德国1.3397高速工具钢是一种高性能的高速钢,以下是对它的详细介绍:
### 化学成分
- 德国1.3397高速工具钢含有多种合金元素,主要成分及大致比例如下:
- **碳(C)**:约1.05% - 1.15%。碳是提高钢的硬度和强度的关键元素,高碳含量使得该钢在热处理后能够获得较高的硬度和良好的耐磨性。
- **铬(Cr)**:大约3.8% - 4.4%。铬能增加钢的淬透性、抗氧化性和耐腐蚀性,同时有助于形成合金碳化物,进一步提高钢的硬度和耐磨性。
- **钼(Mo)**:约4.5% - 5.5%。钼可以细化晶粒,提高钢的强度和韧性,尤其对钢的红硬性有显著的提升作用,使钢在高温下仍能保持较高的硬度和强度。
- **钨(W)**:约5.5% - 6.7%。钨是提高高速工具钢红硬性和热强性的重要元素,形成的钨碳化物在高温下具有高硬度和高熔点,能有效阻止晶粒长大,确保钢在高温下的性能稳定性。
- **钒(V)**:约1.7% - 2.1%。钒能细化晶粒,增强钢的强度和韧性,其形成的钒碳化物硬度极高,显著提高钢的耐磨性,同时还能降低钢的过热敏感性,改善钢的可锻性和切削加工性能。
- **钴(Co)**:约8.0% - 9.0%。钴的加入可以提高钢的热硬性和高温强度,使钢在高温下具有更好的切削性能和耐磨性,尤其适用于高速切削和难加工材料的加工。
### 主要特性
- **高硬度和耐磨性**:由于其高碳含量以及多种合金元素的协同作用,经过适当的热处理后,德国1.3397高速工具钢可以达到很高的硬度(通常可达HRC65 - 68),具有出色的耐磨性。这使得它在切削加工过程中能够保持锋利的切削刃,有效抵抗刀具的磨损,延长刀具的使用寿命,适用于加工各种高硬度、高强度的材料,如合金钢、不锈钢、钛合金等。
- **优异的红硬性**:该钢种的红硬性非常突出,在高温下仍能保持较高的硬度和强度。这是由于钼、钨、钴等合金元素的存在,形成了稳定的碳化物和固溶体,能够阻止晶粒长大和硬度下降。因此,在高速切削时,即使刀具与工件之间产生大量的热量,导致刀具温度升高,1.3397高速工具钢仍能保持良好的切削性能,不易发生软化和变形。
- **良好的韧性和抗冲击性**:尽管具有高硬度和红硬性,但德国1.3397高速工具钢也具备较好的韧性和抗冲击性。这使得刀具在承受较大的切削力和冲击载荷时,不易发生崩刃和折断,提高了刀具的可靠性和使用寿命。例如,在断续切削或加工带有硬质点的工件时,刀具能够保持稳定的切削性能。
### 应用领域
- **切削刀具制造**:是制造各种高性能切削刀具的理想材料,如高速钢钻头、铣刀、丝锥、铰刀等。其高硬度、高耐磨性和优异的红硬性,使其能够满足高速切削、高精度加工和难加工材料加工的要求。在航空航天、汽车制造、模具加工等行业中,对于高强度合金钢、不锈钢、钛合金等难加工材料的加工,1.3397高速工具钢制造的刀具能够发挥出优异的切削性能,提高加工效率和表面质量。
- **模具制造**:常用于制造冷作模具和热作模具。在冷作模具中,如冲裁模、弯曲模、拉深模等,需要模具具有高硬度和耐磨性,以抵抗金属材料在成型过程中的磨损和变形;在热作模具中,如压铸模、锻造模等,需要模具在高温下保持良好的强度和硬度,1.3397高速工具钢的高红硬性和良好的热稳定性使其能够满足这些要求。
### 加工和热处理
- **加工工艺**:由于德国1.3397高速工具钢的硬度较高,加工难度较大。在加工过程中,需要采用合适的加工工艺和刀具。一般来说,粗加工时可采用低速大进给的切削参数,以去除大部分余量;精加工时则需要采用高速小进给的切削参数,以保证加工精度和表面质量。
- **热处理工艺**:热处理是提高德国1.3397高速工具钢性能的关键工序。通常包括淬火和回火两个过程。淬火温度一般在1180 - 1230℃之间,油冷淬火后获得马氏体组织,然后在550 - 570℃进行多次回火,以消除淬火应力,提高韧性和稳定性。