Un tipo de acero para herramientas, acero de ledeburita con alto contenido de carbono y alta aleación con tungsteno, molibdeno, cromo, vanadio y, a veces, cobalto como principales elementos de aleación. Suele utilizarse como herramienta de corte de alta velocidad. , conocido como acero de alta velocidad, comúnmente conocido como Feng Steel. El acero para herramientas de alta velocidad se utiliza principalmente para fabricar herramientas de corte de alta eficiencia. Debido a su alta dureza al rojo, buena resistencia al desgaste y alta resistencia, también se utiliza para fabricar moldes, rodillos, cojinetes de alta temperatura y resortes de alta temperatura con altos requisitos de rendimiento.
Las principales propiedades del acero para herramientas de alta velocidad:
1. El rendimiento del proceso también es un indicador importante del acero de alta velocidad.
En primer lugar, debe tener una buena termoplasticidad para romper completamente el carburo cristalino y darle forma; en segundo lugar, debe tener una baja dureza de recocido para facilitar el conformado en frío y el corte durante el proceso de producción. También son importantes otras propiedades del proceso, como la insensibilidad al sobrecalentamiento, la insensibilidad a la descarburación, la baja deformación por enfriamiento, las buenas propiedades de soldadura en combinación con el mango de acero al carbono en la soldadura por resistencia y la soldadura por fricción, etc., especialmente la capacidad de rectificado, para la fabricación de herramientas complejas es extremadamente importante.
Garantizar que los carburos estén completamente rotos, refinados y distribuidos uniformemente siempre ha sido una cuestión clave en la tecnología de producción de acero de alta velocidad y en la mejora de la calidad. Para este fin, el acero de alta velocidad debe adoptar un proceso de fundición a baja temperatura, seleccionar una buena forma de lingote y seleccionar una relación de compresión suficientemente grande de acuerdo con las especificaciones del acero. China ha utilizado lingotes planos para producir acero de alta velocidad desde 1965. La ventaja es que acelera significativamente la velocidad de solidificación de los lingotes de acero, mejorando así la desigualdad del carburo y la estructura de bajo aumento del acero. Los productos de acero de gran tamaño utilizan principalmente lingotes de acero refundidos con electroescoria. El proceso de forja, corte y laminación para obtener productos terminados contribuye a mejorar la calidad.
La temperatura de procesamiento en caliente, la cantidad de deformación y el sistema de recocido del acero de alta velocidad tienen un impacto significativo en el rendimiento del tratamiento térmico del acero, especialmente el tamaño del grano después del templado, y deben controlarse estrictamente. Durante el trabajo en caliente, si la temperatura final de forjado (laminación) es demasiado alta, la cantidad de deformación es insuficiente o el material se ha templado una vez pero se enfría una segunda vez sin estar completamente recocido, aparecerá una fractura especial brillante en forma de naftaleno ( ver inspección macroscópica del metal), por lo que reduce significativamente la tenacidad del acero y hace que la herramienta se vuelva quebradiza. También adopta la nueva tecnología de prensa hidráulica de forjado rápido para abrir la palanquilla y máquina de forjado de precisión para formar el producto terminado.
El acero rápido requiere un tratamiento térmico especial para obtener las propiedades requeridas. Generalmente, la temperatura de enfriamiento es cercana a la temperatura de fusión de este tipo de acero. Por ejemplo, el acero con alto contenido de tungsteno es de 1270 ~ 1290 ℃, el acero de tungsteno-molibdeno es de 1210 ~ 1240 ℃ y el acero con alto contenido de molibdeno es de 1180 ~ 1210 ℃. , el templado se realiza tres veces a 540 ~ 560 ℃ para obtener mejores resultados con endurecimiento secundario. Cuando existen diferentes requisitos de tenacidad y dureza al rojo, la temperatura de enfriamiento se puede ajustar adecuadamente.
El acero de alta velocidad pulvimetalúrgico puede garantizar una distribución fina y uniforme de los carburos, mejorar la rectificabilidad del acero de alta velocidad con alto contenido de carbono y vanadio, mejorar la trabajabilidad en caliente, reducir la deformación por enfriamiento y proporcionar tamaños grandes. El acero con excelente calidad de carburo tiene ventajas únicas; puede producir aceros de alta velocidad con mayor contenido de aleación y mayores capacidades de corte. El tratamiento térmico al vacío de herramientas de corte de acero de alta velocidad se ha utilizado ampliamente; los tratamientos térmicos químicos superficiales, como la oxinitruración y la carbonitruración de herramientas de corte, también se están utilizando ampliamente, especialmente el desarrollo de métodos de deposición química de vapor y deposición física de vapor, que pueden mejorar aún más. Vida útil de la herramienta.
La temperatura de enfriamiento del acero para herramientas de alta velocidad es muy alta, cercana al punto de fusión. El propósito es disolver más carburos de aleación en la matriz para que el acero tenga una mejor capacidad de endurecimiento secundario. La dureza del acero para herramientas de alta velocidad aumenta después del templado. Este es el primer endurecimiento. Sin embargo, cuanto mayor es la temperatura de templado, menor es la resistencia y la tenacidad después del templado. Después del templado, la dureza disminuye en el templado a baja temperatura por debajo de 350 °C y aumenta gradualmente en la temperatura de templado por encima de 350 °C cuando se templa en el rango de 520 ~ 580 °C (diferentes composiciones químicas, diferentes temperaturas de templado), un segundo. Aparece un pico de dureza que excede la dureza de enfriamiento, esto es endurecimiento secundario. Esta es una característica importante del acero para herramientas de alta velocidad.
