圆棒HS12-1-5-5现代高速钢技术研究

　　一、HS12 - 1 - 5 - 5高速钢的特性

　　(一)高硬度

　　合金元素的贡献

　　HS12 - 1 - 5 - 5高速钢中含有钨(W)、铬(Cr)、钒(V)等合金元素。钨是提高硬度的关键元素之一，钨与碳形成的碳化物(WC)具有很高的硬度，这些碳化物弥散分布在钢的基体中，对基体起到强化作用。铬元素有助于提高钢的淬透性，使钢在淬火时能获得更深的硬化层，从而提高整体硬度。钒元素形成的VC碳化物也能显著提高钢的硬度。经过合适的热处理后，其硬度可达到HRC63 - 66左右。

　　与普通工具钢相比，普通工具钢的硬度一般在HRC50 - 60之间，HS12 - 1 - 5 - 5高速钢的高硬度使其在承受较大的压力或切削力时，能更好地保持刃口或工作部位的形状，不易产生塑性变形。例如，在切削硬度较高的合金钢时，普通工具钢的刃口可能会迅速磨损变形，而HS12 - 1 - 5 - 5高速钢则能保持较好的切削性能。

　　德国HS12-1-5-5粉末高速钢为钨系高碳高钒含钻高速钢,具有很高的耐磨性、硬度及抗回火稳定性，并提高了高温硬度和红硬性，耐 用度超过一般高速钢2倍以上。适于加工中高强度钢、冷轧钢、铸造合金钢和低合金超高强度钢等难加工材料，不宜制作高精度复杂刀具。

　　标准DIN EN4957-1999

　　HS12-1-5-5化学成分：

　　C：1.30～1.45

　　Mn：≤0.40

　　Si：≤0.45

　　S：≤0.030

　　P：≤0.030

　　Cr：3.80～4.50

　　Mo：0.70～1.00

　　V：3.50～4.00

　　W：11.50～12.50

　　Co：4.50～5.00

　　HS12-1-5-5主要特性：高碳高钒含钴高速钢，具有很好的耐磨性，硬度高，抗回火稳定性良好，高温硬度和热硬性均较商，因此，工作温度高，工作寿命较其他的高速钢成倍提高

　　HS12-1-5-5应用举例：适用于加工难加工材料，如高强度钢、中强度钢、冷轧钢、铸造合金钢等，适于制作车刀、铣刀、齿轮刀具、成形刀具、螺纹加工刀具及冷作模具，但不适于制造高精度的复杂刀具。

　　微观结构对硬度的影响

　　这种高速钢的微观结构中，合金碳化物均匀分布在马氏体基体上。马氏体本身具有较高的硬度，再加上合金碳化物的强化作用，使得整个钢的硬度得到提升。并且，在钢的制造过程中，通过jingque控制热处理工艺，如淬火和回火，可以优化微观结构，进一步提高硬度的均匀性，保证钢在各个部位的硬度一致性，这对于制造精密刀具或模具非常重要。

　　(二)良好的耐磨性

　　耐磨机制

　　高硬度的碳化物(WC和VC)在耐磨方面起着关键作用。当钢表面受到磨粒磨损时，例如在切削加工中切屑对刀具表面的刮擦或者在模具使用过程中与成型材料的摩擦，这些碳化物就像微小的硬质点，有效地阻止磨粒对钢基体的侵蚀。

　　同时，铬元素有助于在钢的表面形成一层致密的氧化膜，这层氧化膜可以减少钢与外界物质之间的粘着磨损。例如，在金属切削过程中，HS12 - 1 - 5 - 5高速钢刀具与被切削材料之间不易产生粘着现象，从而保持刀具刃口的锋利，延长刀具的使用寿命。

　　耐磨性对比

　　与中碳合金钢相比，在相同的磨损试验条件下，如模拟金属切削过程中的磨损，中碳合金钢可能在较短的切削时间(如10分钟)后就出现明显的磨损痕迹，而HS12 - 1 - 5 - 5高速钢在同样的时间内磨损程度要小得多，显示出其良好的耐磨性。

　　(三)较好的热硬性

　　热硬性的原理

　　HS12 - 1 - 5 - 5高速钢中的合金元素提高了钢的再结晶温度。在高温下，合金碳化物(如WC、VC)不易分解和聚集长大，从而维持了钢的硬度。当温度升高到500 - 600°C时，普通高速钢的硬度会明显下降，而HS12 - 1 - 5 - 5高速钢仍能保持较高的硬度(HRC55 - 58左右)。

　　这是因为合金元素改变了钢的晶体结构，增加了原子间的结合力，使得钢在高温下能够保持相对稳定的组织结构，从而保证了热硬性。

　　在高温加工中的优势

　　在高速切削、重切削等加工工艺中，切削区域温度往往会迅速升高。HS12 - 1 - 5 - 5高速钢较好的热硬性使得刀具在高温环境下能够持续有效地进行切削。例如，在高速切削硬度较高的合金钢时，即使切削温度升高，刀具也不会因为硬度急剧下降而失效，提高了加工效率和加工精度。

　　二、HS12 - 1 - 5 - 5高速钢的用途

　　(一)刀具制造

　　通用切削刀具

　　可用于制造各种通用切削刀具，如麻花钻、丝锥等。在制造麻花钻时，HS12 - 1 - 5 - 5高速钢的高硬度和良好的耐磨性能够保证麻花钻在钻孔过程中具有较高的切削效率和较长的使用寿命。

　　例如，在钻削硬度为HRC30 - 40的碳钢材料时，HS12 - 1 - 5 - 5高速钢麻花钻能够快速地切入材料，钻出的孔壁光滑，并且钻头的磨损较小。对于丝锥而言，在攻丝过程中，这种高速钢能够保持螺纹牙型的精度，不易磨损，从而提高攻丝的质量。

　　成型刀具

　　对于制造成型刀具，如成型铣刀、滚刀等，HS12 - 1 - 5 - 5高速钢也是理想的材料。成型刀具需要jingque的形状保持能力，HS12 - 1 - 5 - 5高速钢的高硬度和硬度稳定性能够满足这一要求。

　　例如，在制造用于加工齿轮的滚刀时，HS12 - 1 - 5 - 5高速钢制造的滚刀能够jingque地滚切出齿轮的齿形，并且在滚切过程中，滚刀的刃口不易磨损，保证了齿轮的加工精度。

　　(二)模具制造

　　小型精密模具

　　在制造小型精密模具，如小型注塑模具、小型冲压模具等方面，HS12 - 1 - 5 - 5高速钢可以提供良好的尺寸稳定性和耐磨性。

　　例如，在制造小型电子元件的注塑模具时，HS12 - 1 - 5 - 5高速钢制造的模具能够保证注塑件的尺寸精度在±0.05mm以内，并且模具的使用寿命较长，降低了模具的制造成本。

　　模具修复

　　HS12 - 1 - 5 - 5高速钢还可用于模具磨损部位的修复。其良好的焊接性能(在满足一定焊接工艺条件下)和与模具基体相近的性能，使得它能够有效地修复模具的磨损区域，恢复模具的使用功能。

　　例如，对于一些因长期使用而出现刃口磨损的冲裁模具，可以采用HS12 - 1 - 5 - 5高速钢进行焊接修复，修复后的模具能够继续正常工作。