.0655ASP20301.286.45.04.23.18.5√676ASP20521.610.52.04.85.08.0√677XVC51.25103.54.23.510√678YXM601.055.56.54.21.78.0679Cr12MoV1.51.0120.3510SUH34Cr11Si2Mo0.41.011Si2.211U75V0.75Mn0.90.08Si0.740
(2)從表1的鋼材成分看,ASP2053的各個合金元素含量均高于301鋼,但其在560℃以上回火的硬度卻低于301鋼,現試用其回火后碳化物組成相來解釋(見表3)。
ASP2053鋼在淬火后未溶碳化物中只有數量巨大(14.7%)的高硬度(2800HV)MC,沒有M6C,此MC為鋼液霧化過程中直接從液相中析出的先共晶碳化物。其化學成分中合金元素以釩為主,也含有一定量的W和Mo元素(質量分數,約20%)。這大大減少了其后生成的以W和Mo為主的M6C碳化物數量。在1180℃淬火加熱時,此少量M6C碳化物全部溶入奧氏體(未達到W和Mo在1180℃的飽和溶解度),所以表3中ASP2053鋼在淬火后無未溶一次M6C碳化物。相反301鋼的W、Mo元素總含量雖較ASP2053鋼低,但其低的V含量,使1.7%的未溶一次MC碳化物(見表3),只需少量W和Mo,301鋼有足夠量的M6C碳化物,供淬火加熱時奧氏體溶入的W和Mo元素達到飽和,并有1.3%未溶M6C。
ASP2053在1180℃淬火加熱時溶入奧氏體中的W、Mo元素量低于301鋼的相應值,其量為W0.7%,Mo1.1%[1](質量分數)(此值已低于M2鋼的正常值W0.8%,Mo1.67%(1230℃淬火)。ASP2053淬火后奧氏體中W、Mo含量較少,使其在560~620℃回火時的硬度低于301鋼,更低于M2Al鋼[1]。
在鋼軌U75V鋼熱處理后,組織中高硬度(960HV,相當于67HRC)的細片狀碳化物(20~25μm×0.2~0.4μm)的尺寸比HSSPMASP2030刀具中的碳化物(φ1~φ2μm)尺寸大。在切削過程中,刀具刃口上微微凸起于基體的細小碳化物,要不斷經受鋼軌上長細高硬度Fe3C碳化物的刮削及巨大切削力的推擠,使刀具刃口上的微小碳化物較快脫落,撕裂HSS晶界,使晶粒缺失,而刀具磨損。
表2幾種高速鋼在不同回火溫度的硬度
注:1.301鋼為低合金高速鋼W3Mo2Cr4VSi,見表1。
2.在鋼種代號下標的為其淬火溫度℃。
HSS鋼材的回火硬度HRCM2Al(1220℃)回火溫度/℃×1h×2次M2Al與ASP2053的硬度差值.564...53...8ASP2053(1180℃)ASP2030(1180℃)M2(1240℃)301(1180℃)
表3淬火后幾種高速鋼的未溶一次碳化物數量(體積分數,%)
注:1.ASP2053/2030成分見表1。
2.在鋼種代號下標的為其淬火溫度。
碳化物ASP2053M2AlASP2030M2301碳化物(1180℃)(1220℃)(1180℃)(1205℃)(1180℃)硬度HVM6C7.967.01.31600MC14.72.151.51.72800總量14..53
M2Al鋼為普通熔煉HSS,其碳化物尺寸較HSSPM的粗大,其表面積大,與HSS基體結合力較強,不易受切削力推擠而脫落,因此盡管ASP2030比M2Al鋼有較多的高硬度MC碳化物(2800HV),二者的熱硬度也幾乎相同(見表2),但實際切削壽命兩種鋼幾乎相同。由于ASP2030鋼材的單價幾乎為M2Al鋼的8倍,使二者的性價比有較大差異,不能采用HSSPMASP2030替代M2Al做鉆鋼軌的鋼板鉆。
HSSPMASP2052(見表1)試用于鋼板鉆螺旋槽的銑槽刀(φ63mm)。銑螺旋槽的銑刀是各工具廠都要用到的自用刀具,一般用M2-HSS制造。由于被加工件也是HSS,故磨損較快。為提高M2Al鋼鋼板鉆銑槽刀壽命,試將銑槽刀材料由M2改用HSSPMASP2052。ASP2052為目前高速滾齒滾刀和干切滾齒滾刀的材料(見表1),其是高釩(5%)高鈷(8%)高性能HSS。M2、ASP2052和M2Al三種材料的特征見表5。
高碳M2AlHSS退火組織難加工的特點為:
