高速钢知识

高速钢是一种含多量碳(C)、钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钒(V)等元素的高合金钢，热处理后具有高热硬性。当切削温度高达600℃以上时，硬度仍无明显下降。粉末高速钢模具按化学成分可分为普通粉末高速钢模具及高性能高速钢，按制造工艺可分为熔炼高速钢及粉末冶金高速钢。国内制造工艺为：熔炼，国外制造工艺为：粉末冶金。
1、普通高速钢
高速钢是制造形状复杂、磨削困难的刀具的主要材料，普通高速钢可满足一般需求。常见的普通高速钢有两种，钨系高速钢和钨钼系高速钢,现市场有90%是用的钨钼系高速钢。
①钨系高速钢
典型牌号为w18Cr4V，热处理硬度可达63-66HRC，抗弯强度可达3500MPa，可磨性好，但韧性差、易碎易爆裂。
②钨钼系高速钢
典型牌号为W6Mo5Cr4V2(美国牌号M2,国内俗称W6)，取代钨系高速钢，具有碳化物细小分布均匀，耐磨性高，成本低等一系列优点。热处理硬度同上，抗弯强度达4700MPa，韧性及热塑性比w18Cr4V提高50%。常用于制造各种工具，例如钻头、丝锥、铣刀、铰刀、拉刀、齿轮刀具等，可以满足加工一般工程材料的要求，只是它的脱碳敏感性稍强。
③另一牌号的普通高速钢为W9Mo3Cr4V(无国际牌号,国内俗称W9)，这是中国近几年发展起来的新品种。强度及热塑性略高于W6Mo5Cr4V2，硬度为HRC63-64，与韧性相配合，容易轧制、锻造，热处理工艺范围宽，脱碳敏感性小，成本更低。这三个牌号的普通高速钢在中国市场的比例分别为:W18Cr4V，16.5%；W6Mo5Cr4V2, 69%;W9Mo3Cr4V,11%。
④另一牌号的普通高速钢为W5Mo2Cr4V(无国际牌号,国内俗称W5)，这是06年发展起来的新品种。强度及热塑性略低于W9Mo3Cr4V，硬度为HRC62-63，与韧性相配合，容易轧制、锻造，热处理工艺范围宽，脱碳敏感性小，成本更低

如上三种牌号的锯片推荐使用抗拉在(500N/mm2),例如:铁铝铜等。

2、高性能高速钢
高性能高速钢具有更好的硬度和热硬性，这是通过改变高速钢的化学成分，提高性能而发展起来的新品种。它具有更高的硬度、热硬性，切削温度达摄氏650度时，硬度仍可保持在60HRC以上，耐用性为普通高速钢的1.5-3倍，适用于制造加工高温合金、不锈钢、钛合金、高强度钢等难加工材料的刀具。主要品种有4种，分别为高碳系高速钢、高钒系高速钢、含钴系高速钢和铝高速钢。
①含铝高速钢
牌号有W6Mo5Cr4V2(无国际牌号,国内俗称W6+铝)，因含铝1.5%，使耐磨性大大提高，但随之带来的是可磨性变差。含铝高速钢的使用及发展将会有更大的市场空间。
如上含铝高速钢锯片推荐使用切割抗拉在(800N/mm2),例如:铁铝铜/不锈钢。
②含钴高速钢
a、牌号有W6Mo5Cr4VCo5(美国牌号M35,国内俗称W6+钴)。钴能促使碳化物在淬火加热时更多地溶解在基体内，利用高的基体硬度来提高耐磨性。这种高速钢硬度、热硬性、耐磨性及可磨性都很好，热处理硬度可达65-67HRC。
如上含钴高速钢锯片推荐使用切割抗拉在(800N/mm2__1200N/mm2),例如:不锈钢/45#钢等
b、牌号有W2Mo9Cr4VCo8(美国牌号M42)。其特点为：含钒量不高(1%)，含钴量高(8%)，钴能促使碳化物在淬火加热时更多地溶解在基体内，利用高的基体硬度来提高耐磨性。这种高速钢硬度、热硬性、耐磨性及可磨性都很好。热处理硬度可达67-70HRC，但也有采取特殊热处理方法，得到67-68HRC硬度，使其切削性能(特别是间断切削)得到改善，提高冲击韧性。
钴高速钢可制成各种刀具，用于切削难加工材料效果很好，又因其磨高速钢是一种含多量碳(C)、钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钒(V)等元素的高合金钢，热处理后具有高热硬性。当切削温度高达600℃以上时，硬度仍无明显下降，用其制造的刀具切削速度可达每分钟60米以上，而得其名。高速钢按化学成分可分为普通高速钢及高性能高速钢，按制造工艺可分为熔炼高速钢及粉末冶金高速钢。

