日前,陜西某機(jī)械廠從國外進(jìn)口一種粉末冶金高速鋼絲錐,在應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)了一些值得深思的技術(shù)問題。有些機(jī)械零件非常精密,在制造過程中要求材料必須在熱處理之后進(jìn)行切削加工,這樣可以避免因熱處理變形的影響,從而才能保證對零件的高精度要求。但是由于材料在熱處理之后,強(qiáng)度和硬度等性能大幅度提高,因此極大地增加了切削加工的難度。在這種情況下則必須使用高性能的刀具。通常對于形狀比較簡單的刀具,采用硬質(zhì)合金;而對于形狀比較復(fù)雜的刀具,就必須使用性能高的粉末冶金高速鋼材。粉末冶金高速鋼中的碳化物顆粒細(xì)小、分布均勻,不但解決了用常規(guī)鑄錠方法生產(chǎn)的高速鋼中的碳化物偏析、顆粒粗大等問題,并且還可以生產(chǎn)出碳和合金含量更多、性能更高的新品種高速鋼材,用于進(jìn)行對難切削材料的加工。

陜西某機(jī)械廠生產(chǎn)的一種高強(qiáng)度鋼精密機(jī)械零件,必須在熱處理之后進(jìn)行加工,熱處理之后其硬度高達(dá)50HRC以上,最后還需要用絲錐進(jìn)行套扣。這時(shí)用常規(guī)高速鋼絲錐根本加工不動,而用硬質(zhì)合金生產(chǎn)不出這種精密、復(fù)雜的絲錐刀具。因此,該廠進(jìn)口了價(jià)格昂貴的高性能M12粉末冶金高速鋼絲錐,使用這種絲錐雖然能夠?qū)υ摳邚?qiáng)度鋼零件進(jìn)行套扣加工,但也發(fā)現(xiàn)絲錐較脆,易崩刃損壞。為了弄清問題,眾多專家們已對這種絲錐的化學(xué)成分、夾雜物、硬度、金相組織、碳化物和表面涂層等情況進(jìn)行了解剖分析,試驗(yàn)結(jié)果如下:(1)化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))%為:1.80C,0.10Si,0.29Mn,0.012P,0.003S,4.03Cr,2.59Mo,2.191W,4.24V,10.66Co,0.25Ni。鋼中的碳和合金含量很高,從而保證了鋼的硬度、耐熱性和耐磨性等性能很好。該鋼的純凈度高,S、P含量很低,(2)夾雜物分析結(jié)果表明,A和C類夾雜物為0級,B和D類夾雜物為0.5級,說明粉末冶金高速鋼的冶金質(zhì)量確實(shí)很高。(3)絲錐柄端部硬度值在69.6～70.0HRC范圍之內(nèi);工作部位端在距離邊緣0.05～0.45mm之間的硬度值都在HV0151020～1040范圍之內(nèi),硬度很高,并且比較均勻。(4)金相組織觀察發(fā)現(xiàn):晶粒很細(xì),晶粒度為12級;回火程度充分,表面無脫碳。但是碳化物形狀已不夠圓整,已向角狀變化,有淬火過熱現(xiàn)象。(5)碳化物顆粒細(xì)小,原始尺寸均在3μm以下;碳化物數(shù)量很多,其類型為M6C和MC,且M6C遠(yuǎn)多于MC。但是,碳化物粘連現(xiàn)象顯著,有時(shí)多顆碳化物粘連在一起,其中既有M6C也有MC“長”在一起,可視為同一顆碳化物,其尺寸長達(dá)6μm以上。這種情況對鋼的性能、特別是韌性非常不利。(6)絲錐經(jīng)過表面處理,涂層為Ti(CN),其厚度很均勻,約為2μm,與基體結(jié)合緊密。

基于此,該絲錐能夠用于加工硬度高于50HRC的高強(qiáng)度鋼材。絲錐的韌性差咎其原因:可能是該粉末冶金高速鋼絲錐在熱加工成材過程中,由于熱加工溫度過高及保溫時(shí)間過長,致使碳化物粘連長大,對鋼的韌性危害很大,使絲錐變脆;再者,可能是絲錐在淬火時(shí)由于溫度較高產(chǎn)生了過熱,使絲錐變脆。如果以上這兩種情況得到改善,定能提高韌性、減少崩刃,使絲錐的使用壽命延長。粉末冶金高速鋼由于碳和合金含量很高,碳化物顆粒多而細(xì),在加熱過程中碳化物非常容易發(fā)生變化,因此其熱加工和熱處理的規(guī)律常有別于一般高速鋼。這種情況應(yīng)當(dāng)引起粉末冶金高速鋼的生產(chǎn)者和使用者的注意。

(來源：粉末冶金工業(yè)）