圆棒BOHLER S290高速钢在航空航天领域

　　BOHLER S290高速钢的用途及特性

　　奥地利百禄BOHLER S290粉末冶金高速钢

　　BOHLER S290具有碳素钢与高速钢之间非同寻常的合金点，热处理BOHLER S290硬度高达70HRC。除了热硬度高、耐磨性强，耐压强度也是该粉末冶金高速钢材系列产品的一大重要特性。

　　BOHLER S290钢性能特点：采用粉末冶金工艺生产的高速钢，具有强热硬度、耐压强度与耐磨性。同时PM技术也令该材料具有超强刚性与机械加工性，如良好的磨削性。

　　BOHLER S290化学成分：

　　C：2.0

　　Si：0.5

　　Mn：0.3

　　Cr：3.8

　　Mo：2.5

　　V：5.1

　　W：14.3

　　Co：11.0

　　一、特性

　　(一)化学成分与硬度

　　化学成分影响

　　BOHLER S290高速钢包含多种合金元素，如铬(Cr)、钼(Mo)、钨(W)、钒(V)等，并且含有适量的碳(C)。铬元素有助于提高钢的硬度和耐腐蚀性，在钢的表面形成一层致密的氧化铬保护膜。钼和钨元素是提高红硬性的关键元素，它们在高温下能阻止晶粒长大，保持钢的硬度。钒元素形成的碳化物(如VC)能显著提高钢的耐磨性。这些合金元素与碳的合理配比，经过适当热处理后，S290高速钢的硬度可达到很高水平，例如HRC63 - 65左右，使其成为一种超硬高速钢。

　　与其他高速钢对比

　　与普通高速钢(如M2高速钢)相比，S290高速钢的硬度明显更高。M2高速钢的硬度通常在HRC60 - 62左右。在切削高硬度材料时，S290高速钢由于其更高的硬度和耐磨性，能够更有效地去除材料，并且刀具的磨损速度更慢。例如，在切削硬度为HRC60的淬火钢时，S290高速钢刀具的刃口磨损量远小于M2高速钢刀具。

　　(二)耐磨性

　　耐磨原理

　　S290高速钢的耐磨性主要源于其内部大量细小且均匀分布的碳化物。这些碳化物硬度极高，在刀具与工件的摩擦过程中，它们能够承受大部分的摩擦力，有效地保护钢的基体，减少基体的磨损。此外，铬元素提高了钢的抗氧化性，减少了因氧化而导致的表面磨损。

　　实际耐磨表现

　　在磨削加工中，S290高速钢制成的砂轮修整工具表现出zhuoyue的耐磨性能。当用于修整硬度较高的砂轮(如CBN砂轮)时，与传统的高速钢修整工具相比，S290高速钢修整工具的使用寿命更长。例如，在连续修整10个相同规格的CBN砂轮后，传统高速钢修整工具的刃口已经严重磨损，无法继续使用，而S290高速钢修整工具的刃口仍然能够保持较好的形状和切削能力。

　　(三)红硬性

　　红硬性的表现

　　BOHLER S290高速钢具有出色的红硬性。在高温环境下，当温度达到650 - 700°C时，其硬度仍然能够保持在HRC58 - 60左右。这使得它在高速切削或长时间切削高硬度材料时，即使切削区域产生大量热量，也不会迅速软化，从而能够持续保持良好的切削性能。

　　对高速切削的意义

　　在高速车削硬度为HRC60 - 62的高温合金时，S290高速钢车刀凭借其红硬性，可以采用较高的切削速度。这不仅提高了车削效率，而且由于在高温下硬度保持较好，能够保证车削的尺寸精度和表面光洁度。相比之下，红硬性较差的车刀在高速车削这种高温合金时，会因为刀具软化而导致切削力增大、切削精度降低以及表面粗糙度增加等问题。

　　(四)韧性

　　韧性的微观结构依据

　　S290高速钢的微观结构中，合金元素的合理配比使得碳化物与基体之间有较好的结合。尽管其含有大量的硬质碳化物，但通过优化的热处理工艺，可以使碳化物均匀分布，在受到冲击载荷时，这种结构能够有效地将能量在碳化物和基体之间传递和分散，避免应力集中，从而赋予材料一定的韧性。

　　在加工中的体现

　　在铣削加工中，当铣削含有硬质点的高硬度材料(如含有硬质合金颗粒的金属基复合材料)时，S290高速钢铣刀能够承受铣削过程中的冲击力而不容易折断。它可以稳定地铣削这种复杂材料，保证铣削加工的顺利进行。

　　(五)可加工性

　　加工工艺适应性

　　BOHLER S290高速钢可进行锻造、轧制、切削加工和热处理等操作。

　　加工注意事项

　　在锻造过程中，需要严格控制锻造温度范围。由于其合金元素含量高，始锻温度过高可能导致钢材过热，内部组织粗大，影响性能;终锻温度过低则可能产生裂纹等缺陷。在切削加工时，由于其超硬特性，需要选择合适的超硬刀具(如立方氮化硼刀具)进行加工，并且要谨慎调整切削参数，如降低切削速度、减小进给量和切削深度等，以避免刀具过度磨损或工件表面质量下降。在热处理过程中，必须按照规定的工艺参数进行操作，以确保获得理想的性能。

　　二、用途

　　(一)刀具制造

　　超硬材料加工刀具

　　S290高速钢主要用于制造加工超硬材料的刀具。例如，在加工陶瓷、立方氮化硼(CBN)等超硬材料时，S290高速钢刀具能够有效地切入材料并去除材料。由于其高硬度、耐磨性和红硬性，在加工这些超硬材料时，能够保持较好的切削刃形状，提高加工精度和效率。

　　高硬度金属加工刀具

　　对于加工高硬度的金属材料，如淬火钢、高温合金等，S290高速钢刀具也是理想的选择。在航空航天领域，对高温合金零部件的加工，S290高速钢刀具能够满足高精度、高效率的加工要求。在汽车制造中，对淬火后的齿轮、轴等零部件进行精加工时，S290高速钢刀具可以保证加工质量。

　　(二)模具制造

　　精密模具制造

　　在精密模具制造中，S290高速钢可用于制造模具的关键部件，如注塑模具中的型芯和型腔。由于其高硬度和耐磨性，能够保证模具在长期使用过程中保持高精度的形状和尺寸，从而提高注塑产品的质量。在制造光学镜片的注塑模具时，S290高速钢制成的模具部件能够jingque地成型镜片的形状，确保镜片的光学性能。

　　高硬度模具制造

　　对于一些需要加工高硬度材料的模具，如压铸模具用于压铸高硬度合金时，S290高速钢可用于制造模具的冲头、镶块等部件。其红硬性和耐磨性能够保证模具在高温、高压和高磨损的工作环境下有较长的使用寿命。