BOHLER S393高速钢在精密机械加工中的应用

　　BOHLER S393高速钢的用途及特性

　　奥地利百禄BOHLER S393粉末冶金高速钢

　　BOHLER S393采用MICROCLEAN技术生产，能够可靠用于薄片切削及冷加工钢材等多种应用环境。

　　BOHLER S393性能特点：采用粉末冶金工艺生产的高速钢，具有良好热硬度、耐压强度与耐磨性。同时PM技术也令该材料具有超强刚性与机械加工性，如良好的磨削性。

　　BOHLER S393化学成分：

　　C：1.55

　　Cr：4.40

　　V：4.90

　　W：12.40

　　Co：5.00

　　一、特性

　　(一)化学成分与硬度

　　化学成分影响

　　BOHLER S393高速钢包含多种合金元素，如钨(W)、钼(Mo)、钒(V)、铬(Cr)等，同时含有适量的碳(C)。钨和钼元素是形成硬质碳化物的关键元素，它们有助于提高钢的硬度和耐磨性。钒元素形成的碳化钒(VC)可以进一步细化晶粒，增强钢的硬度和韧性。铬元素在提高硬度的同时，也能增强钢的抗氧化性和耐腐蚀性。这些合金元素与碳的合理配比，经过适当热处理后，S393高速钢的硬度可达到较高水平，例如HRC64 - 66左右。

　　与其他高速钢对比

　　与一些传统高速钢(如M2高速钢)相比，S393高速钢在硬度和耐磨性方面表现更优。M2高速钢的硬度通常在HRC60 - 62左右。在切削相同硬度的材料时，S393高速钢刀具的刃口能保持更锋利的状态，磨损相对更慢。例如，在切削硬度为HRC60的合金钢时，S393高速钢刀具的刃口磨损量在经过一定切削量后明显少于M2高速钢刀具。

　　(二)耐磨性

　　耐磨原理

　　S393高速钢的耐磨性主要得益于其内部均匀分布的硬质碳化物。这些碳化物硬度远高于基体，在刀具与工件的摩擦过程中，硬质碳化物承受大部分的摩擦力，有效地保护基体，减少基体的磨损。同时，由于其微观结构的稳定性，在长期的摩擦过程中不易发生剥落等现象。

　　实际耐磨表现

　　在磨削加工中，S393高速钢制成的砂轮修整工具表现出良好的耐磨性能。当用于修整硬度较高的砂轮(如CBN砂轮)时，与普通高速钢修整工具相比，S393高速钢修整工具的使用寿命更长。例如，在连续修整8个相同规格的CBN砂轮后，普通高速钢修整工具可能已经出现明显的磨损，而S393高速钢修整工具还能继续有效地进行修整工作。

　　(三)红硬性

　　红硬性的表现

　　BOHLER S393高速钢具有较好的红硬性。在高温环境下，当温度达到650 - 700°C时，其硬度仍然能够保持在HRC59 - 61左右。这使得它在高速切削或长时间切削高硬度材料时，即使切削区域产生大量热量，也不会迅速软化，从而能够保持较好的切削性能。

　　对高速切削的意义

　　在高速车削硬度为HRC60 - 62的淬火钢时，S393高速钢车刀凭借其红硬性，可以采用较高的切削速度。这不仅提高了车削效率，而且由于在高温下硬度保持较好，能够保证车削的尺寸精度和表面光洁度。相比之下，红硬性较差的车刀在高速车削这种淬火钢时，会因为刀具软化而导致切削力增大、切削精度降低以及表面粗糙度增加等问题。

　　(四)韧性

　　韧性的微观结构依据

　　S393高速钢的微观结构中，合金元素的合理配比使得碳化物与基体之间有较好的结合。通过优化的热处理工艺，可以使碳化物均匀分布，在受到冲击载荷时，这种结构能够有效地将能量在碳化物和基体之间传递和分散，避免应力集中，从而赋予材料一定的韧性。

　　在加工中的体现

　　在铣削加工中，当铣削含有硬质点的高硬度材料(如含有硬质合金颗粒的金属基复合材料)时，S393高速钢铣刀能够承受铣削过程中的冲击力而不容易折断。它可以稳定地铣削这种复杂材料，保证铣削加工的顺利进行。

　　(五)可加工性

　　加工工艺适应性

　　BOHLER S393高速钢可进行锻造、轧制、切削加工和热处理等操作。

　　加工注意事项

　　在锻造过程中，需要严格控制锻造温度范围。由于其合金元素含量较高，始锻温度过高可能导致钢材过热，内部组织粗大，影响性能;终锻温度过低则可能产生裂纹等缺陷。在切削加工时，由于其较高的硬度，需要选择合适的超硬刀具(如立方氮化硼刀具)进行加工，并且要谨慎调整切削参数，如降低切削速度、减小进给量和切削深度等，以避免刀具过度磨损或工件表面质量下降。在热处理过程中，必须按照规定的工艺参数进行操作，以确保获得理想的性能。

　　二、用途

　　(一)刀具制造

　　高硬度材料加工刀具

　　S393高速钢主要用于制造加工高硬度材料的刀具。例如，在加工淬火钢、高温合金等材料时，S393高速钢刀具能够有效地切入材料并去除材料。由于其高硬度、耐磨性和红硬性，在加工这些高硬度材料时，能够保持较好的切削刃形状，提高加工精度和效率。

　　精密刀具制造

　　在精密加工领域，S393高速钢可用于制造精密刀具，如微型铣刀、微型钻头等。其硬度和韧性的良好结合，使得这些精密刀具在加工微小零件时能够保证尺寸精度和表面质量。例如，在加工电子设备中的微小金属零件时，S393高速钢制成的微型铣刀能够jingque地铣削出所需的形状。

　　(二)模具制造

　　高硬度模具制造

　　在制造高硬度模具方面，S393高速钢可用于制造模具的关键部件，如注塑模具中的型芯和型腔。由于其高硬度和耐磨性，能够保证模具在长期使用过程中保持高精度的形状和尺寸，从而提高注塑产品的质量。在制造光学镜片的注塑模具时，S393高速钢制成的模具部件能够jingque地成型镜片的形状，确保镜片的光学性能。

　　复杂形状模具制造

　　由于其良好的可加工性和韧性，S393高速钢也可用于制造复杂形状的模具。在制造具有复杂内部结构的压铸模具时，S393高速钢能够通过各种加工工艺(如电火花加工、数控铣削等)制成所需的形状，并且在使用过程中能够承受较高的压力和磨损。