硬度是材料抵抗表面層......



硬度是材料抵抗表面層局部塑性變形的能力。到目前為止，唯有硬度這個參數(shù)能直接反映材料表面層以及表面耐磨層的機械與工藝特性。現(xiàn)就高速鋼刀具的硬度與熱處理問題，談點膚淺看法。
1 常用高速鋼刀具硬度推薦值
通用高速鋼(HSS) 淬火回火后的硬度可達63～67HRC，高性能高速鋼(HSS-E) 、粉末高速鋼(SPM) 可達66～70HRC。對于在一定切削條件下的刀具來說，必定有一個恰當(dāng)?shù)挠捕戎担?是部分高速鋼刀具硬度的推薦值。
對一般刀具來說，若采用HSS硬度控制在65～66HRC 較好，而M42之類的HSS-E硬度雖可達到69～70HRC，但實際上此類刀具的硬度最佳范圍為66～67HRC。
2 刀具的硬度和韌性的關(guān)系
硬度和韌性是集中在刀具上一對最為突出的矛盾，刀具材料從碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金發(fā)展到當(dāng)前的陶瓷、立方氮化硼等超硬材料，刀具的硬度越來越高，韌性卻越來越差。從某種意義上講，謀求刀具的高韌性比高硬度難得多。
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在高速鋼刀具產(chǎn)品中，只對硬度作具體規(guī)定，用HSS制造的刀具，除鉆頭、中心鉆有下限硬度(HRCP63) 要求外，其余產(chǎn)品一律為63～66HRC，而對韌性未作任何要求。
幾十年的實踐證明，過高的硬度反而使刀具的壽命下降。60年代初，全國工具行業(yè)總工程師會議曾決定，高速鋼刀具硬度超過66.5HRC 不得出廠。由于當(dāng)時超硬高速鋼和粉末高速鋼還未應(yīng)用，那樣的規(guī)定對促進刀具業(yè)的發(fā)展有指導(dǎo)意義。到了70年代，日本學(xué)者提出“對于一般刀具把硬度控制在65～66HRC”的觀點。從全國歷年刀具行評結(jié)果可知，凡獲一等品、優(yōu)等品的高速鋼刀具，其硬度都在65HRC以上，足以說明，低硬度不可能高壽命。國家規(guī)定的硬度下限指標(biāo)，筆者認為只是合格品的最低水平，如果連合格品標(biāo)準(zhǔn)也達不到，在市場競爭中就沒有立足之地。
這里應(yīng)該特別指出的是，同規(guī)格刀具，常因材料不同而使熱處理工藝各異，盡管硬度完全相同，但刀具壽命不盡相同，甚至有較大的差距，就是同爐號相同材料制造的同規(guī)格刀具，也會出現(xiàn)上述情況。硬度只是表面現(xiàn)象，金相組織才是本質(zhì)的東西，光測硬度不看金相不可取。高硬度并非高壽命，刀具壽命的高低，還與原材料碳化物偏折、淬火晶粒度、碳化物溶解程度、回火情況、過熱級別等諸多因素有關(guān)。通過何種熱處理工藝達到工藝要求的硬度值，歷來是熱處理行家們關(guān)心的問題，其中淬火加熱溫度最為重要，稍有疏忽，就會出現(xiàn)質(zhì)量問題。常用高速鋼淬火溫度見表2。
3 結(jié)語

高速鋼刀具的硬度是影響刀具壽命的主要指標(biāo)，硬度高，耐磨，但韌性差。硬度過高在使用中易發(fā)生崩刃， 導(dǎo)致刀具永久性失效： 硬度適中，韌性好，使用中難免要磨損，但可以修磨使刀具恢復(fù)原有的功能。當(dāng)被切削材料硬度高時，刀具的硬度取上限， 反之取中下限。硬度63～64HRC的刀具，雖然達到國家標(biāo)準(zhǔn)，但在實際使用中，壽命不會很高。