DIN标准1.3330钼钨系高速钢的化学成分与加工性能

# DIN标准1.3330钼钨系高速钢的化学成分与加工性能

## 一、化学成分

1. **钨（W）**

   - 1.3330高速钢中钨含量较高，通常在5.50% - 7.00%左右。钨与碳形成碳化钨（WC），碳化钨具有极高的硬度，弥散分布在钢的基体中。这些硬质相能够显著提高钢的硬度和耐磨性，在切削加工中，当刀具刃口与工件接触时，碳化钨颗粒可以有效地抵抗工件材料的磨损，保持刀具的切削刃形状，延长刀具使用寿命。同时，在高温环境下，碳化钨的稳定性较好，有助于提高钢的红硬性，使刀具在高速切削产生高温时仍能保持较高的硬度，维持良好的切削性能。

2. **钼（Mo）**

   - 钼含量大约在4.50% - 5.50%。钼与碳形成的碳化物同样具有高硬度，对提高钢的硬度和强度起着重要作用。此外，钼具有细化晶粒的作用，能够改善钢的韧性。在钢的结晶过程中，钼可以抑制晶粒长大，使钢获得细小而均匀的晶粒结构。这种细小的晶粒结构在受到外力作用时，晶界能够有效地阻碍裂纹的扩展，从而提高钢的韧性，避免刀具在使用过程中发生脆性断裂。

3. **铬（Cr）**

   - 铬的含量一般在3.80% - 4.50%。铬主要提高钢的淬透性，在淬火过程中，铬能够促使钢形成均匀的马氏体组织。对于不同尺寸的工件，铬的存在确保了从表面到心部都能得到足够深度的硬化层。例如，在制造较大尺寸的刀具时，铬元素能保证整个刀具在淬火后具有均匀的硬度。同时，铬还能提高钢的抗氧化性，在高温下，铬在钢的表面形成一层致密的氧化铬保护膜，阻止氧气进一步侵蚀钢的基体，减少钢的氧化，有助于保持钢的性能。

4. **钒（V）**

   - 钒含量在1.70% - 2.20%。钒与碳形成碳化钒（VC），碳化钒硬度极高，并且以细小颗粒状均匀分布在钢中。这不仅大大提高了钢的耐磨性，而且在钢的加工过程中，碳化钒颗粒可以作为晶核，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。

5. **碳（C）**

   - 碳是决定钢硬度的关键因素。在1.3330高速钢中，合适的碳含量与其他合金元素形成各种碳化物。碳含量过高会导致钢的韧性下降，使钢变得脆硬，容易在加工或使用过程中发生断裂；而碳含量过低则无法形成足够的碳化物，钢的硬度不足，无法满足高速切削刀具等对硬度和耐磨性的要求。

## 二、加工性能

### （一）切削加工性能

1. **切削速度**

   - 由于1.3330高速钢具有良好的红硬性，在切削加工中能够适应较高的切削速度。例如，在车削硬度较高的合金钢工件时，相比普通高速钢刀具，可以采用更高的切削速度。这是因为其合金碳化物在高温下仍能保持较高的硬度，使得刀具刃口能够有效地切入工件材料，提高加工效率。

2. **刀具寿命**

   - 该高速钢的高硬度和耐磨性使得刀具在切削过程中具有较长的使用寿命。在铣削加工中，刀具刃部的磨损速度相对较慢。其内部的WC、VC等碳化物能够有效地抵抗工件材料对刀具的磨损，从而减少刀具的更换频率，降低加工成本。

3. **加工精度**

   - 在切削加工时，1.3330高速钢能够保持较好的尺寸稳定性。这是因为其内部组织结构在切削热的影响下变化较小。例如在钻削加工中，钻头的尺寸精度能够得到较好的保证，加工出的孔的尺寸偏差可以控制在较小范围内，满足高精度加工的要求。

### （二）热加工性能

1. **锻造性能**

   - 在锻造1.3330高速钢时，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**：1.3330高速钢的淬透性较好，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也能基本淬透，从而保证了工件整体的硬度和耐磨性。

   - **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1.3330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1.3330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。