高速钢选择与应用.ppt

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1、Page,高速钢选择与应用,1.前言2.高速钢选择与应用3.世界高速钢概况4.中国高速钢概况5.我国高速钢的差距6.关于河冶,Page,1.前言,Page,1.前言,各种刀具材料既有独特优势和使用范围又相互取代补充；高速钢刀具与硬质合金刀具相比在全世界的销售额以每年约5%的数量在减少。国内高速钢刀具比例较大，硬质合金刀具发展迅速进口刀具已占我国工具市场总量的1/3，以硬质合金、粉末高性能高速钢刀具为主。2004年25亿件高速钢刀具中，有近20亿件低价出口，以低合金高速钢家用工具为主。中国高速钢产量近7万吨，其中低合金高速钢占相当比例，高性能高速钢比例明显低于发达国家水平，粉末冶金高速钢刚刚开发

2、。,Page,1.前言,2003全球刀具消费110亿美元,Page,2.高速钢选择与应用,2.1高速钢应用领域2.2选择原则2.3刀具切削性能决定因素2.4失效分析2.5热处理常见缺陷2.6热处理关注事项2.7其他关注事项,Page,2.高速钢选择与应用,2.1高速钢应用领域,Page,2.高速钢选择与应用,选择形式,深入选择,一般选择,结合寿命影响因素结合失效方式结合成本交期比较选择,客户要求参照他人他人推荐按照广告,2.2选择参考,Page,2.高速钢选择与应用,材料,热处理,成分,组织,性能,使用,刀具寿命,加工,失效分析,结构,设计,钢种选择品牌选择,红硬性韧性耐磨性疲劳强度,工艺,工

3、件材料机床冷却条件切削用量,冶金 热处理机加工表面处理涂层,2.2选择参考,Page,热处理,结构设计,表面状况,使用条件,钢种选择,刀具寿命,耐磨性,红硬性,韧性,刀具材料质量,刀具寿命影响因素,Page,2.2选择参考,优先选用，替代选用；（）内钢号未纳入GB9943。,Page,2.2选择参考,Page,2.高速钢选择与应用,2.3刀具切削性能决定因素1）红硬性2）韧性3）耐磨性4）抗粘附性,Page,2.高速钢选择与应用,1）红硬性决定因素钢的合金度及碳饱和度基体合金度淬火温度碳化物形成元素扩散系数非碳化物形成元素抑制析出碳化物集聚的作用,Page,2.高速钢选择与应用,2）韧性决定因

4、素残余元素纯净度（非金属夹杂）共晶碳化物形貌晶粒度基体（M）强度及残余奥氏体RA数量,Page,2.高速钢选择与应用,3）耐磨性决定因素碳化物总量合金度及碳饱和度MC碳化物数量V含量,Page,韧 性,耐 磨 性,理想刀具材料,PCD、CBN,HSS,硬质合金,陶 瓷,金属陶瓷,2.4典型失效分析,2.4典型失效分析,淬回火态，碳化物堆积处回火不充分 500,锻材碳化物堆积 500,2.4典型失效分析,掉齿拉刀齿尖部碳化物形态 掉齿拉刀心部碳化物形态 200 200,2.4典型失效分析,大颗粒碳化物 500,Page,2.5常见热处理缺陷原因分析和预防措施,Page,2.6热处理关注事项常用工

5、具目标硬度及参考晶粒度,Page,2.6热处理关注事项,Page,Page,2.6热处理关注事项,Page,2.高速钢选择与应用,W12V3N盐浴分级与油淬试样回火后硬度与强韧性参见特钢丛书高速工具钢P96表3-8,Page,2.6热处理关注事项,分级温度、试样尺寸对回火硬度和红硬性影响,Page,S600（M2）连续冷却相变曲线,Page,S705（M35）连续冷却相变曲线,Page,S500（M42）连续冷却相变曲线,Page,Page,2.7其他关注事项,1)表面粗糙度对刀具韧性影响-磨削2)涂层对刀具寿命影响,Page,3.世界高速钢概况,总量主要生产厂钢种结构,Page,3.世界高速

