DEX80高速钢在重载冲击工况下的韧性退化规律

　　DEX80高速钢 用途及特性

　　一、材料概述

　　DEX80是日本大同特殊钢(DAIDO STEEL)研发的高性能粉末冶金高速钢，属于第三代粉末高速钢产品。该材料采用特殊粉末冶金工艺制造，具有超细碳化物分布和优异的综合性能，特别适合高精度、高负荷的切削加工应用。

　　日本大同DEX80粉末高速钢标准JIS G4403

　　DEX80化学成分：

　　C：2.10

　　Cr：:4.00

　　Mo：6.00

　　V:5.50

　　W::14.00

　　Co:12.00

　　Mn：0.30

　　Si：0.30

　　DEX80用途

　　DEX80特别适合于薄的被加工材的下料及成形，或模具失效是因为混合磨粒磨损及粘着磨损，或只是磨粒磨损，而且表面产生塑性变形的危险性也高，例如：

　　⒈中碳钢或高碳钢的下料；

　　⒉冲切已硬化钢板或冷轧钢带；

　　⒊含有玻璃纤维的塑料模；

　　⒋塑料成形机的零件如：螺杆，料筒，喷嘴，注射头，粉碎刀等等。

　　三、关键特性参数

　　1. 机械性能(热处理后)

　　硬度：HRC 67-69 (高可达70)

　　抗弯强度：3,800-4,200 MPa

　　冲击韧性：12-16 J/cm²

　　抗压强度：4,500-4,900 MPa

　　弹性模量：230-240 GPa

　　2. 物理特性

　　密度：8.30 g/cm³

　　热膨胀系数：10.6×10⁻⁶/°C (20-600°C)

　　热导率：21.0 W/(m·K)

　　比热容：470 J/(kg·K)

　　磁性：弱磁性

　　3. 高温性能

　　红硬性：HRC≥64 @600℃

　　高温硬度保持率：

　　500℃: 97%室温硬度

　　600℃: 91%室温硬度

　　700℃: 80%室温硬度

　　四、典型应用领域

　　1. 高端切削工具

　　淬硬钢(HRC55+)精加工刀具

　　高温合金铣刀

　　复合材料专用钻头

　　2. 精密模具

　　精密冲裁模(间隙≤0.5%)

　　光学玻璃成型模

　　高精度冷锻模

　　3. 特殊耐磨件

　　半导体切割刀片

　　精密轴承滚子

　　高硬度材料测量探头

　　五、热处理工艺

　　1. 标准热处理流程

　　预热：850℃ × 30min + 1050℃ × 30min

　　奥氏体化：1180-1200℃ × 3-5min/25mm

　　淬火：高压气淬(6-10bar)

　　深冷处理：-120℃ × 6h (推荐)

　　回火：540-560℃ × 2h × 3次

　　2. 热处理关键参数

　　参数控制要点

　　奥氏体化温度超过1210℃会导致碳化物溶解过度

　　保温时间每25mm厚度3-5分钟

　　冷却速率必须≥30℃/s

　　回火曲线必须三次回火确保完全转变

　　六、加工性能

　　1. 机加工性

　　相对切削性：普通高速钢的15-20%

　　磨削比(G-ratio)：15:1(需用金刚石砂轮)

　　推荐加工参数：

　　车削：VC=12-18 m/min，f=0.02-0.06 mm/r

　　铣削：VC=15-20 m/min，fz=0.01-0.03 mm/tooth

　　钻削：VC=4-8 m/min，f=0.01-0.03 mm/r

　　2. 电加工性能

　　EDM加工：需用铜钨电极

　　线切割：切割速度0.5-1.0 mm²/min

　　参数建议：

　　脉冲宽度：3-6 μs

　　电流密度：15-25 A/cm²

　　电极损耗比：1:2.5-3.5

　　七、性能对比

　　特性DEX80ASP2060S390

　　室温硬度HRC 67-69HRC 66-68HRC 68-70

　　600℃硬度HRC 64HRC 63HRC 65

　　抗弯强度4,000 MPa3,800 MPa3,700 MPa

　　耐磨性★★★★★★★★★★★★★★

　　韧性★★★★★★★★★★

　　八、材料优势

　　超细组织：平均碳化物尺寸≤1μm

　　各向同性：粉末冶金工艺消除方向性

　　优异刃口强度：可加工HRC70材料

　　尺寸稳定性：热处理变形<0.01%

　　刀具寿命：是传统高速钢5-8倍

　　九、使用注意事项

　　必须使用金刚石工具进行精加工

　　避免在450-550℃区间长期使用

　　焊接需采用特殊工艺(推荐电子束焊)

　　磨削时需大量冷却液防止过热

　　建议进行TiAlN涂层处理提升性能

　　十、典型应用案例

　　航空钛合金结构件加工：切削速度可达150m/min

　　淬硬模具钢精铣：表面粗糙度可达Ra0.1μm

　　碳纤维复合材料钻孔：可加工1000孔以上无磨损

　　高硅铝合金切削：刀具寿命提高10倍以上