圓棒HS12-1-5-5現代高速鋼技術研究

　　一、HS12 - 1 - 5 - 5高速鋼的特性

　　(一)高硬度

　　合金元素的貢獻

　　HS12 - 1 - 5 - 5高速鋼中含有鎢(W)、鉻(Cr)、釩(V)等合金元素。鎢是提高硬度的關鍵元素之一，鎢與碳形成的碳化物(WC)具有很高的硬度，這些碳化物彌散分布在鋼的基體中，對基體起到強化作用。鉻元素有助于提高鋼的淬透性，使鋼在淬火時能獲得更深的硬化層，從而提高整體硬度。釩元素形成的VC碳化物也能顯著提高鋼的硬度。經過合適的熱處理后，其硬度可達到HRC63 - 66左右。

　　與普通工具鋼相比，普通工具鋼的硬度一般在HRC50 - 60之間，HS12 - 1 - 5 - 5高速鋼的高硬度使其在承受較大的壓力或切削力時，能更好地保持刃口或工作部位的形狀，不易產生塑性變形。例如，在切削硬度較高的合金鋼時，普通工具鋼的刃口可能會迅速磨損變形，而HS12 - 1 - 5 - 5高速鋼則能保持較好的切削性能。

　　德國HS12-1-5-5粉末高速鋼為鎢系高碳高釩含鉆高速鋼,具有很高的耐磨性、硬度及抗回火穩定性，并提高了高溫硬度和紅硬性，耐 用度超過一般高速鋼2倍以上。適于加工中高強度鋼、冷軋鋼、鑄造合金鋼和低合金超高強度鋼等難加工材料，不宜制作高精度復雜刀具。

　　標準DIN EN4957-1999

　　HS12-1-5-5化學成分：

　　C：1.30～1.45

　　Mn：≤0.40

　　Si：≤0.45

　　S：≤0.030

　　P：≤0.030

　　Cr：3.80～4.50

　　Mo：0.70～1.00

　　V：3.50～4.00

　　W：11.50～12.50

　　Co：4.50～5.00

　　HS12-1-5-5主要特性：高碳高釩含鈷高速鋼，具有很好的耐磨性，硬度高，抗回火穩定性良好，高溫硬度和熱硬性均較商，因此，工作溫度高，工作壽命較其他的高速鋼成倍提高

　　HS12-1-5-5應用舉例：適用于加工難加工材料，如高強度鋼、中強度鋼、冷軋鋼、鑄造合金鋼等，適于制作車刀、銑刀、齒輪刀具、成形刀具、螺紋加工刀具及冷作模具，但不適于制造高精度的復雜刀具。

　　微觀結構對硬度的影響

　　這種高速鋼的微觀結構中，合金碳化物均勻分布在馬氏體基體上。馬氏體本身具有較高的硬度，再加上合金碳化物的強化作用，使得整個鋼的硬度得到提升。并且，在鋼的制造過程中，通過jingque控制熱處理工藝，如淬火和回火，可以優化微觀結構，進一步提高硬度的均勻性，保證鋼在各個部位的硬度一致性，這對于制造精密刀具或模具非常重要。

　　(二)良好的耐磨性

　　耐磨機制

　　高硬度的碳化物(WC和VC)在耐磨方面起著關鍵作用。當鋼表面受到磨粒磨損時，例如在切削加工中切屑對刀具表面的刮擦或者在模具使用過程中與成型材料的摩擦，這些碳化物就像微小的硬質點，有效地阻止磨粒對鋼基體的侵蝕。

　　同時，鉻元素有助于在鋼的表面形成一層致密的氧化膜，這層氧化膜可以減少鋼與外界物質之間的粘著磨損。例如，在金屬切削過程中，HS12 - 1 - 5 - 5高速鋼刀具與被切削材料之間不易產生粘著現象，從而保持刀具刃口的鋒利，延長刀具的使用壽命。

　　耐磨性對比

　　與中碳合金鋼相比，在相同的磨損試驗條件下，如模擬金屬切削過程中的磨損，中碳合金鋼可能在較短的切削時間(如10分鐘)后就出現明顯的磨損痕跡，而HS12 - 1 - 5 - 5高速鋼在同樣的時間內磨損程度要小得多，顯示出其良好的耐磨性。

　　(三)較好的熱硬性

　　熱硬性的原理

　　HS12 - 1 - 5 - 5高速鋼中的合金元素提高了鋼的再結晶溫度。在高溫下，合金碳化物(如WC、VC)不易分解和聚集長大，從而維持了鋼的硬度。當溫度升高到500 - 600°C時，普通高速鋼的硬度會明顯下降，而HS12 - 1 - 5 - 5高速鋼仍能保持較高的硬度(HRC55 - 58左右)。

　　這是因為合金元素改變了鋼的晶體結構，增加了原子間的結合力，使得鋼在高溫下能夠保持相對穩定的組織結構，從而保證了熱硬性。

　　在高溫加工中的優勢

　　在高速切削、重切削等加工工藝中，切削區域溫度往往會迅速升高。HS12 - 1 - 5 - 5高速鋼較好的熱硬性使得刀具在高溫環境下能夠持續有效地進行切削。例如，在高速切削硬度較高的合金鋼時，即使切削溫度升高，刀具也不會因為硬度急劇下降而失效，提高了加工效率和加工精度。

　　二、HS12 - 1 - 5 - 5高速鋼的用途

　　(一)刀具制造

　　通用切削刀具

　　可用于制造各種通用切削刀具，如麻花鉆、絲錐等。在制造麻花鉆時，HS12 - 1 - 5 - 5高速鋼的高硬度和良好的耐磨性能夠保證麻花鉆在鉆孔過程中具有較高的切削效率和較長的使用壽命。

　　例如，在鉆削硬度為HRC30 - 40的碳鋼材料時，HS12 - 1 - 5 - 5高速鋼麻花鉆能夠快速地切入材料，鉆出的孔壁光滑，并且鉆頭的磨損較小。對于絲錐而言，在攻絲過程中，這種高速鋼能夠保持螺紋牙型的精度，不易磨損，從而提高攻絲的質量。

　　成型刀具

　　對于制造成型刀具，如成型銑刀、滾刀等，HS12 - 1 - 5 - 5高速鋼也是理想的材料。成型刀具需要jingque的形狀保持能力，HS12 - 1 - 5 - 5高速鋼的高硬度和硬度穩定性能夠滿足這一要求。

　　例如，在制造用于加工齒輪的滾刀時，HS12 - 1 - 5 - 5高速鋼制造的滾刀能夠jingque地滾切出齒輪的齒形，并且在滾切過程中，滾刀的刃口不易磨損，保證了齒輪的加工精度。

　　(二)模具制造

　　小型精密模具

　　在制造小型精密模具，如小型注塑模具、小型沖壓模具等方面，HS12 - 1 - 5 - 5高速鋼可以提供良好的尺寸穩定性和耐磨性。

　　例如，在制造小型電子元件的注塑模具時，HS12 - 1 - 5 - 5高速鋼制造的模具能夠保證注塑件的尺寸精度在±0.05mm以內，并且模具的使用壽命較長，降低了模具的制造成本。

　　模具修復

　　HS12 - 1 - 5 - 5高速鋼還可用于模具磨損部位的修復。其良好的焊接性能(在滿足一定焊接工藝條件下)和與模具基體相近的性能，使得它能夠有效地修復模具的磨損區域，恢復模具的使用功能。

　　例如，對于一些因長期使用而出現刃口磨損的沖裁模具，可以采用HS12 - 1 - 5 - 5高速鋼進行焊接修復，修復后的模具能夠繼續正常工作。