高速鋼(HSS)是一種具有高硬度、高耐磨性和高耐熱性的工具鋼,又稱高速工具鋼或鋒鋼,俗稱白鋼。高速鋼是美國的F.W.泰勒和M.懷特于1898年創(chuàng)制的。
高速鋼的工藝性能好,強度和韌性配合好,因此主要用來制造復雜的薄刃和耐沖擊的金屬切削刀具,也可制造高溫軸承和冷擠壓模具等。除用熔煉方法生產(chǎn)的高速鋼外,20世紀60年代以后又出現(xiàn)了粉末冶金高速鋼,它的優(yōu)點是避免了熔煉法生產(chǎn)所造成的碳化物偏析而引起機械性能降低和熱處理變形。
中文名高速鋼外文名High Speed Steels特點高硬度、高耐磨性和高耐熱性俗稱白鋼特性硬度高密度8.3-8.7 g/cm³
1898年,美國機械與管理工程師泰勒(TaylorF.W.)和冶金學家懷特(WhiteM.)研制發(fā)明了高速鋼,并作了系統(tǒng)切削試驗。當時他們確定的高速鋼成分為C-0.67%,W-18.91%,Cr-5.47%,Mn-0.11%,V-0.29%,F(xiàn)-余量,與后來的W18Cr4V成分很接近。高速鋼刀具可用30m/min的速度切削鋼材,其效率比過去用的碳素工具鋼和合金工具鋼提高了好幾倍,為美國當時的機械工業(yè)生產(chǎn)贏得了巨大的經(jīng)濟效益。
W18Cr4V高速鋼的熱塑性不好,由于麻花鉆熱軋工藝的需要,后來研制成功了W6Mo5Cr4V2高速鋼,此外,還有W9Mo3Cr4V。這三種高速鋼的切削性能和力學性能近似,稱為通用型。
20世紀中葉以后,科學技術迅速發(fā)展,各種難加工材料不斷涌現(xiàn),通用高速鋼的性能已不復使用,于是高性能高速鋼和粉末冶金高速鋼相繼出現(xiàn),使高速鋼刀具材料的性能得到了很大提高。
高速鋼的熱處理工藝較為復雜,必須經(jīng)過淬火、回火等一系列過程。淬火時由于它的導熱性差一般分兩階段進行。先在800~850℃預熱(以免引起大的熱應力),然后迅速加 熱到淬火溫度1190~1290℃(不同牌號實際使用時溫度有區(qū)別),后油冷或空冷或充氣體冷卻。工廠均采用鹽爐加熱,現(xiàn)真空爐使用也相當廣泛。淬火后因內部組織還保留一部分(約30%)殘余奧氏體沒有轉變成馬氏體,影響了高速鋼的性能。為使殘余奧氏體轉變,進一步提高硬度和耐磨性,一般要進行2~3次回火,回火溫度560℃,每次保溫1小時。
生產(chǎn)制造方法:通常采用電爐生產(chǎn),曾采用粉末冶金方法生產(chǎn)高速鋼,使碳化物呈極細小的顆粒均勻地分布在基體上,提高了使用壽命。
用途:用于制造各種切削工具。如車刀、鉆頭、滾刀、機用鋸條及要求高的模具等。
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