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1、高速钢刀具常见 材料失效案例分析目录 CONTENTS03材料因素对刀具失效的影响04结论01高速钢失效的主要形式及失效原因02典型案例分析05参考文献01高速钢失效的主要形式及失效原因01高速钢失效的主要形式及失效原因高速钢刀具一般的制造工艺为：原材料热轧退火机加工淬火+回火刃磨开口表面热处理等。高速钢刀具的失效形式主要表现为切学过程中的崩刃、后刀面磨损、刃口塑性变形、前刀面磨损等。01高速钢失效的主要形式及失效原因高速钢刀具一般的制造工艺为：原材料热轧退火机加工淬火+回火刃磨开口表面热处理等。高速钢刀具的失效形式主要表现为切学过程中的崩刃、后刀面磨损、刃口塑性变形、前刀面磨损等失效形式及热
2、处理后的变形严重、产生裂纹或开裂、表面硬度低等失效形式。一般来说影响刀具质量的因素主要有四个方面：一是原材料质量；二是热处理质量；三十刀具结构设计及加工精度；四是表面处理质量。其中原材料质量及热处理技术是失效的主要原因。，占失效总量的80%以上。01高速钢失效的主要形式及失效原因加工工艺错误的检验认知实际应该重点检验项目选材只要硬度够了就行碳化物、夹杂物、金相组织、成分锻轧只要成型就行碳化物分布、脱碳层、夹杂物变形热处理淬硬了就行金相组织、残余奥氏体数量、淬火裂纹分析表面强化处理好看就行表面硬度、表面层组织、表面残余应力精加工成品几何尺寸是关键金相组织及力学性能试验机加工硬度对了就行金相、S、
3、Pb、Ca等元素02典型案例分析02典型案例分析某企业委托对几种规格的中心钻进行材料检验，怀疑混料。结果见下表：案例一：中心钻混料导致的淬火过热失效元素CoCSiMnPSCrWVCoMo1*0.9190.7420.3580.0250.0164.189406510.8680.0880.7742*0.9911.0080.3700.0340.0154.4434.6070.9790.1030.8153*0.8240.3100.2950.0340.0094.3785.702.2110.1004.28502典型案例分析根据GB/T 9943-2008高速工具钢中钢号成分要求，1*和2*没有对应的钢号，3*
4、位W6Mo5Cr4V2。1*和2*通常被称为4241的钢号。这种钢由于其合金元素比较低，价格便宜，合金碳化物含量较少，其耐磨性和红硬性较低，主要用于制造低速钻头，同时也有一些不法企业用来制作假冒产品。对1*和2*进行金相分析，金相组织如图1所示，根据金相分析知。沿轧制方向带状组织明显，成分分布不均，马氏体针粗大，组织已经过热，横截面方向金相组织分布也不均匀，马氏体针粗大，残余奥氏体较多、主要原因是因为与混料后，淬火温度过高导致过热。02典型案例分析截面为40mm40mm的W4Mo3Cr4VSi材质的高速钢车刀发黑处理后发现表面有细微裂纹。怀疑为磨削裂纹，委托进行了金相检验。金相组织如图二所示：
5、案例二：高速钢车刀过烧失效图2(a)为基体的金相组织。可看出。有网状的白色渗碳体组织，还存在着鱼骨状的共晶莱氏体组织，为严重的过烧组织。该组织脆性非常大，为不合格组织。图2(b)位表层裂纹处的金相组织。可看出，表面裂纹处存在脱碳现象。表层的脱炭组织使得在淬火冷却时表面先形成马氏体组织里层后形成马氏体组织，表层产生了大量残余拉应力，导致表层裂纹产生。03材料因素对刀具失效的影响03材料因素对刀具失效的影响从以上几个典型的失效分析案例可以看出，刀具失效主要是原材料成分和金相不合格及热处理工艺不当造成的过热、过烧、脱碳等缺陷组织引起的。因此，应该做好从原材料检验到热处理质量检验等过程质量控制。在质量
6、过程控制中首先应确定刀具制造过程中的各个环节影响失效的主要因素，确定出需要的检验项目及指标，采取合理的检测方法和测试流程，建立严格的检验制度规程。然后，通过检验结果反馈优化相应的热处理等加工工艺参数，制定出合理的刀具热处理等加工工艺参数最终实现刀具质量控制的目的。材料因素相关检验项目、测试技术方法和检验目的列在下表。制造过程测试技术重点检验项目选材金相显微镜、SEM等碳化物、贾爱武、金相组织、成分锻轧金相显微镜、SEM等碳化物分布、脱碳层、夹杂物变形热处理金相显微镜、SEM等金相组织、残余奥氏体数量、淬火裂纹分析表面强化处理显微硬度。纳米压痕仪。SEM、XRD等表面硬度、表面层组织、表面残余应
7、力精加工成品金相显微镜、SEM、XRD等金相组织及力学性能试验机加工硬度计、直读光谱。金相显微镜等金相、S、Pb、Ca等元素04结论04结论该现象主要集中发生在中小企业上。由于中小企业对检测的重要性认识不足以及检测设备的投入不足，导致中小企业中刀具失效的现象频繁发生。对此，政府应联合刀具制造行业协会建立服务于本行业的质量检验的公开服务平台，帮助中小企业提高刀具质量检测及失效分析水平。2.企业对检测的重要性认识不足是小的原因有刀具不合理、刀具选用和使用不当、原材料质量不合格、热处理等加工工艺不合理。对于中小企业来说，原材料质量问题和热处理问题是刀具失效的重要原因。因此，减少刀具失效的对策是应该重点做好从原材料检验到热处理质量检验等过程质量控制，以防止失效的发生。1.高速钢刀具失效形式多种多样.05参考文献05参考文献赵先锐，冯尚申，李勤涛，马李.热加工工艺 2013,9,42（18）：189-191感谢观看