JIS标准SKH52钼钨系高速钢的化学成分与加工性能

# 《JIS标准SKH52钼钨系高速钢的化学成分与加工性能》

## 一、化学成分

1. **主要合金元素**

   - **钨（W）**：SKH52中的钨含量通常在5.50% - 6.75%之间。钨与碳形成的碳化钨（WC），这些碳化钨颗粒在钢的基体中弥散分布，是提高钢硬度和耐磨性的重要因素。在高温环境下，碳化钨能够保持较高的硬度，从而保证刀具在高速切削时的切削刃性能。

   - **钼（Mo）**：钼含量约为4.50% - 5.50%。钼的作用与钨相似，它也能与碳形成碳化物，有助于提高钢的硬度、强度和红硬性。同时，钼具有细化晶粒的作用，可改善钢的韧性，使钢在具有高硬度的同时不易脆断。

   - **铬（Cr）**：铬的含量在3.80% - 4.50%之间。铬主要提高钢的淬透性，使钢在淬火时能形成较深的硬化层，并且能促使钢均匀地得到马氏体组织。此外，铬还能提高钢的抗氧化性，在一定程度上保护钢在加工或使用过程中免受氧化。

   - **钒（V）**：钒含量大约为1.75% - 2.20%。钒形成的碳化钒（VC）硬度极高，且呈细小颗粒状均匀分布。这不仅提高了钢的耐磨性，而且能有效地阻止晶粒长大，细化晶粒，从而提高钢的综合性能，如强度、韧性和硬度等。

   - **碳（C）**：碳是决定钢硬度的关键元素。在SKH52中，合适的碳含量与其他合金元素形成各种碳化物。碳含量过高会降低钢的韧性，而碳含量过低则无法形成足够的碳化物来保证钢的硬度。

## 二、加工性能

### （一）切削加工性能

1. **切削速度**

   - 由于其良好的红硬性，SKH52高速钢能够适应较高的切削速度。在切削硬度较高的材料，如合金钢或工具钢时，相比普通高速钢，可以采用更高的切削速度。例如，在车削硬度为HRC40 - 50的合金钢时，SKH52高速钢刀具的切削速度可比普通高速钢刀具提高20% - 40%。这是因为在高温下，其合金碳化物能保持较高的硬度，从而维持刀具的切削刃性能。

2. **刀具寿命**

   - 该高速钢的高硬度和耐磨性使其刀具在切削过程中具有较长的寿命。在铣削加工中，刀具刃部的磨损速度明显低于普通高速钢刀具。特别是在连续切削加工中，SKH52刀具的使用寿命可以比普通高速钢刀具长1 - 1.5倍。这是因为其内部的WC、VC等碳化物能够有效地抵抗被加工材料对刀具的磨损。

3. **加工精度**

   - 在切削加工时，SKH52能够保持较好的尺寸稳定性。例如在钻削加工中，钻头的尺寸精度能够得到较好的保证。这是由于其内部组织结构在切削热的影响下变化较小，能够满足较高的尺寸精度要求，加工出的零件尺寸偏差可以控制在很小的范围内（如±0.01mm）。

### （二）热加工性能

1. **锻造性能**

   - SKH52在锻造过程中，需要严格控制锻造温度范围。其始锻温度一般在1000 - 1050°C，终锻温度不低于900°C。在这个温度区间内，钢具有良好的塑性，便于成型。如果锻造温度过高，可能会导致晶粒粗大，影响钢的性能；而锻造温度过低，则会使钢的塑性降低，增加锻造难度，甚至可能导致锻造裂纹的产生。

2. **热处理性能**

   - **淬透性**：SKH52的淬透性较好，这得益于铬元素的作用。在淬火过程中，能够获得均匀的马氏体组织。例如，在淬火冷却介质为油时，即使是较大尺寸的工件（直径在40 - 80mm之间）也能基本淬透。

   - **回火稳定性**：该高速钢具有良好的回火稳定性。在回火过程中，随着回火温度的升高，硬度会发生变化。通过合理控制回火温度（一般为550 - 650°C，多次回火），可以调整钢的硬度和韧性，以满足不同的应用需求。

### （三）磨削加工性能

1. **磨削难度**

   - 由于SKH52高速钢中含有高硬度的碳化物（如WC、VC等），其磨削难度相对较大。在磨削过程中，需要选择合适的砂轮，如采用立方氮化硼（CBN）砂轮或者硬度较高、粒度合适的刚玉砂轮。同时，磨削参数（如磨削速度、进给量和磨削深度）也需要精心调整。

2. **表面质量**

   - 要获得较好的表面质量，除了选择合适的砂轮和磨削参数外，还需要注意磨削工艺系统的稳定性。在磨削SKH52高速钢时，由于其硬度高，磨削力较大，容易引起振动。通过采用合适的装夹方式和磨削液，可以减少振动，从而提高磨削表面质量，使磨削后的表面粗糙度达到Ra0.4 - Ra0.8μm。