含钴高速钢锯片推荐使用切割抗拉在(1200N/mm2) 以上。

高速钢锯片开齿修磨技术:
一、齿形的选择
高速钢锯片常用的齿型有：A型、B型、AW型、BW型、HZ型、CB型、VT型等，分别适合不同的应用环境，在这几种齿型中，最常用的是BW型。
A型主要用于开槽，也有人用于锯切不锈钢工件。
B型主要用于超薄管材的锯切或者有色金属材料的锯切。
BW齿型就是俗称的左右齿，那每个齿都有1/3的倒角，主要用于薄壁管材的锯切。
HZ齿型就是俗称的高低齿，即锯齿一个高一个低，高齿两边各倒角1/3，低齿不倒角，一般情况下用于厚壁管材（壁厚3.5mm以上）或者实心棒材的锯切。
CB齿型（CHIP BREAKER）也是用于薄壁管材的锯切，特点是锯切的管材工件端面平整，没有缺口，这种齿型在不锈钢薄壁管材锯切应用上也有较大优势。缺点是需要专门的开槽机，研磨成本较高。
VT齿型是变齿，与带锯条的变齿原理一样，这种齿型优点是可以减少震动，缺点是研磨太麻烦，实际应用中基本没有用到。

二、齿数的选择
根据欧洲人的经验，在一个时点内有3.5个齿在工件上工作是最佳的，一般情况下实心棒材的齿数的计算可以采用如下简易公式计算（齿数计算比较复杂，需要考虑多方因素，一下仅供参考）：
齿距=直径/3.5
齿数=锯片直径*3.14/齿距
注：国内的齿数一般是20的倍数，公式计算后数字不是整数，可以就近整为20的倍数。
管材的齿数也可以应用这样的原理，只是管材还要考虑到壁厚。设备等其他因素，一般情况下锯切管材时锯片的齿数可以参考以下的公式计算：
锯齿最长切削运动长度（即最长的那条屑）=开根号【（直径-壁厚）*壁厚】*2
齿距=锯齿最长切削运动长度/3.5
齿数=锯片直径*3.14/齿距
锯薄壁管时，如果机器的间隙太大需要增加齿数，以减少震动对锯片寿命的影响。
理论上每一个齿切削下来的锯屑的截面积如果超过锯齿容屑槽的20%~25%时（根据线速度不同而不同），就会造成锯片排屑困难，所以在选择齿数时，要充分考虑到排屑问题。
容屑槽的面积=n(1/4齿距)2
锯屑的截面积=锯齿最大切削运动长度*每齿进刀量
三、 线速度
线速度是金属加工过程中非常重要的一个指标，线速度对刀具的使用寿命有着至关重要的决定因素。一般的金属加工手册都有加工线速度的一些数据，可以用作参考。
在锯切行业中，最经常遇到的难题是不锈钢材料的锯切，在加工不锈钢时应采用较低的线速度，比如201、202的材料，线速度应该不高于30米/分钟。
锯片的加工线速度计算公式如下：
线速度=锯片直径*3.14*RPM（机器的主轴转速）
目前市场上的切管机一般的线速度都偏高，主要是针对黑色金属材料锯切使用的。锋和机械的325SA，RPM调成22，锯切不锈钢材料效果就不错。
四、 切断时间
根据加工材料的不同，锯片的每齿进刀量一般都在0.02~0.05mm.这是一个经验值，如果锯机功率够大，并有排屑装置，进刀量可以大一些，反之就少一些。一般的碳钢材料都采用0.04mm。
要测算工件的合理切断时间，需要备一个秒表，测试时间为锯齿接触到工件表面到锯齿离开工件这个区间。
合理的切断时间可以按一下的公式计算：
每秒进给量=RPM*齿数*每齿进刀量/60
合理切断时间（圆形工件）=工件直径/每秒进给量
五、其他
锯切方管时，尽量让锯片从管材的角上进刀，锯片从面上进刀与从角上进刀，锯片寿命可以相差到3倍以上。
高速钢锯片不耐热，使用时最好要采取冷却措施，采用5%浓度的乳化液效果比较好，有些工艺既不能采用水冷，也不能使用润滑油，那就采用冷风机的效果肯定不如乳化液。
锯切厚壁管材、实心棒材、不锈钢材料时，锯机上最好要安装钢丝刷，安装钢丝刷成本不高，但是效果非常好。

