實用技術茌蒿鹿鋼刀具主F中的應用江蘇飛達工具集團（丹陽212312）趙步青高速鋼平衡碳問題早在20世紀30年代初，人們就注意到碳和合金之間的親密關系，并提出了C和V的關系式：C%二0.6+0.16V%.1949年在研究合金碳化物沉淀與二次硬化的關系時得出，如果淬火馬氏體中碳和合金碳化物形成元素之間的配比符合在指定回火溫度析出合金碳化物的化學式時，就可以獲得*大的二次硬化效果。1964年斯蒂文在總結克拉弗茨和佩森等前人經驗的基礎上，并通過62種高速鋼試驗成分的驗證后，提出了著名的平衡碳（Cp）公式：Cp=0.033W+0.063M+0.06Cr+0.2V，粗略地提出了高速鋼合理的含碳量。實際上，由于高速鋼不同狀態的基本成分與碳化物成分的復雜多變，加之上述公式本來就是一個經驗性的配碳定比計算式，如作為一種理論尚存在不少問題，有待后人進一步完善。
我國高速鋼研究工作者將平衡碳（Cp）與實際含碳量（CJ之差稱之為平衡碳差值（AC），有人說國產9341鋼就是根據這一理論設計出來的。以前的W18、M2鋼的AC平均值為0.30，而9341的AC定位在0.20，超硬型高速鋼M42之類的AC=0.這里應該特別指出的是，AC值一直受到世界各國的重視，鋼廠控制值也是在不斷發展變化的。1970年以前，日本SKH9的AC值在0.24~0.35，美國、前蘇聯、德國等在60年代通用高速鋼的AC值實際在0.2 ~0.35間波動。日本大約在1972年才改為現在的0.22±0.04，其他幾個工業發達的國家幾乎同時修訂了AC值，有的廠商在高速鋼訂貨要求中加上AC技術條件，這些都說明篼速鋼平衡碳差值在高速鋼研制、生產、應用中是一個不可忽視的問題。
從鋼號標準可以知道，通用高速鋼（HSS）的含C量都比較低，而高性能高速鋼（HSS-E）的含C量都比較高。對于某個具體鋼種而言，由各元素中限成分計算所得的AC平均值表明該鋼二次硬化的能力，當然也影響到其他性能，而實際含C量與平衡碳的比值（Cs/Cp），人們習慣上稱之為碳飽和度（A），它表明實際含C量達到平衡碳的程度。與AC―樣，A值的分散度反映了冶金廠煉鋼水平及鋼材質量的優劣，當然不能代表全部，但它確實是一個重要的性能指標。
A與AC究竟是什么關系，筆者曾統計800多爐（批）千余噸M2鋼的成分分析數據，見表1.表1序號出現概率（％）備注國外鋼均在序號至范圍內從表1可知，A值隨著AC的升高而下降，當AC=機械工人（熱加工）教處理特剎策刻考分散度比較大；近半數AC控制在0.24 ~0.27，A值0.790.76.說明世界各國都希望將C及合金元素控制在中限，并且實際情況也是這樣。
碳飽和度對高速鋼性能的影響在長期的生產實踐中，常常發現同牌號、同規格M2鋼，化學成分都在國家標準合格范圍內，就是因為A值不同，用同一熱處理工藝操作，在硬度、熱硬性、耐磨性諸方面產生很大的差異。例如，用國內某鋼廠生產的06mtnM2鋼制作分5.31111直柄麻花鉆，人=0.72，用1225丈淬火，550：回火，硬度64HRC，在市場上無競爭力。研究發現，對于M2鋼，當A <0.76時，其生產的鉆頭的硬度很難超過65HRC，鉆削壽命也不理想。
=0.70的i430mm原材料制作必60mmx10mm花鍵銑刀，盡管各道工序制作都很精細，但銑刀的壽命還是很低，后來我們有目的選用A =0.82的M2制作同樣的銑刀，硬度高達67HRC，壽命超過名牌產品，深受用戶贊譽。
在實際生產中，往往出現由于管理不善而導致混料現象。一次我們不小心將兩個鋼廠料混到一起制作M5機用絲錐，抽同一掛具的兩件絲錐看金相，晶粒號相差1.5級，硬度散差63-66.5HRC，究其原因主要是A值相差太大，一個為0.72，另一個為0.79，用同一熱處理工藝顯然不妥。
