哈爾濱中天數(shù)控工具有限責(zé)任公司
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實(shí)用技術(shù)茌蒿鹿鋼刀具主F中的應(yīng)用江蘇飛達(dá)工具集團(tuán)（丹陽212312）趙步青高速鋼平衡碳問題早在20世紀(jì)30年代初，人們就注意到碳和合金之間的親密關(guān)系，并提出了C和V的關(guān)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(guān)系時(shí)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(xué)式時(shí)，就可以獲得*大的二次硬化效果。1964年斯蒂文在總結(jié)克拉弗茨和佩森等前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，并通過62種高速鋼試驗(yàn)成分的驗(yàn)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(shí)際上，由于高速鋼不同狀態(tài)的基本成分與碳化物成分的復(fù)雜多變，加之上述公式本來就是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)性的配碳定比計(jì)算式，如作為一種理論尚存在不少問題，有待后人進(jìn)一步完善。
我國(guó)高速鋼研究工作者將平衡碳（Cp）與實(shí)際含碳量（CJ之差稱之為平衡碳差值（AC），有人說國(guó)產(chǎn)9341鋼就是根據(jù)這一理論設(shè)計(jì)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(yīng)該特別指出的是，AC值一直受到世界各國(guó)的重視，鋼廠控制值也是在不斷發(fā)展變化的。1970年以前，日本SKH9的AC值在0.24~0.35，美國(guó)、前蘇聯(lián)、德國(guó)等在60年代通用高速鋼的AC值實(shí)際在0.2 ~0.35間波動(dòng)。日本大約在1972年才改為現(xiàn)在的0.22±0.04，其他幾個(gè)工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家?guī)缀跬瑫r(shí)修訂了AC值，有的廠商在高速鋼訂貨要求中加上AC技術(shù)條件，這些都說明篼速鋼平衡碳差值在高速鋼研制、生產(chǎn)、應(yīng)用中是一個(gè)不可忽視的問題。
從鋼號(hào)標(biāo)準(zhǔn)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(duì)于某個(gè)具體鋼種而言，由各元素中限成分計(jì)算所得的AC平均值表明該鋼二次硬化的能力，當(dāng)然也影響到其他性能，而實(shí)際含C量與平衡碳的比值（Cs/Cp），人們習(xí)慣上稱之為碳飽和度（A），它表明實(shí)際含C量達(dá)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(zhì)量的優(yōu)劣，當(dāng)然不能代表全部，但它確實(shí)是一個(gè)重要的性能指標(biāo)。
A與AC究竟是什么關(guān)系，筆者曾統(tǒng)計(jì)800多爐（批）千余噸M2鋼的成分分析數(shù)據(jù)，見表1.表1序號(hào)出現(xiàn)概率（％）備注國(guó)外鋼均在序號(hào)至范圍內(nèi)從表1可知，A值隨著AC的升高而下降，當(dāng)AC=機(jī)械工人（熱加工）教處理特剎策刻考分散度比較大；近半數(shù)AC控制在0.24 ~0.27，A值0.790.76.說明世界各國(guó)都希望將C及合金元素控制在中限，并且實(shí)際情況也是這樣。
碳飽和度對(duì)高速鋼性能的影響在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中，常常發(fā)現(xiàn)同牌號(hào)、同規(guī)格M2鋼，化學(xué)成分都在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)合格范圍內(nèi)，就是因?yàn)锳值不同，用同一熱處理工藝操作，在硬度、熱硬性、耐磨性諸方面產(chǎn)生很大的差異。例如，用國(guó)內(nèi)某鋼廠生產(chǎn)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(chǎng)上無競(jìng)爭(zhēng)力。研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于M2鋼，當(dāng)A <0.76時(shí)，其生產(chǎn)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(xì)，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(dá)67HRC，壽命超過名牌產(chǎn)品，深受用戶贊譽(yù)。
在實(shí)際生產(chǎn)中，往往出現(xiàn)由于管理不善而導(dǎo)致混料現(xiàn)象。一次我們不小心將兩個(gè)鋼廠料混到一起制作M5機(jī)用絲錐，抽同一掛具的兩件絲錐看金相，晶粒號(hào)相差1.5級(jí)，硬度散差63-66.5HRC，究其原因主要是A值相差太大，一個(gè)為0.72，另一個(gè)為0.79，用同一熱處理工藝顯然不妥。