高速钢锯片易崩齿或破裂的应对方案:
高速钢锯片对各类管材进行切割的过程中，因为没有注意到细节而造成的状况有很多。
（1）材料：有时问题是出在被切材料上。市面上部分供应商生产材料的过程偷工减料，导致被切材料含有太多的杂质，因此当锯片碰到这些杂质颗粒时，超硬锯片可能会破裂或发出极大声响，切出来的表面会不平。而用较软的高速钢锯片不会破裂，但是切削结果会有歪斜现象，因为锯片会在接触颗粒时有转向现象。或者某些材料本身硬度可能并不太高，但在生产过程中添加的元素和采用的工艺可能会引起刀具切削困难导致刀刃崩裂或磨钝。
（2）锯片：锯片没妥善摆好受压变形，锯齿钝掉没磨，偏摆度差，齿数选择不当，锯齿研磨不好。总之，锯片品质不佳。
（3）切断机：夹具的状态，锯片安装不正确，锯片转速不正确，进给速度不适合，切削油选择，且锯片与切断机的错误要因会互相影响。有客户抱怨切削结果歪斜，经由我们到现场观察结果，送料架并未固定，在工人运输材料时，经常不小心碰撞歪掉。被削材送料架歪掉后，当然切出来的材料一定是歪的。也有顾客抱怨圆锯片经常破掉无法解决，我们一到现场发现机械设计书上已经指出，在切割较长的材料时，必须要有固定台来使被削段不会晃动。但是，顾客仍然和切短材料时一样，所以才会有锯片被晃动的被削材撞破。也有顾客的机台在装机时并没有作水平校正，因此机台根本上就是歪的。
（4）使用仿冒机台：使用质量差的金属圆锯机，价格虽非常便宜但在生产过程中钢性不够，从而引起切割震动，使到锯片上下有间隙，锯片切割时会产生晃动，最终会影响锯片的切割性能。
（5）手动机台操作人员： 在使用手动机器的时候，使用者的经验比较重要，使用者能感觉到进刀时的力度和锯片的锋利程度，比较容易判断锯片是否还可以再使用！而气动或者液压机型需要使用者比较谨慎使用锯片，在切削工件当中，不能盲目的以经验为由进行切削。因为每片锯片在切削工件的时候不可能相同，所以锯齿的寿命也是在大体的一个范围。在开始切削及停止切削时，不要进刀太快，否则可能会造成断齿及破损。当锯齿已经出现比较钝的情况下继续使用就会出现拉齿、断齿等现象，严重的就会出现锯片的机体拉裂、爆片的现象！

锯片在使用时必须注意以下事项：
（1）必须确定被切材料已经确实固定住。
（2）要根据被削材来设定切断条件。
（3）安装锯片时，必须将夹具部分的废屑清干净，然后注意转动方向，将锯片确实固定。
（4）在开始切削及停止切削时，不要进刀太快，否则可能会造成断齿及破损。 
（5）充分使用切削油。(希望配合被削材选择切削油)
（6）舍弃式圆锯片切断机和一般圆锯片切断机不同，必须要选择正确的锯片，不可混用！
再者；高速钢锯片在热处理的时候或在原材料胚料加工的时候出现的问题。

（1）在原材料胚料加工的时候有少许渣滓掺杂进去，因而影响到成品的品质，使锯片本身的晶体出现断层现象而出现掉块或断裂现象。

（2）锯片在热处理的时候回火、退火的时间选择不恰当，从而使锯片的硬度超过了规定的范围标准，如：W9的高速钢锯片本身热处理后的硬度不能超过65度，一旦超过了范围。在使用的时候将很容易出现崩齿、断裂等现象、严重的会出现炸裂等危险现象。