Thép công cụ tốc độ cao (HSS) là một loại thép công cụ rất tiên tiến được biết đến với độ cứng đặc biệt, khả năng chống mài mòn và khả năng chống nhiệt. Ban đầu được phát triển bởi F.W. Taylor và M. Trắng vào năm 1898, HSS đã cách mạng hóa ngành công cụ cắt bằng cách cung cấp các vật liệu có khả năng duy trì hiệu quả cắt ở nhiệt độ cao. Tài sản độc đáo này, được gọi là độ cứng màu đỏ, cho phép các công cụ HSS hoạt động hiệu quả với tốc độ cao hơn đáng kể so với các công cụ làm từ thép carbon.
Thép công cụ tốc độ cao (HSS), còn được gọi là thép gió, thép trắng hoặc thép sắc, có khả năng cứng trong không khí, duy trì độ sắc nét và độ cứng cao ngay cả sau khi dập tắt. Thép này là một hợp kim phức tạp bao gồm vonfram, molybdenum, crom, vanadi và coban, với tổng hàm lượng hợp kim dao động từ 10% đến 25%.
Một trong những tính năng đáng chú ý nhất của HSS là khả năng giữ độ cứng cao, với độ cứng Rockwell (HRC) trên 60, thậm chí trong điều kiện nhiệt độ cao lên tới 500 ° C. Thuộc tính này, được gọi là độ cứng màu đỏ, là thứ khiến HSS khác biệt với các thép công cụ carbon, mất độ cứng đáng kể khi nhiệt độ vượt quá 200 ° C, khiến chúng không hiệu quả ở khoảng 500 ° C. Không giống như thép công cụ carbon, HSS duy trì khả năng cắt ở nhiệt độ cao, làm cho nó trở nên lý tưởng cho các công cụ cắt.
HSS chủ yếu trải qua thử nghiệm kim loại và độ cứng hơn là kiểm tra độ bền kéo. Các HSS dựa trên vonfram và Molybdenum được xử lý nhiệt đúng cách đạt được độ cứng Rockwell từ 63 trở lên, trong khi HSS dựa trên cobalt có thể vượt quá 65. Thép phải biểu hiện không có khuyết điểm có thể nhìn thấy như khoang co ngót hoặc vảy, với độ xốp trung tâm thường dưới lớp 1.
Kiểm tra kim loại tập trung vào ba khía cạnh chính:
Đối với hiệu suất tối ưu, HSS được dập tắt ở nhiệt độ gần với điểm nóng chảy của nó, chẳng hạn như 1210 nhiệt1240 ° C đối với HSS dựa trên vonfram và 1180 Nott1210 ° C đối với HSS molypden cao. Hậu phục vụ, nó trải qua quá trình ủ ba lần ở 540 nhiệt560 ° C. Tăng cường nhiệt độ dập tắt có thể cải thiện độ cứng đỏ hơn nữa.
Các phương pháp điều trị bề mặt như cyaniding nhiệt độ thấp, nitriding và co-carbur hóa lưu huỳnh có thể kéo dài đáng kể tuổi thọ của các công cụ cắt HSS. Các quá trình này tăng cường độ cứng bề mặt và khả năng chống mài mòn, đảm bảo các công cụ duy trì hiệu quả cắt của chúng so với việc sử dụng mở rộng.
Việc sản xuất HSS bao gồm các quy trình phức tạp để đảm bảo các đặc tính tối ưu:
Tan chảy và đúc: Thông thường được sản xuất bằng cách sử dụng lò điện để đảm bảo độ tinh khiết và đồng nhất.
Luyện kim bột (PM HSS): Được giới thiệu vào những năm 1960, PM HSS giảm thiểu sự phân tách cacbua, dẫn đến các tính chất đồng đều hơn và giảm nguy cơ biến dạng xử lý nhiệt.
Điều trị nhiệt: Một bước quan trọng liên quan đến làm nóng trước, austenitizing, dập tắt và nhiều chu kỳ ủ để đạt được độ cứng và độ cứng mong muốn.
HSS được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi khắt khe khác nhau, bao gồm:
Công cụ cắt: Cuộc tập trận, máy cắt phay, người chạy bộ, vòi và xuôi, nơi tốc độ cắt cao và độ chính xác là rất cần thiết.
Các công cụ hình thành lạnh và nóng: Chết và cú đấm được sử dụng trong các quá trình rèn, dập và đùn.
Vòng bi nhiệt độ cao: Các thành phần tiếp xúc với nhiệt độ hoạt động cao và đòi hỏi khả năng chống mài mòn cao.
