模具钢材国产和进口的价格不同，不同时间段内的价格都有所浮动，建议您咨询一下在线客服，得到实时钢材报价！摘要：钢板钻试用ASP2053、ASP2030、ASP2052三种粉末高速钢来替代国产高速钢M2Al，发现其寿命不及M2Al并分析原因。

　　关键词：粉末冶金高速钢；M2Al；耐磨性；试用

　　表1各钢种的化学成分及热处理硬度

　　编号钢材牌号化学成分（质量分数，%）HSSPM淬回火硬度HRCCWMoCrVCo1M2Al1.16.15.04.12.0Al1.066～672M20.856.15.04.12.064～653ASP20532.484.23.14.28.0√.983.22.24.21.5Si1.0655ASP20301.286.45.04.23.18.5√676ASP20521.610.52.04.85.08.0√677XVC51.25103.54.23.510√678YXM601.055.56.54.21.78.0679Cr12MoV1.51.0120.3510SUH34Cr11Si2Mo0.41.011Si2.211U75V0.75Mn0.90.08Si0.740

　　（2）从表1的钢材成分看，ASP2053的各个合金元素含量均高于301钢，但其在560℃以上回火的硬度却低于301钢asp2053模具钢，现试用其回火后碳化物组成相来解释（见表3）asp2053模具钢。

　　ASP2053钢在淬火后未溶碳化物中只有数量巨大（14.7%）的高硬度（2800HV）MC，没有M6C，此MC为钢液雾化过程中直接从液相中析出的先共晶碳化物。其化学成分中合金元素以钒为主asp2053模具钢，也含有一定量的W和Mo元素（质量分数，约20%）。这大大减少了其后生成的以W和Mo为主的M6C碳化物数量。在1180℃淬火加热时，此少量M6C碳化物全部溶入奥氏体（未达到W和Mo在1180℃的饱和溶解度），所以表3中ASP2053钢在淬火后无未溶一次M6C碳化物。相反301钢的W、Mo元素总含量虽较ASP2053钢低，但其低的V含量，使1.7%的未溶一次MC碳化物（见表3），只需少量W和Mo，301钢有足够量的M6C碳化物，供淬火加热时奥氏体溶入的W和Mo元素达到饱和，并有1.3%未溶M6C。

　　ASP2053在1180℃淬火加热时溶入奥氏体中的W、Mo元素量低于301钢的相应值，其量为W0.7%，Mo1.1%[1]（质量分数）（此值已低于M2钢的正常值W0.8%，Mo1.67%（1230℃淬火）。ASP2053淬火后奥氏体中W、Mo含量较少，使其在560～620℃回火时的硬度低于301钢，更低于M2Al钢[1]。

　　在钢轨U75V钢热处理后，组织中高硬度（960HV，相当于67HRC）的细片状碳化物（20～25μm×0.2～0.4μm）的尺寸比HSSPMASP2030刀具中的碳化物（φ1～φ2μm）尺寸大。在切削过程中，刀具刃口上微微凸起于基体的细小碳化物，要不断经受钢轨上长细高硬度Fe3C碳化物的刮削及巨大切削力的推挤，使刀具刃口上的微小碳化物较快脱落，撕裂HSS晶界，使晶粒缺失，而刀具磨损。

　　表2几种高速钢在不同回火温度的硬度

　　注：1.301钢为低合金高速钢W3Mo2Cr4VSi，见表1。

　　2.在钢种代号下标的为其淬火温度℃。

　　HSS钢材的回火硬度HRCM2Al（1220℃）回火温度/℃×1h×2次M2Al与ASP2053的硬度差值.564...53...8ASP2053（1180℃）ASP2030（1180℃）M2（1240℃）301（1180℃）

　　表3淬火后几种高速钢的未溶一次碳化物数量（体积分数，%）

　　注：1.ASP2053/2030成分见表1。

　　2.在钢种代号下标的为其淬火温度。

　　碳化物ASP2053M2AlASP2030M2301碳化物（1180℃）（1220℃）（1180℃）（1205℃）（1180℃）硬度HVM6C7.967.01.31600MC14.72.151.51.72800总量14..53

　　M2Al钢为普通熔炼HSS，其碳化物尺寸较HSSPM的粗大，其表面积大，与HSS基体结合力较强，不易受切削力推挤而脱落，因此尽管ASP2030比M2Al钢有较多的高硬度MC碳化物（2800HV），二者的热硬度也几乎相同（见表2），但实际切削寿命两种钢几乎相同。由于ASP2030钢材的单价几乎为M2Al钢的8倍，使二者的性价比有较大差异，不能采用HSSPMASP2030替代M2Al做钻钢轨的钢板钻。

