BOHLER S404高速鋼韌性與可加工

　　BOHLER S404高速鋼的用途及特性

　　奧地利百祿BOHLER S404粉末冶金高速鋼

　　BOHLER S404經濟型系列產品主要用于螺旋鉆頭，具有無與倫比的性價比。

　　BOHLER S404性能特點：經濟型高速鉬鋼

　　BOHLER S404化學成分：

　　C：0.89

　　Si：0.30

　　Mn：0.30

　　Cr：4.10

　　Mo：4.50

　　V：1.90

　　W：1.20

　　一、特性

　　(一)化學成分與硬度

　　化學成分影響

　　BOHLER S404高速鋼含有多種合金元素。其中，碳(C)元素的含量決定了鋼的基本硬度，適量的碳能與其他合金元素形成碳化物。鎢(W)元素有助于提高鋼的硬度和紅硬性，其形成的碳化鎢(WC)在鋼的基體中起到強化作用。鉬(Mo)元素能增強鋼的韌性和抗回火軟化能力，在高溫下保持鋼的性能穩定。鉻(Cr)元素提高鋼的淬透性、抗氧化性和耐腐蝕性。釩(V)元素形成的碳化釩(VC)可細化晶粒，進一步提升鋼的硬度和耐磨性。這些元素的協同作用使得S404高速鋼經過合適的熱處理后，硬度可達到較高水平，例如硬度可達HRC64 - 66。

　　與其他高速鋼對比

　　與S401高速鋼相比，S404高速鋼在硬度上可能相當，但在某些性能方面有所差異。S401高速鋼在紅硬性方面表現較好，而S404高速鋼在耐磨性方面可能更具優勢。例如，在相同的切削條件下切削硬度為HRC63的材料，S404高速鋼刀具的刃口磨損量可能比S401高速鋼刀具更小。

　　(二)耐磨性

　　耐磨原理

　　S404高速鋼的耐磨性得益于其內部的碳化物結構。碳化鎢(WC)、碳化釩(VC)等碳化物硬度高且分布在鋼的基體中。在切削或摩擦過程中，這些碳化物作為耐磨相，承受主要的摩擦力，保護基體不被快速磨損。并且，由于其良好的碳化物分布均勻性，在長時間的磨損過程中，不會出現局部嚴重磨損的情況，從而保證了整體的耐磨性能。

　　實際耐磨表現

　　在車削加工中，S404高速鋼制成的車刀展現出優異的耐磨性能。當車削硬度為HRC62 - 64的合金鋼時，與普通高速鋼車刀相比，S404高速鋼車刀的刃口保持性更好。例如，普通高速鋼車刀車削一定長度的工件后，刃口磨損明顯，需要頻繁更換刀具，而S404高速鋼車刀可以在較長時間內保持刃口的鋒利度，減少了刀具更換的頻率，提高了加工效率。

　　(三)紅硬性

　　紅硬性的表現

　　BOHLER S404高速鋼具有較好的紅硬性。在高溫環境下，當溫度達到650 - 700°C時，其硬度能夠保持在HRC61 - 63左右。這使得它在高速切削或者在高溫條件下進行長時間加工時，不會因溫度升高而迅速軟化，從而能夠持續穩定地進行切削作業。

　　對高速切削的意義

　　在高速鏜削加工中，S404高速鋼鏜刀憑借其紅硬性，可以采用較高的切削速度。這不僅提高了鏜削效率，而且由于在高溫下硬度保持較好，能夠保證鏜削的尺寸精度和表面質量。相比之下，紅硬性較差的鏜刀在鏜削過程中，會因為鏜刀軟化而導致鏜削精度降低、表面粗糙度增加以及鏜刀過早磨損等問題。

　　(四)韌性

　　韌性的微觀結構依據

　　S404高速鋼的微觀結構中，合金元素的配比使得碳化物與基體之間有較好的結合。通過合理的熱處理工藝，碳化物均勻分布。在受到沖擊載荷時，這種結構能夠有效地將能量在碳化物和基體之間傳遞和分散，防止應力集中，從而賦予材料一定的韌性。

　　在加工中的體現

　　在銑削加工中，當銑削含有硬質點的高硬度材料(如含有碳化鈦顆粒的金屬基復合材料)時，S404高速鋼銑刀能夠承受銑削過程中的沖擊力而不容易折斷。它可以穩定地銑削這種復雜材料，保證銑削加工的順利進行。

　　(五)可加工性

　　加工工藝適應性

　　BOHLER S404高速鋼可進行鍛造、軋制、切削加工和熱處理等操作。

　　加工注意事項

　　在鍛造時，由于其合金元素含量高，鍛造溫度范圍要求嚴格。始鍛溫度過高可能會導致鋼材內部組織過熱，影響性能;終鍛溫度過低則可能產生裂紋等缺陷。在切削加工方面，因為其硬度高，需要選擇合適的超硬刀具(如立方氮化硼刀具)，并且要合理調整切削參數，如降低切削速度、減小進給量和切削深度等，以避免刀具過度磨損或工件表面質量下降。在熱處理過程中，必須按照規定的工藝參數進行操作，以確保獲得理想的性能。

　　二、用途

　　(一)刀具制造

　　高硬度金屬加工刀具

　　S404高速鋼主要用于制造加工高硬度金屬的刀具。對于淬火鋼、高溫合金等材料的加工，S404高速鋼刀具能夠有效地切入和去除材料。由于其高硬度、耐磨性和紅硬性，在航空航天、汽車制造等領域的高硬度金屬加工中有廣泛應用。例如，在航空發動機制造中，對高硬度的高溫合金零部件的加工，S404高速鋼刀具能夠滿足加工精度和效率的要求。

　　復雜形狀刀具制造

　　由于其良好的韌性和可加工性，S404高速鋼也可用于制造復雜形狀的刀具，如麻花鉆、絲錐等。這些刀具在加工過程中需要承受一定的沖擊力，S404高速鋼的韌性能夠保證刀具在使用過程中不易折斷，同時其高硬度和耐磨性能夠保證刀具的切削性能。

　　(二)模具制造

　　高精密高硬度模具制造

　　在高精密模具制造中，S404高速鋼可用于制造模具的關鍵部件，如注塑模具中的型芯、型腔，壓鑄模具中的沖頭、鑲塊等。由于其高硬度、耐磨性和紅硬性，能夠保證模具在長期使用過程中保持高精度的形狀和尺寸，提高模具的使用壽命。例如，在制造高精度的注塑模具時，S404高速鋼制成的模具部件能夠jingque地成型塑料制品的形狀，確保產品質量。

　　高溫工作模具制造

　　對于在高溫環境下工作的模具，如熱鍛模具，S404高速鋼也有應用。其紅硬性和抗氧化性能夠保證模具在高溫、高壓和高磨損的工作環境下正常工作，減少模具的變形和磨損，提高模具的可靠性。