6、钢概况,世界高速钢总量 预计总量1316万吨，占特钢总量的0.1左右（国内高速钢产量占特钢总量的0.2)该比例将继续缓慢下降。,Page,3.世界高速钢概况,第一集团：欧洲大型跨国高速钢制造商，拥有百年制造、营销历史，技术领先、实力雄厚、垄断高档高速钢市场。如：Erasteel、Bohler第二集团：河冶科技、乌克兰DSS、台湾荣刚，拥有二十余年制造营销历史，技术进步迅速，占据中档高速钢市场。第三集团：中国高速钢专业生产厂不到二十年制造生产史，整体技术、设备落后，目前纷拥低档市场，但发展迅速，已有少数厂家开始跻身中档市场。,Page,3.世界高速钢概况,世界高速钢主要生产厂,Page,3.世界

7、高速钢概况,世界高速钢钢种结构,Page,4.中国高速钢概况,4.1生产总量4.2主要生产厂4.3集约化生产4.4钢种4.5品种,Page,4.中国高速钢概况,专业化、集约化。低合金高速钢比例较大低档刀具出口。高性能高速钢刀具稳定性差，导致高性能高速钢、高档刀具进口。粉末高速钢应用增多，急待开发。黑皮材为主，已开发光亮材并出口。,Page,4.中国高速钢概况,4.1生产总量,备注：1)2006年钢锭89091吨，钢材69491吨，市场销售量49233吨。,Page,4.中国高速钢概况,4.2主要生产厂,专业生产厂河冶科技江苏天工江苏飞达扬中福达东台华久丹阳晶工大连远东浙江东方工具重庆喻北,综合

8、特钢厂宝钢特钢（上海五钢）重庆东华东北特钢,Page,4.中国高速钢概况,4.3集约化生产,Page,4.中国高速钢概况,4.4钢种钢种分类钢种结构,Page,Page,高速钢最低要求 A600-92a附录,Page,4.中国高速钢概况,4.4钢种钢种分类,注：W+2Mo=0.033W+0.063Mo+0.06Cr+0.2V=C/Cp,Page,4.中国高速钢概况,Page,Page,4.中国高速钢概况,Page,4.中国高速钢概况,4.4钢种低合金高速钢,钢种多，用量大；常用钢种W2、W3、W4系列；主要用途五金工具合金度性能应用值得讨论资源节约、资源浪费,Page,2006年11月27日于

9、厦门召开的中国机床工具工业协会工具分会第五届会员大会发出倡议，坚决反对在工具生产中以“低合金高速钢”冒充标准高速钢。近期全国刀具标准化技术委员会拟参照ISO11054：2006（E）和ASTM A60092a出台标准规范“HSS”标志的应用范围，HSS只能用于钨当量WW1.8Mo11.75的标准高速钢，低合金高速钢钨当量W为6.511.75，用HSSL标示。钨当量W6.5时不能视为高速钢。,Page,Page,4.中国高速钢概况,Page,4.中国高速钢概况,Page,5.我国高速钢差距,5.1工艺技术5.2实物质量5.3钢种系列5.4品种系列5.5服务,Page,5.1工艺技术,冶炼技术粉末

10、冶金（PM）高速钢溅射成型成形技术热处理技术,Page,5.1工艺技术,Influence of the carbide structure on fracture initiation and bend fracture strength.HSS bar size.,Page,5.1工艺技术,1）PM高速钢组织均匀细小，无碳化物偏析高耐磨性韧性和抗疲劳性优异各向同性加工性能优良热处理尺寸稳定,Page,5.1工艺技术,Page,5.1工艺技术,1）PM高速钢,Page,5.1工艺技术,Page,5.1工艺技术,Crucible粉末冶金高速钢横向抗弯强度改善,Page,5.1工艺技术,1）PM

