一、S2 - 9 - 2 - 8高速钢的特性
(一)高硬度与耐磨性
硬度表现
S2 - 9 - 2 - 8高速钢具有很高的硬度。其在经过合适的热处理后,硬度可达到64 - 66HRC甚至更高。这种高硬度使得刀具在切削过程中能够保持刃口的锋利度,减少刃口的磨损。
例如,在对硬度较高的合金钢进行切削加工时,S2 - 9 - 2 - 8高速钢刀具能够有效地切入材料,并且在长时间的切削过程中,刃口的磨损速度明显低于一些低硬度的刀具材料。
耐磨机制
它的高耐磨性得益于其合金成分。其中含有大量的碳化物形成元素,如钨(W)、钼(Mo)、钒(V)等。这些元素在钢中形成了各种类型的碳化物,如WC、MoC、VC等。这些碳化物硬度极高,弥散分布在基体中,在切削过程中,当刀具表面的基体材料被磨损时,这些碳化物能够像“骨架”一样支撑刀具表面,抵抗切削力和工件材料的摩擦,从而大大提高了刀具的耐磨性。
高速工具钢S2-9-2-8执行标准DIN EN ISO 4957-2001
S2-9-2-8化学成分:
C:0.85~0.92
Si:≤0.45
Mn:≤0.40
P≤:0.030
S≤:0.030
Cr:3.50~4.20
Mo:8.00~9.20
W:1.50~2.00
V:1.80~2.20
Co:7.75~8.75
S2-9-2-8退火硬度:HBW:240~300
(二)红硬性好
红硬性定义与表现
红硬性是指材料在高温下保持高硬度的能力。S2 - 9 - 2 - 8高速钢具有良好的红硬性。在切削加工过程中,由于切削热的产生,刀具温度会升高。当普通刀具材料温度升高时,硬度会显著下降,导致刀具磨损加剧甚至失去切削能力。而S2 - 9 - 2 - 8高速钢在较高温度(例如500 - 600°C)下仍能保持较高的硬度。
例如,在高速切削加工中,切削速度较快,产生的热量多,S2 - 9 - 2 - 8高速钢刀具能够在这种高温环境下持续有效地进行切削,而不会因为硬度下降过快而需要频繁更换刀具。
红硬性的微观原理
这主要是因为其合金元素的作用。钨、钼等元素能够提高钢的再结晶温度,并且在高温下能够形成稳定的合金碳化物,阻止晶粒长大,从而保证了钢在高温下的硬度和强度。
(三)韧性较好
韧性指标与意义
虽然S2 - 9 - 2 - 8高速钢硬度高,但它也具有相对较好的韧性。韧性是指材料抵抗断裂的能力。对于刀具材料来说,韧性是非常重要的,因为在切削过程中,刀具可能会受到冲击载荷的作用,如断续切削时。如果刀具韧性不足,就容易发生崩刃现象。
例如,在铣削加工中,铣刀在切入和切出工件时会受到周期性的冲击载荷。S2 - 9 - 2 - 8高速钢铣刀能够承受这种冲击,而不会轻易崩刃,保证了加工的稳定性和刀具的使用寿命。
影响韧性的因素
其较好的韧性与钢的微观组织有关。合理的热处理工艺能够调整钢的组织,使其在获得高硬度的同时,保持一定的韧性。例如,通过适当的回火处理,可以消除淬火应力,改善钢的韧性。
二、S2 - 9 - 2 - 8高速钢的用途
(一)切削刀具制造
车刀
S2 - 9 - 2 - 8高速钢常用于制造车刀。在车削加工中,无论是对普通碳钢还是合金钢的外圆、内孔、螺纹等的加工,S2 - 9 - 2 - 8高速钢车刀都能发挥其优势。由于其高硬度和耐磨性,能够高效地去除工件材料,并且能够保证加工精度。例如,在汽车制造行业中,对汽车轴类零件的车削加工,使用S2 - 9 - 2 - 8高速钢车刀可以提高加工效率和零件的表面质量。
铣刀
铣刀制造也是其重要用途之一。在平面铣削、轮廓铣削等加工中,S2 - 9 - 2 - 8高速钢铣刀能够适应不同的切削参数。对于模具制造行业来说,铣削加工模具型腔时,S2 - 9 - 2 - 8高速钢铣刀可以有效地加工各种复杂形状的型腔,并且由于其红硬性好,在高速铣削时能够保持良好的切削性能,减少刀具的更换频率,提高加工效率。
钻头
在钻头制造方面,S2 - 9 - 2 - 8高速钢钻头可用于钻削各种金属材料。无论是在钻削硬度较低的铝合金还是硬度较高的不锈钢时,其高硬度和较好的韧性都能保证钻头在钻削过程中不易折断,并且能够保持较高的钻孔精度。例如,在航空航天制造中,对铝合金结构件进行钻孔加工时,S2 - 9 - 2 - 8高速钢钻头能够满足高精度、高效率的加工要求。
(二)模具制造
冷作模具
在冷作模具制造中,S2 - 9 - 2 - 8高速钢可用于制造冲裁模、冷镦模等。冲裁模在对金属板材进行冲裁加工时,需要模具刃口具有高硬度和耐磨性,S2 - 9 - 2 - 8高速钢能够满足这一要求。冷镦模在冷镦加工过程中,要承受较大的压力和摩擦力,S2 - 9 - 2 - 8高速钢的高硬度、红硬性和较好的韧性能够保证模具在长时间的使用过程中不变形、不磨损,从而提高模具的使用寿命。
热作模具(部分应用)
虽然S2 - 9 - 2 - 8高速钢主要用于冷作模具,但在一些热作模具的特定部位也有应用。例如,在热作模具的一些易磨损部位,如滑块、镶块等,S2 - 9 - 2 - 8高速钢可以通过镶嵌等方式应用。在热作模具工作时,这些部位由于与高温工件频繁接触,容易磨损,S2 - 9 - 2 - 8高速钢的高耐磨性和红硬性能够提高这些部位的耐磨性,延长热作模具的整体使用寿命。