1 試驗(yàn)方法

1. 試驗(yàn)材料
   試驗(yàn)用的鋁高速鋼為W6Mo5Cr4V2Al，由成都工具研究所提供；普通高速鋼為W6Mo5Cr4V2。以上兩種材料均由上海刃具廠有限公司進(jìn)行熱處理，加工成機(jī)用絲錐并進(jìn)行切削試驗(yàn)。
2. 鋁高速鋼與普通高速鋼淬火
   鋁高速鋼淬火工藝：850℃預(yù)熱，1200℃加熱保溫，580℃～600℃分級(jí)后空冷；普通高速鋼820℃ 預(yù)熱，1190℃加熱，600℃分級(jí)后空冷。用XJD-05型金相顯微鏡分別觀察淬火后顯微組織，比較晶粒大小。
3. 普通高速鋼與鋁高速鋼紅硬性對比試驗(yàn)
   普通高速鋼1200 ℃ 淬火后，560℃回火三次；鋁高速鋼1200℃淬火后，580℃ 回火三次。根據(jù)紅硬性試驗(yàn)方法將試樣分別在600℃、625℃和650℃加熱4次，每次1h，然后冷卻，測量室溫硬度。
4. 絲錐切削性能比較
   普通高速鋼與鋁高速鋼制成?6mm機(jī)用絲錐，根據(jù)GB/T969-1994規(guī)定的切削規(guī)范進(jìn)行試驗(yàn)。切削在臺(tái)鉆上進(jìn)行，被加工材料為45鋼，硬度170HB ，切削速度5.3m/min，即28Or/min，切削深度8mm，實(shí)際采用12mm，冷卻液(乳化液)流量為5L/min。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

1. 鋁高速鋼與普通高速鋼的顯微組織
   

   圖1 普通高速鋼淬火組織，30%硝酸酒精溶液浸蝕

   圖2 鋁高速鋼淬火組織，30%硝酸酒精溶液浸蝕

   由圖1、圖2可以看到普通高速鋼(W6Mo5Cr4V2)的晶粒要比鋁高速鋼的晶粒來得大，普通高速鋼的奧氏體晶粒度11級(jí)，鋁高速鋼的奧氏體晶粒度12級(jí)。鋁高速鋼的淬火組織為隱針馬氏體+殘留奧氏體以及少量共晶碳化物，根據(jù)資料，鋁高速鋼在淬火狀態(tài)，出現(xiàn)新的碳化物相，即g-VC相，這是一種含Al或Cr的碳化物相，它在晶粒內(nèi)部彌散析出，亦有沉積于M₆C上，但含Al量不宜過高，若含量超過4%則形成含Al的碳化鐵，質(zhì)硬而跪。
2. 普通高速鋼與鋁高速鋼紅硬性測試結(jié)果

   表1 普通高速鋼紅硬性試驗(yàn)數(shù)據(jù)

   回火溫度	實(shí)際硬度(HRC)					平均硬度(HRC)
   600	58.5	59.5	60.0	59.5	60.0	59.5
   625	56.0	56.0	55.5	56.0	56.5	56.0
   650	48.0	42.5	46.5	46.0	47.5	47.2

   表2 鋁高速鋼紅硬性試驗(yàn)數(shù)據(jù)

   回火溫度	實(shí)際硬度(HRC)					平均硬度(HRC)
   600	61.5	62.0	62.0	62.0	61.5	61.8
   625	63.0	63.5	63.5	64.0	63.5	63.5
   650	52.5	52.0	52.5	53	52.5	52.5

   
   

   圖3 普通高速鋼與鋁高速鋼紅硬性曲線

   由圖3紅硬性曲線可以看到在同樣回火溫度600℃、625℃、650℃，鋁高速鋼的平均硬度要高于普通高速鋼，625℃時(shí)普通高速鋼硬度下降至56HRC，而鋁高速鋼的硬度達(dá)到最高值63.5HRC左右，之后隨溫度升高，兩根曲線都表現(xiàn)出硬度值快速下降，650℃時(shí)普通高速鋼的硬度只有47.2HRC，而鋁高速鋼的硬度仍有52.5HRC。

   表3 普通高速鋼與鋁高速鋼機(jī)用絲錐(?6mm)切削結(jié)果

   刃具編號(hào)	普通高速鋼絲錐 切削情況(孔)	銘高速鋼機(jī)絲錐 切削情況(孔)
   1	1124	1410
   2	1140	1396
   3	1092	1382
   4	1106	1428
   5	1168	1386

3. 絲錐切削結(jié)果
   由表3可以看出兩種不同材料制成的機(jī)用絲錐在試驗(yàn)規(guī)范相同條件下進(jìn)行對比試驗(yàn)，普通高速鋼制成的絲錐平均切削1126個(gè)孔，而鋁高速鋼制成的絲錐平均切削1400個(gè)孔，后者比前者切削壽命提高24%。鋁高速鋼中Al能提高W、Mo在鋼中的溶解度，產(chǎn)生固溶強(qiáng)化，同時(shí)Al的化合物在鋼中起“釘扎”作用。從的加入增加了高速鋼的碳化物析出量，從而提高了鋼的抗回火性和紅硬性，故鋼的常溫、高溫硬度和耐磨性均能提高，強(qiáng)度和韌性也都比較高。另外，鋁的加人改善了鋼的韌性，并使刀具切削時(shí)不產(chǎn)生鋼屑粘刀現(xiàn)象，從而提高了生產(chǎn)效率。

3 經(jīng)濟(jì)性能對比

4 結(jié)論

1. 鋁高速鋼與普通高速鋼紅硬性相比有顯著提高，可提高切削性能，延長工具使用壽命。
2. 鋁高速鋼絲錐比普通高速鋼絲錐使用壽命有一定的提高。
3. 從國內(nèi)推廣方面來看，鋁高速鋼具有更大的使用前景。