11、高速钢常用牌号,说明：AHP粉末冶金高速钢由河冶科技与安泰科技联合开发。AHP粉末冶金高速钢采用气雾化制粉，热等静压成型，并经过精确变形加工而成。,Page,5.1工艺技术,1）PM高速钢,Page,5.1工艺技术,1）PM高速钢,S600,加工孔数,钻头型号：DIN 338 special point,6mm加工材料：0Cr18Ni9不锈钢,钻头寿命,Page,5.1工艺技术,2）溅射成型,Atomisation NitrogenMetal flowrate 80-100 kg./min.Gas to Metal ratio 0,55 Nm3/kg,Page,5.1工艺技术,2）溅射成型,P

12、age,Impact Strength,56,7,60,4,62,1,63,6,65,5,0,5,10,15,20,25,960C+525C,1000C+525C,1025C+525C,1100C+550C,1150C+550C,Impact strength(J),45,50,55,60,65,70,Longitudinal,Tranvers,HRC,Hardness(HRC),Page,5.我国高速钢差距,2006-03-27机电商报刀具专题刊登中国刀具行业发展问策，几位专家分析了国内刀具差距在哪里？首先是刀具材料，它是制约刀具切削性能稳定性的重要方面，我们同国外的差距不小。几何形状、材料

13、牌号完全一样的国产刀具和国外刀具相比，国产刀具性能稳定性不够，在加工中刀具会莫名其妙损坏。经分析是材料组织不均匀，机械性能指标离散性太大。汽轮机行业大量使用的转子轮槽铣刀由于型线复杂，仍使用高速钢材料，引进的日本OSG、SANYO刀具，材料已改成了粉末冶金高速钢，而意大利CARBITAL公司推出的轮槽刀具则采用粉末冶金高速钢和粉末冶金硬质合金混合的材料。其次是涂层技术。最大的差距还是在于发展理念。,Page,5.2实物质量,从行业角度看中国高速钢实物质量与国外先进相比有明显差距，特别是组织性能一致性差。市场化程度高的，实物质量较好，专业化程度高的，进步快。部分档次低。门槛低，后来者众多工艺装备

14、水平低档化需求,Page,5.2实物质量,Page,5.2实物质量,Page,VEW(Bohler)ISORAPID 2000 S600130 K不均匀度,Page,VEW(Bohler)ISORAPID 2000 S600285 K不均匀度,Page,5.2实物质量,某厂60拉刀碳化物形貌（用125电渣锭生产）,Page,M2,工具钢二次硬度与成分参数Cp及A的关系,Page,Page,5.2实物质量-发展趋势,均匀化纯净化合金化理论,Page,5.3钢种系列,1）标准分析与钢种结构演变2）目前国内外钢种选择对比3）高性能高速钢,Page,5.3钢种系列,1）标准分析与钢种结构演变,Page

15、,5.3钢种系列,2）目前国内外钢种选择对比,Page,5.3钢种系列,3.4钢种高性能高速钢,钢种多，用量少，常用钢种3种（M2Al、M42、M35）；制约因素价格、质量稳定性、热处理技术；选用误区M42优于M35；M42热处理硬度HRC68；M35化学成分。,3）高性能高速钢,Page,5.3钢种系列,3）高性能高速钢,Page,5.4品种系列,Page,5.5服务,现代刀具技术不仅仅是一种单纯的刀具，而是一整套为用户解决问题的加工技术。发达国家高速钢供应商服务同样如此，如Bohler提供的钢种介绍非常详尽；Erasteel不仅提供热处理指导，还提供磨削及表面影响的指导，并上门宣传和交流。

16、,Page,5.5服务,Page,5.5服务,质量化学成分加工性能热处理性能寿命或性能一致性内部组织表面质量外观尺寸包装防护交付本期订单满足程度紧急订单交付能力发运输及时性,服务对顾客要求理解程度订单确认反馈速度沟通渠道畅通性有关票据、质量报告传递技术支持投诉响应的及时性交货期合同交货期安排按期交货率,Page,6.关于河冶,河冶科技股份有限公司（简称“河冶科技”）是中国新材料领域的龙头企业安泰科技股份有限公司（股票代码000969）的控股子公司，世界500强企业住友商事2006年加盟河冶科技。河冶科技是研发和生产相结合的专业化高速工具钢生产企业，中国特钢企业协会高速工具钢专业组组长单位，石家