A值低的產(chǎn)品，熱硬性差，二次硬化效果也差我們?cè)x用三個(gè)鋼廠的M2鋼做過試驗(yàn)，結(jié)果見表2.表2碳飽和度對(duì)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(hào)注：1.試樣尺寸：必25mmx硬度試驗(yàn)：經(jīng)平磨后測(cè)5點(diǎn)取平均值。
碳飽和度在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用（1）預(yù)測(cè)二次硬化硬度知道高速鋼的化學(xué)成分，就可以計(jì)算出A值，并可以預(yù)測(cè)淬火回火后硬度，高速鋼A值與二次硬化的關(guān)系如表3所示，表3序號(hào)理論汁算硬度HRC實(shí)際硬度值HRC高速鋼的碳飽和度與二次硬化的關(guān)系，可用下列數(shù)學(xué)式表達(dá)：（2）根據(jù)A值確定淬火溫度根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，M2鋼刀具，除車刀、機(jī)用絲錐外，一般產(chǎn)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(dòng)，選擇的*佳晶粒號(hào)為10級(jí)，視不同產(chǎn)品及用途，可上下浮動(dòng)0.5級(jí)，對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量，確有好處U原材料進(jìn)廠后首先進(jìn)行化學(xué)分析，然后根據(jù)A值進(jìn)行試淬，如果晶粒號(hào)已達(dá)10 ~10.5級(jí)，回火后的硬度達(dá)不到64.5HRC，重新取兩件再淬，仍然達(dá)不到64.5HRC，說明批量生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量不會(huì)好。
對(duì)M2鋼，我們采用下列經(jīng)驗(yàn)淬火數(shù)據(jù)（參見表4 A值淬火溫度/T A值低的材料，易產(chǎn)生硬度不足，耐磨性差；熱處Jf特策刻4實(shí)用技術(shù)bookmark5 A值過高，易產(chǎn)生過熱。根據(jù)化學(xué)成分確定淬火溫度，我們認(rèn)為不僅適合高速鋼，同樣可推廣到其他一些鋼種。
現(xiàn)就本人應(yīng)用碳飽和度從事高速鋼刀具生產(chǎn)活動(dòng)，談點(diǎn)體會(huì)，不妥之處，敬請(qǐng)行家批評(píng)指正。
20世紀(jì)80年代，工具行業(yè)搞過生產(chǎn)許可證、出口許可證、行評(píng)、創(chuàng)優(yōu)、升級(jí)等行業(yè)活動(dòng)，對(duì)促進(jìn)工具行業(yè)的發(fā)展起了推動(dòng)作用。我曾所在的原浙江工具廠利用A值，創(chuàng)造出1個(gè)部?jī)?yōu)，5個(gè)省優(yōu)產(chǎn)品。例如，6mm直柄麻花鉆，M2鋼制造，A =0.82，淬火晶粒號(hào)9.5~10號(hào)，淬火回火后66.8HKC，與同規(guī)格鉆頭作熱硬性試驗(yàn)比較，我們的鉆頭硬度*高，超過德國(guó)名牌，得到成都工具所好評(píng)。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(jī)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(duì)不同產(chǎn)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(guān)，加上精湛的冷熱加工技術(shù)，所以產(chǎn)品質(zhì)量比較穩(wěn)定，國(guó)內(nèi)暢銷，國(guó)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(chǎn)品質(zhì)量一直處于國(guó)內(nèi)中上水平。
如今，本人來到江蘇飛達(dá)工具集團(tuán)工作，遇到的**個(gè)問題就是跟碳飽和度有關(guān)。該廠用0.85%的M35鋼制造超長(zhǎng)鉆，其各方面的條件均優(yōu)，就是材料差，制造出來的含鈷鉆竟然硬度達(dá)不到66HRC，這樣就不能鉆削30HRC的調(diào)質(zhì)鋼和不銹鋼。我們仔細(xì)檢測(cè)國(guó)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(dá)到68.5~ 69HRC，當(dāng)然鉆頭不需要如此高的硬度，能達(dá)到高硬度和用不用高硬度是完全不同的兩個(gè)問題。
總之，本人認(rèn)為，如果鋼廠能根據(jù)客戶要求，采取個(gè)性化服務(wù)，視產(chǎn)品情況，依A值冶煉供貨，中國(guó)人一定能冶煉出高質(zhì)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。
?。ㄉ辖拥谪?頁）坯料豇徑坯料氏度設(shè)定溫度生產(chǎn)節(jié)拍透熱序號(hào)出門溫度加熱爐均溫爐中頻功率/lcW中頻功率/kW求，同時(shí)具有良好的人機(jī)界面，工藝參數(shù)設(shè)置及修改方便、簡(jiǎn)單，對(duì)操作工人的要求低；遠(yuǎn)程監(jiān)控使生產(chǎn)管理容易化；經(jīng)投人使用，該裝置完全能滿足現(xiàn)代感應(yīng)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(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。通過一系列的試驗(yàn)證明，該裝置完全滿足工藝要機(jī)械工人（熱加工）
來源：中國(guó)刀具網(wǎng)
