GPM60高速钢硬度耐磨性与热处理工艺研究






GPM60高速钢的用途及特性分析
1. 基本概述
GPM60是超高性能粉末冶金高速钢(PM-HSS),采用气体雾化+热等静压(HIP)工艺制造,具有行业的硬度、耐磨性和红硬性。相较于GPM30和GPM42,GPM60在极端高温、高负荷切削环境下表现更为zhuoyue,尤其适合加工超高硬度材料(如高温合金、钛合金、陶瓷复合材料)。
台湾Geruk标准GPM60粉末高速钢切削工具具有优良的耐磨性、韧性和优异的热硬度。
GPM60工具钢的一种高合金粉末冶金高速钢,GPM60通过奥氏体化可以得到非常高的硬度和抗压强度,它拥有同其他ASP系列材料一样好的热处理尺寸稳定性。虽然是高合金钢。但它的韧性非常高。GPM60的机加工性能低于其他的低合金高速钢。其耐磨性能高于同类高合金高速钢,但稍逊色于ASP30。GPM60有非常好的红硬性。
GPM60化学成分:
C:2.10~2.33
Cr:3.80~4.50
Mo:6.00~8.20
W:6.30~14.00
V:5.00~6.75
Co:9.50~12.00
Mn:0.20~0.40
Si:0.30~0.70
P:0.03
S:0.03
GPM60粉末冶金高速钢(PM)特点:
1.高的耐磨性;
2.高的抗压强度;
3.良好的淬透性;
4.良好的韧性;
5.良好的热处理稳定性;
6.非常好的回火稳定性。
GPM60适用于切屑成型的多刃刀具、单刃刀具以及对与耐磨性要求高的冷作应用及IC模具。
出厂状态退火至HB340;热处理硬度:HRC 60-68
(2)物理与机械性能
硬度:
退火状态:300~350 HB
淬火+回火后:70~72 HRC(行业水平)
抗弯强度:≈3200~3800 MPa(保持高强度)
冲击韧性:中等(高硬度牺牲部分韧性)
红硬性:可在800~850℃下保持高硬度(同类材料)
(3)热处理工艺
淬火温度:1220~1260℃(需jingque控温)
回火温度:560~620℃(三次回火,每次1~2小时)
冷却方式:必须采用高压气淬(避免变形)
3. 典型用途
GPM60专为严苛的加工环境设计,主要应用于:
(1)超硬材料切削
镍基高温合金:Inconel 718、René 41(航空航天发动机部件)
钛合金:Ti-6Al-4V、Ti-5553(飞机结构件)
金属基复合材料(MMC):碳化硅增强铝基材料
(2)高端精密刀具
高精度铣刀:用于航空结构件五轴加工
深孔钻头:石油钻探与核电设备加工
齿轮滚刀:高硬度齿轮(HRC>60)加工
(3)特种模具
高温压铸模:铜合金/钛合金压铸
精密冲裁模:超高强度钢板(如马氏体钢)冲压
玻璃模具:高温玻璃成型(耐热蚀性优异)
4. 性能对比
特性GPM60GPM42硬质合金(如YG8)
硬度(HRC)70~7269~7180~90(HRA)
红硬性(℃)800~850750~800900~1000
耐磨性★★★★★★★★★☆★★★★★★
韧性★★★☆☆★★★★☆★★☆☆☆
适用切削速度极高高极高
核心优势:
硬度与红硬性平衡佳:介于传统高速钢与硬质合金之间
耐磨性远超普通高速钢:刀具寿命可提升5~8倍
适合高速干切削:减少冷却液使用
5. 使用建议
刀具设计:
采用负前角设计以增强刃口强度
涂层处理(如AlTiN)可进一步提升性能30%
加工参数:
切削速度:可达200~300 m/min(视材料调整)
进给量:需降低至普通高速钢的60%~70%
维护要求:
每加工30~40小时需刃磨
避免骤冷骤热,防止热裂纹
6. 市场定位
GPM60属于工业级高速钢,主要用户包括:
航空航天:发动机叶片、燃烧室部件加工
能源领域:燃气轮机、核电设备制造
精密工程:高附加值零件批量生产
联系方式
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