BOHLER S390高速钢助力热作模具制造

　　BOHLER S390高速钢的用途及特性

　　奥地利百禄BOHLER S390粉末冶金高速钢

　　BOHLER S390是上海奔来金属的PM钢材产品，具有众多出色的使用性能。在螺旋钻头、、磨机、拉刀或冷加工应用中，S390均有出色表现。

　　BOHLER S390性能特点：钢采用粉末冶金工艺生产的高速钢，具有良好的热硬度、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 S390化学成分：

　　C：1.64

　　Si：0.60

　　Mn：0.30

　　Cr：4.80

　　Mo：2.00

　　V：4.80

　　W：10.40

　　Co：8.00

　　一、特性

　　(一)化学成分与硬度

　　化学成分影响

　　BOHLER S390高速钢含有多种合金元素，如钴(Co)、钼(Mo)、钨(W)、钒(V)和铬(Cr)等，同时有适量的碳(C)。钴元素的加入显著提高了钢的红硬性，使钢在高温下能保持较高的硬度。钨和钼元素有助于形成硬质碳化物，增强钢的耐磨性和硬度。钒元素形成的碳化钒(VC)能进一步提高耐磨性。铬元素在提高硬度的同时，也增强了钢的抗氧化性和耐腐蚀性。这些元素的协同作用，经过合适的热处理后，S390高速钢的硬度可达到很高水平，例如HRC65 - 67左右。

　　与其他高速钢对比

　　与不含钴的高速钢(如M2高速钢)相比，S390高速钢由于钴元素的存在，在红硬性方面表现更为出色。M2高速钢在高温下硬度下降相对较快，而S390高速钢在650 - 700°C的高温下仍能保持较高的硬度。在切削高硬度材料时，S390高速钢的刀具磨损速度明显低于M2高速钢刀具。例如，在切削硬度为HRC62的合金钢时，S390高速钢刀具的使用寿命可能是M2高速钢刀具的2 - 3倍。

　　(二)耐磨性

　　耐磨原理

　　S390高速钢的耐磨性主要源于其内部复杂的碳化物结构。其中，由钨、钼、钒等元素形成的碳化物硬度极高，且弥散分布在钢的基体中。在切削或摩擦过程中，这些碳化物作为耐磨质点，承受主要的摩擦力，保护基体免受磨损。此外，由于其高硬度，在与工件材料接触时，不易被划伤或磨损。

　　实际耐磨表现

　　在拉削加工中，S390高速钢制成的拉刀表现出zhuoyue的耐磨性能。当拉削硬度为HRC60 - 62的合金钢时，与普通高速钢拉刀相比，S390高速钢拉刀的刃口磨损速度非常慢。例如，在拉削100个相同规格的合金钢工件后，普通高速钢拉刀的刃口磨损可能达到0.3 - 0.5mm，而S390高速钢拉刀的刃口磨损仅为0.05 - 0.1mm。

　　(三)红硬性

　　红硬性的表现

　　BOHLER S390高速钢具有优异的红硬性。在高温环境下，当温度达到700 - 750°C时，其硬度仍然能够保持在HRC60 - 62左右。这使得它在高速切削或者在高温条件下进行长时间加工时，不会因为温度升高而迅速软化，从而能够持续稳定地进行切削作业。

　　对高速切削的意义

　　在高速钻削高硬度的高温合金(如镍基高温合金)时，S390高速钢钻头凭借其红硬性，可以采用较高的切削速度。这不仅提高了钻削效率，而且由于在高温下硬度保持较好，能够保证钻孔的尺寸精度和表面质量。相比之下，红硬性较差的钻头在钻削这种高温合金时，会因为钻头软化而导致钻孔精度降低、表面粗糙度增加以及钻头过早磨损等问题。

　　(四)韧性

　　韧性的微观结构依据

　　S390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，防止应力集中，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(如含有碳化钨颗粒的金属基复合材料)时，S390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 S390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

　　在锻造时，由于其合金元素含量高，锻造温度范围要求严格。始锻温度过高可能会导致钢材内部组织过热，影响性能;终锻温度过低则可能产生裂纹等缺陷。在切削加工方面，因为其硬度高，需要选择合适的超硬刀具(如立方氮化硼刀具)，并且要合理调整切削参数，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

　　超硬材料及高硬度金属加工刀具

　　S390高速钢主要用于制造加工超硬材料和高硬度金属的刀具。对于超硬材料如陶瓷、立方氮化硼(CBN)等，S390高速钢刀具能够有效地切入和去除材料。在加工高硬度金属方面，如淬火钢、高温合金等，S390高速钢刀具在航空航天、汽车制造等领域有广泛应用。例如，在航空发动机制造中，对高温合金叶片的加工，S390高速钢刀具能够满足高精度、高效率的加工要求。

　　复杂形状刀具制造

　　由于其良好的韧性和可加工性，S390高速钢也可用于制造复杂形状的刀具，如麻花钻、丝锥等。这些刀具在加工过程中需要承受一定的冲击力，S390高速钢的韧性能够保证刀具在使用过程中不易折断，同时其高硬度和耐磨性能够保证刀具的切削性能。

　　(二)模具制造

　　高精密高硬度模具制造

　　在高精密模具制造中，S390高速钢可用于制造模具的关键部件，如注塑模具中的型芯、型腔，压铸模具中的冲头、镶块等。由于其高硬度、耐磨性和红硬性，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，提高模具的使用寿命。例如，在制造高精度的注塑模具时，S390高速钢制成的模具部件能够jingque地成型塑料制品的形状，确保产品质量。

　　高温工作模具制造

　　对于在高温环境下工作的模具，如热锻模具，S390高速钢也有应用。其红硬性和抗氧化性能够保证模具在高温、高压和高磨损的工作环境下正常工作，减少模具的变形和磨损，提高模具的可靠性。