BOHLER S400高速钢的硬度与耐磨性

　　BOHLER S400高速钢的用途及特性

　　奥地利百禄BOHLER S400粉末冶金高速钢

　　BOHLER S400产品源于钼合金高速钢系列，成本效率高，表现出色。

　　BOHLER S400性能特点：高合金高速钼钢，耐受性好，刚性强。

　　BOHLER S400化学成分：

　　C：1.02

　　Si：0.40

　　Mn：0.30

　　Cr：3.80

　　Mo：8.60

　　V：1.90

　　W：1.80

　　一、特性

　　(一)化学成分与硬度

　　化学成分影响

　　BOHLER S400高速钢包含多种合金元素，如钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钒(V)和适量的碳(C)等。钨元素有助于形成稳定的碳化物，提高钢的硬度和耐磨性。钼元素在提高钢的强度和韧性方面有重要作用，同时也能增强钢的抗回火软化能力。铬元素可提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，并且有助于提高钢的淬透性。钒元素形成的碳化钒(VC)能细化晶粒，进一步提高钢的硬度和耐磨性。这些元素的综合作用，经过合适的热处理后，S400高速钢的硬度可达到较高水平，例如HRC63 - 65左右。

　　与其他高速钢对比

　　与常见的M2高速钢相比，S400高速钢在硬度和耐磨性方面有一定优势。M2高速钢的硬度通常在HRC60 - 62左右。在切削硬度较高的材料时，S400高速钢刀具的刃口保持性更好。例如，在切削硬度为HRC61的合金钢时，S400高速钢刀具经过相同切削长度后的刃口磨损量明显小于M2高速钢刀具。

　　(二)耐磨性

　　耐磨原理

　　S400高速钢的耐磨性主要源于其内部的碳化物结构。其中，由钨、钼、钒等元素形成的碳化物硬度极高，且弥散分布在钢的基体中。在切削或摩擦过程中，这些碳化物作为耐磨质点，承受主要的摩擦力，保护基体免受磨损。而且，由于其良好的碳化物分布均匀性，在长期使用过程中不易出现局部磨损严重的情况。

　　实际耐磨表现

　　在拉削加工中，S400高速钢制成的拉刀展现出良好的耐磨性能。当拉削硬度为HRC60 - 62的金属材料时，与普通高速钢拉刀相比，S400高速钢拉刀的刃口磨损速度较慢。例如，在拉削50个相同规格的工件后，普通高速钢拉刀的刃口磨损可能达到0.2 - 0.3mm，而S400高速钢拉刀的刃口磨损仅为0.05 - 0.1mm。

　　(三)红硬性

　　红硬性的表现

　　BOHLER S400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HRC60 - 62左右。这使得它在高速切削或者在高温条件下进行长时间加工时，不会因为温度升高而迅速软化，从而能够持续稳定地进行切削作业。

　　对高速切削的意义

　　在高速铣削高硬度的淬火钢时，S400高速钢铣刀凭借其红硬性，可以采用较高的切削速度。这不仅提高了铣削效率，而且由于在高温下硬度保持较好，能够保证铣削的尺寸精度和表面质量。相比之下，红硬性较差的铣刀在铣削这种淬火钢时，会因为铣刀软化而导致铣削精度降低、表面粗糙度增加以及铣刀过早磨损等问题。

　　(四)韧性

　　韧性的微观结构依据

　　S400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，防止应力集中，从而赋予材料一定的韧性。

　　在加工中的体现

　　在钻削加工中，当钻削含有硬质点的高硬度材料(如含有碳化钨颗粒的金属基复合材料)时，S400高速钢钻头能够承受钻削过程中的冲击力而不容易折断。它可以稳定地钻削这种复杂材料，保证钻削加工的顺利进行。

　　(五)可加工性

　　加工工艺适应性

　　BOHLER S400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

　　在锻造时，由于其合金元素含量高，锻造温度范围要求严格。始锻温度过高可能会导致钢材内部组织过热，影响性能;终锻温度过低则可能产生裂纹等缺陷。在切削加工方面，因为其硬度高，需要选择合适的超硬刀具(如立方氮化硼刀具)，并且要合理调整切削参数，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

　　高硬度金属加工刀具

　　S400高速钢主要用于制造加工高硬度金属的刀具。对于淬火钢、高温合金等材料的加工，S400高速钢刀具能够有效地切入和去除材料。由于其高硬度、耐磨性和红硬性，在航空航天、汽车制造等领域的高硬度金属加工中有广泛应用。例如，在航空发动机制造中，对高硬度的高温合金零部件的加工，S400高速钢刀具能够满足加工精度和效率的要求。

　　复杂形状刀具制造

　　由于其良好的韧性和可加工性，S400高速钢也可用于制造复杂形状的刀具，如麻花钻、丝锥等。这些刀具在加工过程中需要承受一定的冲击力，S400高速钢的韧性能够保证刀具在使用过程中不易折断，同时其高硬度和耐磨性能够保证刀具的切削性能。

　　(二)模具制造

　　高精密高硬度模具制造

　　在高精密模具制造中，S400高速钢可用于制造模具的关键部件，如注塑模具中的型芯、型腔，压铸模具中的冲头、镶块等。由于其高硬度、耐磨性和红硬性，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，提高模具的使用寿命。例如，在制造高精度的注塑模具时，S400高速钢制成的模具部件能够jingque地成型塑料制品的形状，确保产品质量。

　　高温工作模具制造

　　对于在高温环境下工作的模具，如热锻模具，S400高速钢也有应用。其红硬性和抗氧化性能够保证模具在高温、高压和高磨损的工作环境下正常工作，减少模具的变形和磨损，提高模具的可靠性。