Công nghiệp ô tô và hàng không vũ trụ: Các thành phần đòi hỏi hiệu suất đáng tin cậy trong điều kiện khắc nghiệt. Máy khoan HSS và các nhà máy kết thúc tăng cường đáng kể hiệu quả sản xuất bằng cách duy trì độ sắc nét và độ chính xác trong thời gian dài hơn so với thép công cụ truyền thống. Việc sử dụng HSS trong sản xuất lưỡi tuabin và các thành phần căng thẳng cao khác đảm bảo độ tin cậy và hiệu suất trong môi trường khắc nghiệt.
Thép tốc độ cao đa năng | |||||||||||
KHÔNG. | Cấp | Chemical Composition (Mass Fraction) /% | |||||||||
C | W | MO | Cr | V | Si | Mn | S | P | RE | ||
1 | W18CR4V | 0.70 ~0.80 |
17.5 ~19.0 |
≤0.3 | 3.80 ~4.40 |
1.00 ~1.40 |
0.20 ~0.40 |
0.10 ~0.40 |
0.03 | 0.03 | |
2 | W9MO3CR4V | 0.77 ~0.87 |
8.50 ~9.50 |
2.70 ~3.30 |
3.80 ~4.40 |
1.30 ~1.70 |
0.20 ~0.40 |
0.20 ~0.40 |
0.03 | 0.03 | |
3 | W6MO5CR4V2 | 0.80 ~0.90 |
5.50 ~6.75 |
4.50 ~5.50 |
3.80 ~4.40 |
1.75 ~2.20 |
0.20 ~0.45 |
0.15 ~0.40 |
0.03 | 0.03 | |
4 | CW6MO5CR4V2 | 0.95 ~1.05 |
5.50 ~6.75 |
4.50 ~5.50 |
3.80 ~4.40 |
1.75 ~2.20 |
0.20 ~0.45 |
0.15 ~0.40 |
0.03 | 0.03 | |
5 | W2MO9CR4V2 | 0.97 ~1.05 |
1.40 ~2.10 |
8.20 ~9.20 |
3.50 ~4.00 |
1.75 ~2.25 |
0.20 ~0.55 |
0.15 ~0.40 |
0.03 | 0.03 | |
6 | 9W18CR4V | 0.90 ~1.00 |
17.5 ~19.0 |
≤0.3 | 3.80 ~4.40 |
1.00 ~1.40 |
≤0,4 | ≤0,4 | 0.03 | 0.03 | |
7 | W14CR4VMNRE | 0.80 ~0.90 |
13.2 ~15.0 |
≤0.3 | 3.50 ~4.00 |
1.40 ~1.70 |
≤0,5 | 0.35 ~0.55 |
0.03 | 0.03 | 0.07 |
8 | W12CR4V4MO | 1.20 ~1.40 |
11.5 ~13.0 |
0.90 ~1.20 |
3.80 ~4.40 |
3.80 ~4.40 |
0.40 | 0.40 | 0.03 | 0.03 |
High Pkích thích High-Speed Steel | |||||||||||
KHÔNG. | Cấp | Chemical Composition (Mass Fraction) /% | |||||||||
C | W | MO | Cr | V | Đồng | Si | Mn | S | P | ||
1 | W6MO5CR4V3 | 1.00~1.10 | 5.00~6.75 | 4.75~6.75 | 3.75~4.50 | 2.25~2.75 | 0.20~0.45 | 0.15~0.40 | 0.03 | 0.03 | |
2 | CW6MO5CR4V3 | 1.15~1.25 | 5.00~6.75 | 4.75~6.75 | 3.75~4.50 | 2.75~3.25 | 0.20~0.45 | 0.15~0.40 | 0.03 | 0.03 | |
3 | W6MO5CR4V2CO5 | 0.80 ~0.90 |
5.50 ~6.50 |
4.50 ~5.50 |
3.75 ~4.50 |
1.75 ~2.25 |
4.50 ~5.50 |
0.20 ~0.45 |
0.15 ~0.40 |
0.03 | 0.03 |
4 | W18CR4VCO5 | 0.70 ~0.80 |
17.5 ~19.0 |
0.40 ~1.00 |
3.75 ~4.50 |
0.80 ~1.20 |
4.25 ~5.75 |
0.20 ~0.40 |
0.10 ~0.40 |
0.03 | 0.03 |
5 | 8W18CR4V2CO8 | 0.75 ~0.65 |
17.5 ~19.0 |