(1)大量高硬度碳化物質點總量達23.5%(體積分數,%),而一般工程材料此值甚低(見圖4)。
(2)通用高速鋼中鉻的碳化物為M23C6(硬度1000HV),在高碳HSS中部分為M7C3(硬度1800HV)。
(3)有較大的碳化物(12~16μm),形成硬質點。
表4M2Al,ASP2030和U75V的材料性能特征
①淬火溫度1180℃asp2053鋼。
③參見金相圖1~圖3。
編鋼板鉆材料鋼軌材料HSSPMASP2030M2AlU75V項目號1硬度66~67HRC66~67HRC>360~380HBW2材料組織③淬回火馬氏體+未溶碳化物>80%片狀+球狀珠光體3組織中碳化物總量(體積分數,%)11①10②~12M6CMCM6CMC細長Fe3C657.92.1≈10碳化物硬度HV各類碳化物數量(體積分數,%)4細長狀Fe3C20~35(長)×0.2~0.4(寬)大多數尺寸1~22~45碳化物顆粒尺寸/μm球形<49.5×68.1×5
圖1M2Al淬回火態組織
圖2鋼軌U75V組織
圖3ASP2030淬回火態組織
圖4M2Al退火態組織
表5M2、ASP2052和M2Al的材料性能特征
①淬火溫度1240℃。
③淬火溫度1230℃。
編項目銑槽刀材料鋼板鉆材料HSSPMASP2052M2M2Al1硬度66~67HRC64~66HRC240~250HBW2號材料組織淬回火馬氏體+未溶碳化物退火索氏體+碳化物3組織中碳化物總量(體積分數,%)14.5①8.5③23.5②M6CMCM6CMCM6CM23C6+M7C3MC59.57.01.51472.5碳化物硬度HV~各類碳化物數量(體積分數,%)4碳化物顆粒尺寸/μm球形<414~1612~16大多數尺寸1~21~42~65
HSPMSXVC5和YXM60的淬回火硬度均為66~67HRC,均有很好的熱硬性,種被加工材為耐磨冷作模具鋼Cr12MoV(見表1),退火硬度240HBW。HSSPMXVC5的切削壽命只為YXM60的60%,要低很多。原因為Cr12MoV的退火組織中有18%(體積分數)的高硬度M7C3碳化物,其硬度達1800HV,顆粒尺寸大,達18~24μm,且大顆粒數量多。
此例的結果與本文的論點是相同的,另一種被加工材料是調質到硬度345HBW的耐熱鋼4Cr11Si2Mo(見表1),其組織為索氏體與鐵素體。HSSPMXVC5的切削壽命為YXM60的140%,要高不少。原因為此耐熱鋼的調質硬度高達345HBW,使立銑刀的切削力要增大約50%(相對硬度170HBW者而言)。HSSPM淬回火后的力學性能優于普通熔煉HSS,特別是韌性。這減少了立銑刀刃口的微崩刃,降低了刀具磨損,增長刀具壽命。
反觀文中的鋼軌硬度也高達360~380HBW,理應對HSSPMASP2030的鋼板鉆工作壽命有利,但U75V鋼軌的粗片Fe3C硬碳化物還是導致其失利。附帶申明一點,本文論及的HSSPMASP2030、ASP2052和ASP2053皆為銷量不錯的HSSPM,皆有其能發揮效能的眾多場合。
具有均勻細小碳化物的“HSSPM刀具”不適宜加工普通熔煉的高速鋼(如M2、W9)、高性能高速鋼(如M2Al、M35)、高鉻冷作模具鋼(如Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1),以及共析調質鋼軌U75V等鋼種,上述被加工材料的共同特點為組織中有數量較多、尺寸較大的高硬度碳化物。
參考文獻:
[1]吳立志.低合金高速鋼組織性能及合金化探討[J].河北冶金,1991,02.
蘇州東锜公司在長期的經營過程中,與國內外多家鋼廠建立了長期的友好合作伙伴關系:日本日立金屬“日立HITACHI”特殊鋼,日本大同鋼材“大同DAIDO”特殊鋼,日本SUS系列不銹鋼,瑞典進口“進口瑞典”工具鋼,德國“撒斯特”特殊鋼,歐洲“進口進口”工具鋼,美國“芬可樂FINKL”特殊鋼及“ALCOA”鋁業,日本高周波“KOSHUHI”特殊鋼,德國“葛利茲”特殊鋼等國外知名工具鋼廠。同時和國內寶鋼鋼鐵有限公司、撫順新撫鋼有限責任公司、長城特鋼有限公司、舞陽鋼鐵有限公司長期代理合作。
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