　　HSSPMASP2052（见表1）试用于钢板钻螺旋槽的铣槽刀（φ63mm）。铣螺旋槽的铣刀是各工具厂都要用到的自用刀具，一般用M2-HSS制造。由于被加工件也是HSS，故磨损较快。为提高M2Al钢钢板钻铣槽刀寿命，试将铣槽刀材料由M2改用HSSPMASP2052。ASP2052为目前高速滚齿滚刀和干切滚齿滚刀的**材料（见表1），其是高钒（5%）高钴（8%）高性能HSS。M2、ASP2052和M2Al三种材料的特征见表5。

　　高碳M2AlHSS退火组织难加工的特点为：

　　（1）大量高硬度碳化物质点总量达23.5%（体积分数，%），而一般工程材料此值甚低（见图4）。

　　（2）通用高速钢中铬的碳化物为M23C6（硬度1000HV），在高碳HSS中部分为M7C3（硬度1800HV）。

　　（3）有较大的碳化物（12～16μm），形成硬质点。

　　表4M2Al，ASP2030和U75V的材料性能特征

　　①淬火温度1180℃。

　　③参见金相图1～图3。

　　编钢板钻材料钢轨材料HSSPMASP2030M2AlU75V项目号1硬度66～67HRC66～67HRC＞360～380HBW2材料组织③淬回火马氏体+未溶碳化物＞80%片状+球状珠光体3组织中碳化物总量(体积分数，%)11①10②～12M6CMCM6CMC细长Fe3C657.92.1≈10碳化物硬度HV各类碳化物数量（体积分数，%）4细长状Fe3C20～35（长)×0.2～0.4(宽）大多数尺寸1～22～45碳化物颗粒尺寸/μm球形＜49.5×68.1×5

　　图1M2Al淬回火态组织

　　图2钢轨U75V组织

　　图3ASP2030淬回火态组织

　　图4M2Al退火态组织

　　表5M2、ASP2052和M2Al的材料性能特征

　　①淬火温度1240℃。

　　③淬火温度1230℃。

　　编项目铣槽刀材料钢板钻材料HSSPMASP2052M2M2Al1硬度66～67HRC64～66HRC240～250HBW2号材料组织淬回火马氏体+未溶碳化物退火索氏体+碳化物3组织中碳化物总量（体积分数，%）14.5①8.5③23.5②M6CMCM6CMCM6CM23C6+M7C3MC59.57.01.51472.5碳化物硬度HV～各类碳化物数量（体积分数，%）4碳化物颗粒尺寸/μm球形＜414～1612～16大多数尺寸1～21～42～65

　　HSPMSXVC5和YXM60的淬回火硬度均为66～67HRC，均有很好的热硬性，**种被加工材为耐磨冷作模具钢Cr12MoV（见表1），退火硬度240HBW。HSSPMXVC5的切削寿命只为YXM60的60%，要低很多。原因为Cr12MoV的退火组织中有18%（体积分数）的高硬度M7C3碳化物，其硬度达1800HV，颗粒尺寸大，达18～24μm，且大颗粒数量多。

　　此例的结果与本文的论点是相同的，另一种被加工材料是调质到硬度345HBW的耐热钢4Cr11Si2Mo（见表1），其组织为索氏体与铁素体。HSSPMXVC5的切削寿命为YXM60的140%，要高不少。原因为此耐热钢的调质硬度高达345HBW，使立铣刀的切削力要增大约50%（相对硬度170HBW者而言）。HSSPM淬回火后的力学性能优于普通熔炼HSS，特别是韧性。这减少了立铣刀刃口的微崩刃，降低了刀具磨损，增长刀具寿命。

　　反观文中的钢轨硬度也高达360～380HBW，理应对HSSPMASP2030的钢板钻工作寿命有利，但U75V钢轨的粗片Fe3C硬碳化物还是导致其失利。附带申明一点，本文论及的HSSPMASP2030、ASP2052和ASP2053皆为销量不错的**HSSPM，皆有其能发挥效能的众多场合。

　　具有均匀细小碳化物的“HSSPM刀具”不适宜加工普通熔炼的高速钢（如M2、W9）、高性能高速钢（如M2Al、M35）、高铬冷作模具钢（如Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1），以及共析调质钢轨U75V等钢种，上述被加工材料的共同特点为组织中有数量较多、尺寸较大的高硬度碳化物。

　　参考文献：

　　[1]吴立志.低合金高速钢组织性能及合金化探讨[J].河北冶金，1991，02.

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