0.50 ~1.25 |
3.75 ~5.00 |
1.80 ~2.40 |
7.00 ~9.50 |
0.20 ~0.40 |
0.20 ~0.40 |
0.03 | 0.03 |
6 | W12CR4V5CO5 | 1.50 ~1.60 |
11.75 ~13.00 |
≤1,00 | 3.75 ~5.00 |
4.50 ~5.25 |
4.75 ~5.25 |
0.15 ~0.40 |
0.15 ~0.40 |
0.03 | 0.03 |
Năng suất cao thép tốc độ cao siêu cứng | |||||||||||
KHÔNG. | Cấp | Chemical Composition (Mass Fraction) /% | |||||||||
C | W | MO | Cr | V | Si | Mn | S | P | Người khác | ||
1 | W6MO5CR4V2AL | 1.05~1.20 | 5.50~6.75 | 4.50~5.50 | 8.80~4.40 | 1.75~2.20 | 0.20~0.60 | 0.15~0.40 | 0.03 | 0.03 | Al: 0,80 ~ 1,20 |
2 | W2MO9CR4VCO8 | 1.05~1.15 | 1.15~1.85 | 9.00~10.00 | 3.50~4.25 | 0.95~1.35 | 0.15~0.65 | 0.15~0.40 | 0.03 | 0.03 | CO: 7,75 ~ 8,75 |
3 | W7MO4CR4V2CO5 | 1.05 ~1.15 |
6.25 ~7.00 |
3.25 ~4.25 |
8.75 ~4.50 |
1.75 ~2.25 |
0.15~0.50 | 0.20 ~0.60 |
0.03 | 0.03 | CO: 4.75 ~5.75 |
4 | W10MO4CR4V3AL | 1.30 ~1.45 |
9.00 ~10.50 |
3.50 ~4.50 |
3.80 ~4.50 |
2.70 ~3.20 |
≤0,50 | ≤0,50 | 0.03 | 0.03 | AL: 0.70 ~1.20 |
5 | W6MO5CR4V5SI | 1.55~1.65 | 5.50~6.50 | 5.00~6.00 | 8.80~4.40 | 4.20~5.20 | 1.00~1.40 | 0.40 | 0.03 | 0.03 | NB: 0,2 ~ 0,5 Al: 0,3 ~ 0,7 |
6 | W12MO3CR4V3CO5SI | 1.20 ~1.30 |
11.50 ~13.50 |
2.80 ~3.40 |
3.80 ~4.40 |
2.80 ~3.40 |
0.80 ~1.20 |
0.40 | 0.03 | 0.03 | CO: 4.70 ~5.10 |
Thép tốc độ cao | |||||
KHÔNG. | GB | ISO | ASTM / AISI | DIN | JIS |
1 | W18CR4V | HS 18-0-1 | T1 | S18-0-1 (1.3355) | SKH2 |
2 | W9MO3CR4V | T9 | S9-1-2 (1.3247) | SKH53 | |
3 | W6MO5CR4V2 | HS 6-5-2 | M2 | S6-5-2 (1.3343) | SKH51 |
4 | CW6MO5CR4V2 | S6-5-2C (1.3343 | SKH51C | ||
5 | W2MO9CR4V2 | M42 | S2-9-1-8 (1.3207) | SKH59 | |
6 | 9W18CR4V | T15 | 1.3202 | SKH57 | |
7 | W14CR4VMNRE | ||||
8 | W12CR4V4MO | HS 12-1-4-5 | M35 | S12-1-4-5 (1.3202) | SKH55 |
9 | W6MO5CR4V3 | M3 | 1.3344/1.3348 | SKH58 | |
10 | CW6MO5CR4V3 | M3 | 1.3348 | SKH58 | |
11 | W6MO5CR4V2CO5 | HS 6-5-2-5 | M35 | S6-5-2-5 (1.3243) | SKH55 |
12 | W18CR4VCO5 | HS 18-1-1-5 | T5 | 1.3351 | SKH3 |
13 | 8W18CR4V2CO8 | T8 | 1.3207 | ||
14 | W12CR4V5CO5 | HS 12-1-4-5 | M35 | S12-1-4-5 (1.3202) | SKH55 |
15 | W6MO5CR4V2AL | M42 | 1.3247 | SKH59 | |
16 | W2MO9CR4VCO8 | M42 | S2-9-1-8 (1.3207) | SKH59 | |
17 | W7MO4CR4V2CO5 | HS 7-1-2-5 | M7 | 1.3348 | SKH58 |
18 | W10MO4CR4V3AL | M42 | 1.3247 | SKH59 | |
19 | W6MO5CR4V5SI | ||||
20 | W12MO3CR4V3CO5SI |