High-speed gereedschapsstaal

Hoge snelle gereedschapsstaal (HSS), ook bekend als windstaal, wit staal of scherp staal, heeft een unieke mogelijkheid om in lucht te verharden, waardoor de scherpte en hoge hardheid worden gehandhaafd, zelfs na het blussen. Dit staal is een ingewikkelde legering die bestaat uit wolfraam, molybdeen, chroom, vanadium en kobalt, met een totaal legeringsgehalte variërend van 10% tot 25%.

Een van de meest opmerkelijke kenmerken van HSS is het vermogen om een ​​hoge hardheid te behouden, met een Rockwell-hardheid (HRC) van meer dan 60, zelfs onder omstandigheden op hoge temperatuur tot 500 ° C. Dit kenmerk, bekend als rode hardheid, is wat HSS onderscheidt van koolstofgereedschapsstaals, die de hardheid dramatisch verliezen wanneer de temperatuur groter is dan 200 ° C, waardoor ze niet effectief worden bij ongeveer 500 ° C. In tegenstelling tot koolstofgereedschapsstaal, handhaaft HSS zijn snijvermogen bij hoge temperaturen, waardoor het ideaal is voor snijgereedschap.

HSS ondergaat voornamelijk metallografische en hardheidstests in plaats van treksterkte testen. Goed op warmte behandelde wolfraam- en molybdeen-gebaseerde HSS bereiken een Rockwell-hardheid van 63 of meer, terwijl op kobalt gebaseerde HSS meer dan 65 kan overschrijden. Het staal moet geen zichtbare defecten vertonen, zoals krimpholtes of vlokken, met centrale porositeit typisch onder graad 1.

Metallografische onderzoeken richten zich op drie belangrijke aspecten:

1. Decarburisatie: HSS moet minimale decarburisatie vertonen en de microstructuur moet vrij zijn van visbeenachtige eutectische ledeburite.
2. Carbide Niet-uniformiteit: dit is van cruciaal belang voor kwaliteit, en het acceptabele niveau varieert afhankelijk van het beoogde gebruik van het staal, waarbij meestal een uniformiteit vereist onder graad 3.
3. Rode hardheid: dit verwijst naar het vermogen van het gereedschap om verzachting te weerstaan ​​bij verhoogde temperaturen. Een praktische test omvat het verwarmen van het staal tot 580-650 ° C, een uur vasthouden en deze cyclus vier keer herhalen voordat hij de hardheid meet.

Voor optimale prestaties wordt HSS geblust bij temperaturen dicht bij het smeltpunt, zoals 1210-1240 ° C voor op wolfraam gebaseerde HSS en 1180-1210 ° C voor HSS met hoge molybdeen. Na het spullen ondergaat het driemaal temperen bij 540-560 ° C. Het verbeteren van de blustemperatuur kan de rode hardheid verder verbeteren.

Oppervlaktebehandelingen zoals cyanidende lage temperatuur, nitridende en zwavel-nitrogene co-carburering kunnen de levensduur van HSS-snijgereedschappen aanzienlijk verlengen. Deze processen verbeteren de oppervlaktehardheid en slijtvastheid, zodat de gereedschappen hun snijefficiëntie behouden bij langdurig gebruik.