A值低的產品，熱硬性差，二次硬化效果也差我們曾選用三個鋼廠的M2鋼做過試驗，結果見表2.表2碳飽和度對M2鋼性能的影響1235淬火后550xlhx4次回火后硬度HRC熱硬性HRC硬度HRC晶粒號注：1.試樣尺寸：必25mmx硬度試驗：經平磨后測5點取平均值。
碳飽和度在實際生產中的應用（1）預測二次硬化硬度知道高速鋼的化學成分，就可以計算出A值，并可以預測淬火回火后硬度，高速鋼A值與二次硬化的關系如表3所示，表3序號理論汁算硬度HRC實際硬度值HRC高速鋼的碳飽和度與二次硬化的關系，可用下列數學式表達：（2）根據A值確定淬火溫度根據實踐經驗，M2鋼刀具，除車刀、機用絲錐外，一般產品淬火溫度在1215-1230之間選擇，淬火晶粒度在9.5~10.5之間波動，選擇的*佳晶粒號為10級，視不同產品及用途，可上下浮動0.5級，對保證產品質量，確有好處U原材料進廠后首先進行化學分析，然后根據A值進行試淬，如果晶粒號已達10 ~10.5級，回火后的硬度達不到64.5HRC，重新取兩件再淬，仍然達不到64.5HRC，說明批量生產產品質量不會好。
對M2鋼，我們采用下列經驗淬火數據（參見表4 A值淬火溫度/T A值低的材料，易產生硬度不足，耐磨性差；熱處Jf特策刻4實用技術bookmark5 A值過高，易產生過熱。根據化學成分確定淬火溫度，我們認為不僅適合高速鋼，同樣可推廣到其他一些鋼種。
現就本人應用碳飽和度從事高速鋼刀具生產活動，談點體會，不妥之處，敬請行家批評指正。
20世紀80年代，工具行業搞過生產許可證、出口許可證、行評、創優、升級等行業活動，對促進工具行業的發展起了推動作用。我曾所在的原浙江工具廠利用A值，創造出1個部優，5個省優產品。例如，6mm直柄麻花鉆，M2鋼制造，A =0.82，淬火晶粒號9.5~10號，淬火回火后66.8HKC，與同規格鉆頭作熱硬性試驗比較，我們的鉆頭硬度*高，超過德國名牌，得到成都工具所好評。白鋼車刀要求熱硬性、耐磨性特別高，我們就選用A值篼或接近于1.0的材料制造；滾刀、三面刃銑刀也需要較高的耐磨性、熱硬性，我們選用A值較高的材料；鋸片銑刀、機用絲錐在保證硬度的情況下，選用A值為0.760.79的材料，目的在于提高韌性。總之，針對不同產品，選用不同A值的鋼材制造，都能收到了很好的效果。
正是由于從選材源頭開始把關，加上精湛的冷熱加工技術，所以產品質量比較穩定，國內暢銷，國外知名，使得僅400多人的原浙江工具廠能制造幾乎覆蓋高速鋼刀具的全部系列，且產品質量一直處于國內中上水平。
如今，本人來到江蘇飛達工具集團工作，遇到的**個問題就是跟碳飽和度有關。該廠用0.85%的M35鋼制造超長鉆，其各方面的條件均優，就是材料差，制造出來的含鈷鉆竟然硬度達不到66HRC，這樣就不能鉆削30HRC的調質鋼和不銹鋼。我們仔細檢測國外來樣，其硬度都在66.5HRC以匕，于是我們果斷決定用A值0.80以上的M35制造，淬火回火后硬度達到68.5~ 69HRC，當然鉆頭不需要如此高的硬度，能達到高硬度和用不用高硬度是完全不同的兩個問題。
總之，本人認為，如果鋼廠能根據客戶要求，采取個性化服務，視產品情況，依A值冶煉供貨，中國人一定能冶煉出高質量、高性能的高速鋼，也一定能制造出世界**水平的高速鋼刀具。
（上接第丨6頁）坯料豇徑坯料氏度設定溫度生產節拍透熱序號出門溫度加熱爐均溫爐中頻功率/lcW中頻功率/kW求，同時具有良好的人機界面，工藝參數設置及修改方便、簡單，對操作工人的要求低；遠程監控使生產管理容易化；經投人使用，該裝置完全能滿足現代感應加熱的要求。（20030530）該裝置投人使用以來，受到工廠各方面的普遍歡迎，取得了非常明顯的經濟效益和社會效益。通過一系列的試驗證明，該裝置完全滿足工藝要機械工人（熱加工）
來源：中國刀具網
