S6-5-2高速钢真空热处理表面脱碳控制技术

　　S6-5-2高速钢（通用型钼系高速钢）的用途及特性分析

　　一、材料概述

　　S6-5-2是德国DIN标准体系下的钼系高速钢（对应DIN 1.3343），属于经济型高性能高速钢的代表。该钢种通过优化的5%钼和6%钨的平衡配比，在成本与性能之间取得佳平衡，是机械加工行业应用广泛的高速钢之一。

　　德国S6-5-2粉末高速钢为钨钼系通用型高速钢，易于热处理，较耐磨，热硬度及韧性较高，可磨削优良，密度较小，易于氧化脱碳。可制作钻头、铣刀、刀片、成形刀具、车削及剥削刀具、丝锥、板牙、锯条及各种冷冲模具等。

　　标准DIN EN4957-2000

　　S6-5-2化学成分：

　　碳 C ：0.80～0.88

　　硅 Si：≤0.45

　　锰 Mn：≤0.40

　　硫 S ：≤0.030

　　磷 P ：≤0.030

　　铬 Cr：3.80～4.50

　　钒 V ：1.70～2.10

　　钼 Mo：4.70～5.20

　　钨 W ：5.90～6.70

　　S6-5-2出厂硬度：HB262

　　三、关键性能特点

　　1. 物理性能

　　密度：8.10 g/cm³

　　熔点：1420-1450°C

　　热膨胀系数：11.2×10⁻⁶/K (20-400°C)

　　导热系数：24.5 W/(m·K)

　　比热容：460 J/(kg·K)

　　电阻率：600 nΩ·m

　　2. 机械性能（热处理后）

　　性能指标典型值

　　硬度63-65 HRC

　　抗弯强度3500-4000 MPa

　　抗压强度4000-4500 MPa

　　弹性模量215 GPa

　　冲击韧性30-35 J/cm²

　　红硬性60 HRC (600°C)

　　3. 性能优势

　　优异的性价比：成本仅为钴高速钢的40-50%

　　良好的韧性组合：抗崩刃性能突出

　　均衡的耐磨性：适合中等磨损工况

　　热处理稳定性：工艺窗口较宽

　　四、热处理工艺

　　退火处理：

　　温度：850-870°C

　　保温时间：2h/25mm厚度

　　退火硬度：240-280 HB

　　淬火工艺：

　　预热阶段：500°C+850°C（阶梯预热）

　　奥氏体化：1200-1220°C（盐浴炉佳）

　　冷却方式：油淬或分级盐浴淬火

　　回火制度：

　　次回火：540-560°C×2h

　　第二次回火：540-560°C×2h

　　终硬度：64-65 HRC

　　五、主要应用领域

　　1. 通用切削工具（占用量60%）

　　车刀、铣刀、钻头等标准刀具

　　齿轮加工滚刀和插齿刀

　　螺纹加工刀具（丝锥、板牙）

　　锯片和切断刀具

　　2. 模具制造

　　塑料注射模核心部件

　　铝合金压铸模模芯

　　冷冲模和精冲模

　　金属粉末成型模具

　　3. 机械零件

　　高负荷轴承保持架

　　阀门阀杆和阀座

　　纺织机械导纱部件

　　食品加工机械刀具

　　六、加工技术规范

　　1. 机械加工

　　车削加工：

　　切削速度：25-40 m/min

　　进给量：0.1-0.2 mm/r

　　刀具：涂层硬质合金

　　磨削工艺：

　　砂轮类型：WA或PA氧化铝砂轮

　　线速度：20-30 m/s

　　冷却液：乳化液浓度8-10%

　　2. 表面处理

　　常规涂层：

　　TiN涂层（金黄色，2-3μm）

　　TiCN涂层（蓝灰色，耐磨性更佳）

　　强化处理：

　　蒸汽处理（表面生成Fe₃O₄膜）

　　低温离子渗氮（500°C×10h）

　　七、与同类材料对比

　　特性S6-5-2M2高速钢M35高速钢T1高速钢

　　硬度63-6562-6464-6562-64

　　红硬性★★★☆★★★★★★★★★★☆

　　耐磨性★★★☆★★★★★★☆★★★★

　　韧性★★★★★★★★★★★★★★☆

　　成本中低中高中

　　八、典型应用案例

　　汽车制造：

　　变速箱齿轮滚齿加工

　　发动机缸体螺纹孔加工

　　通用机械：

　　轴承套圈车削成型刀

　　液压阀体精密铣削

　　工具制造：

　　高精度机用丝锥

　　金属带锯条齿部材料

　　九、使用注意事项

　　热处理控制：

　　避免奥氏体化温度超过1230°C

　　回火后必须冷却至室温再进行下次回火

　　刀具应用：

　　加工不锈钢时推荐切削速度降低15%

　　断续切削时应减小进给量

　　磨削要点：

　　及时修整砂轮保持锋利

　　避免使用已钝化的砂轮

　　防锈管理：

　　加工后及时清除切削液

　　长期存放需涂防锈油

　　S6-5-2高速钢通过5%钼和6%钨的优化配比，在保持良好红硬性的同时具有优异的韧性，特别适合制造承受冲击载荷的切削工具。