BOHLER S404高速钢韧性与可加工

　　BOHLER S404高速钢的用途及特性

　　奥地利百禄BOHLER S404粉末冶金高速钢

　　BOHLER S404经济型系列产品主要用于螺旋钻头，具有无与伦比的性价比。

　　BOHLER S404性能特点：经济型高速钼钢

　　BOHLER S404化学成分：

　　C：0.89

　　Si：0.30

　　Mn：0.30

　　Cr：4.10

　　Mo：4.50

　　V：1.90

　　W：1.20

　　一、特性

　　(一)化学成分与硬度

　　化学成分影响

　　BOHLER S404高速钢含有多种合金元素。其中，碳(C)元素的含量决定了钢的基本硬度，适量的碳能与其他合金元素形成碳化物。钨(W)元素有助于提高钢的硬度和红硬性，其形成的碳化钨(WC)在钢的基体中起到强化作用。钼(Mo)元素能增强钢的韧性和抗回火软化能力，在高温下保持钢的性能稳定。铬(Cr)元素提高钢的淬透性、抗氧化性和耐腐蚀性。钒(V)元素形成的碳化钒(VC)可细化晶粒，进一步提升钢的硬度和耐磨性。这些元素的协同作用使得S404高速钢经过合适的热处理后，硬度可达到较高水平，例如硬度可达HRC64 - 66。

　　与其他高速钢对比

　　与S401高速钢相比，S404高速钢在硬度上可能相当，但在某些性能方面有所差异。S401高速钢在红硬性方面表现较好，而S404高速钢在耐磨性方面可能更具优势。例如，在相同的切削条件下切削硬度为HRC63的材料，S404高速钢刀具的刃口磨损量可能比S401高速钢刀具更小。

　　(二)耐磨性

　　耐磨原理

　　S404高速钢的耐磨性得益于其内部的碳化物结构。碳化钨(WC)、碳化钒(VC)等碳化物硬度高且分布在钢的基体中。在切削或摩擦过程中，这些碳化物作为耐磨相，承受主要的摩擦力，保护基体不被快速磨损。并且，由于其良好的碳化物分布均匀性，在长时间的磨损过程中，不会出现局部严重磨损的情况，从而保证了整体的耐磨性能。

　　实际耐磨表现

　　在车削加工中，S404高速钢制成的车刀展现出优异的耐磨性能。当车削硬度为HRC62 - 64的合金钢时，与普通高速钢车刀相比，S404高速钢车刀的刃口保持性更好。例如，普通高速钢车刀车削一定长度的工件后，刃口磨损明显，需要频繁更换刀具，而S404高速钢车刀可以在较长时间内保持刃口的锋利度，减少了刀具更换的频率，提高了加工效率。

　　(三)红硬性

　　红硬性的表现

　　BOHLER S404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，其硬度能够保持在HRC61 - 63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

　　在高速镗削加工中，S404高速钢镗刀凭借其红硬性，可以采用较高的切削速度。这不仅提高了镗削效率，而且由于在高温下硬度保持较好，能够保证镗削的尺寸精度和表面质量。相比之下，红硬性较差的镗刀在镗削过程中，会因为镗刀软化而导致镗削精度降低、表面粗糙度增加以及镗刀过早磨损等问题。

　　(四)韧性

　　韧性的微观结构依据

　　S404高速钢的微观结构中，合金元素的配比使得碳化物与基体之间有较好的结合。通过合理的热处理工艺，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

　　在铣削加工中，当铣削含有硬质点的高硬度材料(如含有碳化钛颗粒的金属基复合材料)时，S404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 S404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

　　S404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，S404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，S404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，S404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，S404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，S404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，S404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，S404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。