Además de su alta dureza, resistencia al desgaste, dureza al rojo y otras propiedades utilizables, el acero para herramientas de alta velocidad también tiene ciertas propiedades de proceso como termoplasticidad y rectificabilidad.
El principal elemento de aleación del acero para herramientas de alta velocidad de la serie tungsteno es el tungsteno, que no contiene molibdeno o contiene una pequeña cantidad de molibdeno. Sus principales características son baja sensibilidad al sobrecalentamiento, baja sensibilidad a la descarburación y un amplio rango de temperatura para el tratamiento térmico y el trabajo en caliente. Sin embargo, las partículas de carburo son gruesas y la uniformidad de la distribución es pobre, lo que afecta la tenacidad y plasticidad del acero.
Los principales elementos de aleación del acero para herramientas de alta velocidad tungsteno-molibdeno son el tungsteno y el molibdeno. Sus principales características son que el tamaño de partícula y la distribución de los carburos son mejores que los del acero para herramientas de alta velocidad a base de tungsteno, su sensibilidad a la descarburación y la sensibilidad al sobrecalentamiento son menores que las del acero para herramientas de alta velocidad a base de molibdeno, y su usabilidad y el rendimiento del proceso es mejor.
El principal elemento de aleación del acero para herramientas de alta velocidad al molibdeno es el molibdeno, que no contiene tungsteno o contiene una pequeña cantidad de tungsteno. Sus características principales son partículas finas de carburo, distribución uniforme y buena tenacidad, pero tiene una alta sensibilidad a la descarburación y el sobrecalentamiento, y un rango estrecho de procesamiento térmico y tratamiento térmico.
2. Propiedades físicas
1. Dureza
Las herramientas fabricadas con acero para herramientas tienen una dureza suficientemente alta después del tratamiento térmico, como las herramientas utilizadas para cortar metales. por encima de HRC60. La herramienta aún puede mantener una alta dureza y una buena dureza al rojo bajo condiciones de alta velocidad de corte y alta temperatura de calentamiento causadas por el procesamiento de materiales duros. El acero para herramientas al carbono y el acero para herramientas de aleación generalmente mantienen una alta dureza a temperaturas de funcionamiento de 180 °C a 250 °C, y el acero para herramientas de alta velocidad a alrededor de 600 °C. La dureza al rojo es una propiedad muy importante para los aceros utilizados en moldes de deformación térmica y herramientas de corte de alta velocidad.
2. Resistencia al desgaste
El acero para herramientas tiene buena resistencia al desgaste, es decir, la capacidad de resistir el desgaste. Las herramientas conservan su forma y tamaño a pesar de estar sometidas a una presión y fricción considerables.
3. Resistencia y tenacidad
El acero para herramientas tiene una cierta resistencia y tenacidad, lo que permite que la herramienta resista tensiones complejas como carga, impacto, vibración y flexión durante el trabajo para garantizar que el herramienta de uso normal.
4. Otras propiedades
Debido a las diferentes condiciones de trabajo de las distintas herramientas, el acero para herramientas también tiene otras propiedades. Por ejemplo, el acero para moldes también debe tener ciertas propiedades mecánicas de alta temperatura. y propiedades térmicas, fatiga, conductividad térmica y resistencia al desgaste y a la corrosión, etc.
3. Rendimiento del proceso
Además del rendimiento mencionado anteriormente, el acero para herramientas también debe tener un buen rendimiento del proceso.
1. Procesabilidad
El acero para herramientas debe tener un buen rendimiento de procesamiento por presión en caliente y rendimiento de procesamiento mecánico para garantizar la fabricación y el uso de herramientas. La trabajabilidad del acero depende de la composición química y de la calidad de la estructura.
2. Rango de temperatura de enfriamiento
La temperatura de enfriamiento del acero para herramientas debe ser lo suficientemente amplia como para reducir la posibilidad de sobrecalentamiento.
3. Templabilidad y templabilidad
La templabilidad es la propiedad del acero que puede alcanzar la mayor dureza después del temple. La templabilidad está relacionada principalmente con la composición química del acero, especialmente el contenido de carbono. Cuanto mayor es el contenido de carbono, mayor es la templabilidad del acero.
La templabilidad indica la distribución de la dureza desde la superficie hasta el interior del acero después del temple. El nivel de templabilidad está relacionado con la composición química, la pureza y el tamaño de grano del acero.
Según las diferentes herramientas utilizadas para fabricar, existen ciertos requisitos para estas dos propiedades.
4. Sensibilidad a la descarburación
La descarburación en la superficie de la herramienta reducirá la dureza de la capa superficial, por lo que se requiere que la sensibilidad a la descarburación del acero industrial sea baja. En las mismas condiciones de adición, la susceptibilidad a la descarburación del acero depende de su composición química.
5. Deformabilidad por tratamiento térmico
Durante el tratamiento térmico, se requiere que el tamaño y la forma de las herramientas sean estables.
6. Resistencia al corte
Para el acero utilizado en la fabricación de herramientas de corte y herramientas de medición, se requiere una buena capacidad de rectificado. La capacidad de molienda del acero está relacionada con su composición química, especialmente el contenido de vanadio. Si la fracción de masa de vanadio no es inferior a 0,50, la capacidad de molienda se deteriorará.