高速钢刀具材料的分类及特点分析

高速钢（High Speed Steel，简称HSS）是一种加入了较多的W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工具钢。高速钢刀具在强度、韧性及工艺性等方面具有优良的综合性能，在复杂刀具，尤其是制造孔加工刀具、铣刀、螺纹刀具、拉刀、切齿刀具等一些刃形比较复杂刀具时，占据主要地位。

近年来，硬质合金和陶瓷材料在刀具领域所占比例不断增大，但高速钢在复杂刀具、成形刀具、刃磨刀具等制造中仍占重要地位（见表2-5）。

表2-5 不同刀具材料在各种类型加工刀具中所占比例

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按照用途不同，高速钢刀具材料可分为通用型高速钢（又称普通高速钢）和高性能高速钢；按照制造工艺不同，高速钢刀具材料可分为熔炼高速钢和粉末冶金高速钢；另外按照钨、钼、钒等合金元素含量不同，高速钢刀具材料可分为低合金工具钢、普通高速钢和高性能高速钢等，见表2-6、表2-7。

强烈形成碳化物的元素钨、钼、钒，与不形成碳化物的钴组成的合金，保证了高速钢的良好切削性能。所有高速钢的w（Cr）均为3.0%～4.5%，且在牌号内不加表示。所有牌号高速钢允许w（S）、w（P）不超过0.3%，w（Ni）不超过0.4%。除了钨系高速钢外，钨钼钢具备良好的耐磨性、碳化物均匀和强度高等优点，用于制造工作在重载荷下的刀具。

表2-6 高速钢刀具的分类

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表2-7 GB/T 9943—2008标准所列高速钢牌号分类及代号

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高速钢具有较高的综合力学性能，易于磨出锋利的切削刃，且对机床要求不高，能满足通用切削刀具的要求。高速钢刀具制造工艺较简单，在复杂刀具、成形刀具等的制造中占主要地位。

由于钨储量有限，钨钢（以W18Cr4V为代表）的使用量越来越少，而钨钼钢（以W6Mo5Cr4V2为代表）的使用量越来越多。国外生产的低合金高速钢有瑞典的D950、波兰的SW2S2、美国的Vasco Dyne等。

目前国外高性能高速钢（大部分是含Co高速钢）的使用量已超过高速钢总量的25%～30%。国外复杂刀具已基本淘汰了W18Cr4V钢，而代之以含Co钢和高V钢。美国、日本、德国等国采用高性能高速钢制造的齿轮滚刀和插齿刀已达50%～80%，在特殊订货中已达80%以上。立铣刀80%以上采用高性能高速钢制造，美国、日本的立铣刀几乎全部使用Co高速钢，国外的剃齿刀也主要使用含Co高速钢。

一般情况下，高性能高速钢的脆性较通用型高速钢大，这一缺点除从热处理上进行改善外（如一般不热处理到最高硬度使用），还可在成分上进行精细调整以提高其韧性，如日本日立公司生产的牌号为ZHS-28，ZHS-Y、YXM60和美国生产的M47高速钢等。