高速工具鋼的高性能化現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
    在萬(wàn)能百科事典《Wikipedia)>中，對(duì)“高速鋼”做如下敘述：“被屢屢稱(chēng)為“高速”的高速鋼，是補(bǔ)充了工具鋼在高溫下耐軟化性的欠缺，作為能以更高速度切削金屬材料的工具材料而開(kāi)發(fā)的鋼種，也稱(chēng)為高速工具鋼。為增強(qiáng)高速鋼在高溫下的硬度和耐軟化性，在鋼中大量添加鉻、鎢、鉬、釩等金屬成分，在進(jìn)行淬火等熱處理后，經(jīng)過(guò)研磨成型后使用。比超硬合金的耐磨損性差，但韌性好。在實(shí)現(xiàn)更高速度切削和通過(guò)粉末冶金法生產(chǎn)普及該合金之前，被廣泛用于金屬材料的切削。”
    在切削加工領(lǐng)域，近年來(lái)工作機(jī)械不斷發(fā)展，普及了高速切削，主要工具材料由高速鋼向超硬合金和陶瓷材料等方面變化。高速鋼是在1990年前后發(fā)明的，其鼻祖是Taylor．F．W。提倡表示切削速度(V)和工具壽命關(guān)系(T)的VT線(xiàn)圖的也是Taylor。超硬合金及cBN工具等高速切削領(lǐng)域遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了高速鋼的性能，但在這些領(lǐng)域使用的也是Taylor的VT線(xiàn)圖。此外，DI罐的沖壓成型是每分鐘1000個(gè)以上，鍛壓是以每分鐘100個(gè)以上的高速進(jìn)行加工。這類(lèi)冷加工成型用的金屬模都使用了超硬合金。
    與之相比，鍛造加工的成型速度屬于低速領(lǐng)域。在冷鍛方面，隨著封閉鍛造、高剛性加工等技術(shù)的進(jìn)步，從高精度加工這點(diǎn)來(lái)說(shuō)，應(yīng)使用彈性系數(shù)高的超硬合金。然而，高速鋼由于其悠久的歷史和具有的特點(diǎn)仍被廣泛使用。即使今天，還被用在超硬合金方面韌性不足領(lǐng)域的金屬加工方面。在切削工具方面，用于像立銑刀一樣切屑不能自由排出的鉆頭及絲錐等用途，還可作為金屬鋸刃材料使用。此外，在金屬模方面，被用于齒輪這種需要韌性的冷鍛和精密沖壓加工，而且在包括熱沖擊的中溫鍛造方面，陶瓷和超硬合金的使用事例很有限，所以至今高速工具鋼仍是這些領(lǐng)域的主要用鋼。因此，在高速鋼原本具有的耐磨損性、耐熱性特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)能最大限度發(fā)揮韌性這一特點(diǎn)的新材料制造工藝—— 粉末冶金法和重熔法工藝進(jìn)行了組合開(kāi)發(fā)，這種粉末高速鋼、基體高速鋼已上市流通。在超硬合金方面，為了彌補(bǔ)拉伸應(yīng)力下易產(chǎn)生破損的缺陷，對(duì)金屬模材料同樣進(jìn)行改良，調(diào)整了WC粒度，采取了結(jié)合相Co的固溶強(qiáng)化。關(guān)于反向擠壓沖孑L、齒輪、封閉鍛造等對(duì)金屬模增加的不同負(fù)荷，對(duì)材料也做了順序排列。高速鋼和超硬合金的疲勞試驗(yàn)方法不同，有必要在相同試料、相同試驗(yàn)條件下重新試驗(yàn)，但通過(guò)對(duì)硬度進(jìn)行歸納整理，也顯示出了超硬開(kāi)發(fā)合金、粉末高速鋼、基體高速鋼各自的特點(diǎn)。由于高速鋼壓縮疲勞的數(shù)據(jù)很少，因此希望今后采用高硬度范圍的數(shù)據(jù)，若根據(jù)硬度來(lái)歸納整理，它位于超硬合金的延長(zhǎng)線(xiàn)上。現(xiàn)在盛行采用物理氣相蒸鍍(PVD)法在表面形成高耐磨性氮化鈦(TiN)皮膜，為了在表面處理的同時(shí)提高耐磨損性。從包括拉伸的疲勞試驗(yàn)結(jié)果證明，粉末高速鋼、基體高速鋼的疲勞強(qiáng)度比過(guò)去高速鋼JIS SKH51優(yōu)良。
    根據(jù)抗折強(qiáng)度對(duì)粉末高速鋼、基體高速鋼的定位，現(xiàn)在，各特殊鋼廠正在對(duì)基體高速鋼進(jìn)行排序整理。今后，為了能將各類(lèi)工具、金屬模材料的區(qū)別使用方法正確提示給顧客，必須進(jìn)行與應(yīng)力場(chǎng)相應(yīng)的疲勞破壞壽命數(shù)據(jù)的積累，以及提供與使用先進(jìn)的PVD法處理后，形成高性能皮膜相組合的耐磨損性數(shù)據(jù)。
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