一、CPM Rex54高速钢的特性
CPM-REX-54是一种新型含钴高速钢,其设计结合了目前流行的高钒M4牌号的耐磨性能和含钴M35/REX 45牌号的红色硬度。CPM Rex 54可作为红色硬度高于M3或M4(添加钴以获得更高的切割速度)不放弃高钒的耐磨性,或作为耐磨性优于M35或Rex 45(磨料用高钒)具有相似的红色硬度。
由于CPM的微观结构非常精细和均匀,如果需要,可以添加硫,以提高可加工性。较高的硫含量使工具制造商易于制造,而工具使用者可更容易地进行重磨。CPM工艺确保了额外的硫不会对工具的韧性造成不利影响。
典型化学
碳:1.48
锰:0.30-0.70
铬:4
钒:3.75
钨:5.50
钼:5
钴:5
硫:0.06-0.22
典型应用
Hobs 拉刀
铣刀 铣刀
表单工具 Counterbores
水 工具钻头
冲头/冲模
*在较大直径的圆管(如2-9/16“及以上)中添加0.20/.25 S可使小硫化物均匀分散在整个结构中,从而提高可加工性和可研磨性,且不会对韧性产生有害影响。
热处理
退火:加热至1600F(870C),保持两小时,缓慢冷却至1000F(540C),每小时不超过25F(15C),然后空气或炉内冷却。
退火硬度:关于BHN 225/255。
消除应力:
退火材料-加热至1100-1300F(595-705C),保持两小时,空气或炉内冷却。
硬化材料-加热至低于原始回火温度25-50F(15-30C),保持两小时,空气或炉内冷却。
硬化:(盐或高压真空)
预热:加热至1500-1550F(815-845C),保持足够长的时间以使其平衡。对于真空热处理,建议在1850-1950F(1010-1065C)下额外预热,以尽量减少奥氏体化温度下所需的保持时间。
高温:2100-2200华氏度(1150-1205摄氏度)。
解渴:快速淬火至1100F(595C)以下,均衡,然后风冷至手温,150F(65C)。盐淬或间断油淬火通常对高速钢具有佳的热处理响应。对于较大的工具,真空淬火可能导致硬度降低1-1.5点HRC。从硬化温度到1100F(595C)以下的快速淬火速度是获得佳结果的关键。
脾气:建议在1000F(540C)或更高温度下回火三次,至少两小时。空气完全冷却到室温之间。
矫直:好在400-900华氏度(205-485摄氏度)的温度下做。如有可能,好在盐淬火后,回火前矫直。
(二)力学性能特性
高硬度和耐磨性
由于其高碳含量以及钨、钒等元素形成的碳化物,CPM Rex54高速钢具有极高的硬度。在经过适当的热处理后,其硬度可以达到很高的水平,例如洛氏硬度(HRC)可达66 - 68。这种高硬度使得它在切削、磨削等加工过程中具有出色的耐磨性,能够长时间保持刀具的切削刃形状,减少刀具的磨损,提高加工精度。
红硬性
钨、钼等元素的存在赋予了CPM Rex54高速钢良好的红硬性。在高速切削时,刀具温度可能升高到500 - 600°C甚至更高,而该高速钢在这样的高温下仍能保持较高的硬度,从而保证了刀具在高速切削条件下的切削性能。例如,在高速铣削、钻削等加工中,即使刀具长时间工作产生大量热量,CPM Rex54高速钢刀具仍能有效地切削材料。
良好的韧性
尽管硬度很高,但CPM Rex54高速钢通过合理的合金元素配比(如钼的细化晶粒作用等),仍然具有相对较好的韧性。这使得刀具在切削过程中能够承受一定的冲击载荷,不易发生脆性断裂。例如,在断续切削或加工硬度不均匀的材料时,刀具能够适应切削力的变化而不至于折断。
二、CPM Rex54高速钢的用途
(一)切削刀具制造
铣刀
在铣削加工中,CPM Rex54高速钢常用于制造铣刀。无论是平面铣削、立铣还是成型铣削,由于其高硬度、耐磨性和红硬性,铣刀能够以较高的切削速度和进给量进行加工。例如,在加工硬度较高的合金钢或不锈钢零件时,CPM Rex54高速钢铣刀能够有效地去除材料,并且在长时间的切削过程中保持刀具的切削刃精度,减少刀具的更换频率,提高加工效率。
钻头
对于钻头而言,CPM Rex54高速钢的高硬度和耐磨性使其能够在钻削各种材料时保持良好的切削性能。在钻削金属材料(如铸铁、钢等)时,钻头能够快速穿透材料,并且由于其红硬性,在钻削过程中即使产生热量也不会迅速磨损,从而保证了钻孔的质量和精度。
车刀
在车削加工中,CPM Rex54高速钢车刀可以用于加工各种形状的回转体零件。其高硬度使得车刀能够有效地切削材料,而良好的韧性使其能够承受车削过程中的切削力。在高速车削时,由于其红硬性,车刀能够在高温下保持良好的切削刃形状,提高车削的表面质量和加工效率。
(二)模具制造
冷作模具
在冷作模具制造方面,CPM Rex54高速钢可用于制造冲裁模、拉深模等。由于其高硬度和耐磨性,在冷冲压、冷拉深等加工过程中,模具能够承受巨大的压力和摩擦力,并且保持模具的形状精度。例如,在汽车零部件制造中的冷冲压模具,使用CPM Rex54高速钢可以提高模具的使用寿命,降低生产成本。
热作模具
虽然CPM Rex54高速钢主要以其冷加工性能著称,但在一些热作模具应用中也有一定的用途。例如,在一些温度不是特别高的热挤压模具中,其红硬性和良好的韧性可以使其在一定程度上承受热应力和机械应力,并且由于其耐磨性,能够减少模具表面的磨损,延长模具的使用寿命。