關(guān)鍵詞：粉末冶金高速鋼；M2Al；耐磨性；試用

　　從表2可以看出，在560～600℃工作溫度段，ASP2053的回火硬度下降比其他鋼種劇烈，甚至不如低合金HSS301鋼；其與M2Al鋼的相應(yīng)硬度差距隨回火溫度的升高而拉大到600℃，已達3.7HRC。本文已經(jīng)提到，鋼板鉆需要在鉆孔時有較高的高溫硬度，M2Al鋼在500℃測定的高溫硬度為724HV10（折≈61HRC），ASP2053鋼的高溫硬度要比M2Al的相應(yīng)值低，結(jié)合表2值考慮，顯然用ASP2053替代M2Al做鋼板鉆來提高刀具壽命是不適合的。

　　表1各鋼種的化學(xué)成分及熱處理硬度

　　編號鋼材牌號化學(xué)成分（質(zhì)量分數(shù)，%）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(xiàn)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(shù)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(xué)成分中合金元素以釩為主，也含有一定量的W和Mo元素（質(zhì)量分數(shù)，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(shù)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(yīng)值，其量為W0.7%，Mo1.1%[1]（質(zhì)量分數(shù)）（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(jīng)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(shù)量（體積分數(shù)，%）

　　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(jié)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HSSasp2053售價。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(zhì)點總量達23.5%（體積分數(shù)，%），而一般工程材料此值甚低（見圖4）。

　?。?）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）。

　?。?）有較大的碳化物（12～16μm），形成硬質(zhì)點。

　　表4M2Al，ASP2030和U75V的材料性能特征

　?、俅慊饻囟?180℃。

　?、蹍⒁娊鹣鄨D1～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(shù)，%)11①10②～12M6CMCM6CMC細長Fe3C657.92.1≈10碳化物硬度HV各類碳化物數(shù)量（體積分數(shù)，%）4細長狀Fe3C20～35（長)×0.2～0.4(寬）大多數(shù)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(tài)組織

　　圖2鋼軌U75V組織

　　圖3ASP2030淬回火態(tài)組織

　　圖4M2Al退火態(tài)組織

　　表5M2、ASP2052和M2Al的材料性能特征

　?、俅慊饻囟?240℃。

　?、鄞慊饻囟?230℃。

　　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(shù)，%）14.5①8.5③23.5②M6CMCM6CMCM6CM23C6+M7C3MC59.57.01.51472.5碳化物硬度HV～各類碳化物數(shù)量（體積分數(shù)，%）4碳化物顆粒尺寸/μm球形＜414～1612～16大多數(shù)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(shù)）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(shù)量多。

　　此例的結(jié)果與本文的論點是相同的，另一種被加工材料是調(diào)質(zhì)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(diào)質(zhì)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(xué)性能優(yōu)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(yīng)對HSSPMASP2030的鋼板鉆工作壽命有利，但U75V鋼軌的粗片F(xiàn)e3C硬碳化物還是導(dǎo)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(fā)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(diào)質(zhì)鋼軌U75V等鋼種，上述被加工材料的共同特點為組織中有數(shù)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.

　　蘇州東锜公司的戰(zhàn)略合作伙伴，法國ERASTEEL鋼廠是全球粉末高速鋼的研發(fā)者、粉末冶煉技術(shù)的贏領(lǐng)者、ASP品牌的創(chuàng)造者；塑膠及壓鑄鋼材合作伙伴，德國葛利茲鋼廠，成立于1779年，在全球擁有龐大的銷售網(wǎng)絡(luò)和過硬的技術(shù)力量，鍛造能力強，處于行業(yè)贏領(lǐng)地位。

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