17、庄市工业50强企业，并与先进钢铁材料技术国家工程研究中心合作成立河冶工模具钢研究中心。河冶科技产品按钢种分为高速工具钢、粉末冶金高速钢、模具钢、稀土永磁材料、其它特种合金等五大类；钢材品种分为锻材、锻坯、热轧圆钢、方钢、扁钢、剥皮材、磨光材、盘条、冷拉材、钢板、钢带、冷轧钢带等十二大系列近千个规格。并可根据顾客需要，提供锻制刀具/模具毛坯和焊接刀具毛坯。河冶科技产品广泛用于机械、工具、航空、军工、汽车、冶金等行业，销往国内二十六个省、自治区、直辖市，并远销欧美、东南亚等十余个国家和地区。,Page,河冶科技质量方针坚持以人为本，依靠管理创新，确保持续改进，提供满意产品。河冶科技核心价值观以人为

18、本，顾客至上，共创名牌，造福社会。河冶科技企业精神天道酬勤、人道酬善、商道酬信、业道酬精。公司目标世界知名的高速工具钢供应商。,Page,Page,公司沿革Track of HSS,1974年5月11日 河北省冶金研究所成立 Metallurgy Research Institute of Hebei Province was founded.1976年 规模化生产高速工具钢 Produce high-speed steel in a rather large scale.1981年9月12日 与钢铁研究总院等共同研制、开发W9通用高速工具钢，并获 冶金部一等发明奖 Developed W9

19、general-purpose high-speed steel in joint with Central Iron&Steel Research Institute,and the steel was awarded the first-class prize by Metallurgy Ministry.1988年 与钢铁研究总院共同研制、开发W4Mo3Cr4VSi（D606）低合 金高性能高速工具钢 Developed W4Mo3Cr4VSi（D606）high-performance low-alloy speed steel in joint with Central Iron&S

20、teel Research Institute.2000年8月21日 河北省冶金研究院以高速工具钢生产线为主发起设立河北冶金 科技股份有限公司 Hebei Metallurgical Science and Technology Co.,Ltd.was founded,initiated by Metallurgy Research Institute of Hebei Province with its high speed steel production line as main investor.,Page,Page,2000年8月 公司被推荐为中国高速钢专业组组长单位 Elected

21、 as the responsible unit of high-speed steel specialization group of the Special Steel Enterprises Association of China.2000年11月16日 公司通过ISO9002质量体系认证 Passed the authentication of ISO9002 Quality Systems.2002年11月28日 公司完成ISO9001：2000质量体系转版 Passed the shifting authentication of 2000 edition of ISO9001

22、Quality Systems.2003年10月15日 公司引入新控股股东安泰科技股份有限公司 Become the stock-holding subsidiary company of Advanced Technology&Material Co.,Ltd.2003年10月18日 公司与香港海途（中国）有限公司共同出资组建控股子公司 石家庄河冶精锻有限公司 HSS united with seaover(China)Ltd.to joint capital to found the stock-holding subsidiary company Shijiazhuang Heye Pr

23、ecision Forging Ltd.,Page,Page,2004年7月6日 公司更名为河冶科技股份有限公司 Renamed as Heye Special Steel Co.,Ltd.2005年1月31日 河冶科技获得东风汽车公司刃量具厂2004年度优秀供应商称号 Win the title of 2004 outstanding supplier from the Measuring Instruments and Cutting Tools Plant of Dongfeng Automobile Company.2005年8月8日 公司与世界500强之一的住友商事共同出资组建控股子

24、公司 石家庄河冶住商工模具有限公司 Shijiazhuang Heye&Summit Tools Co.,Ltd.was founded with joint capital from both HSS and Sumitomo Corporation(China)Holding Ltd.2005年11月18日“先进钢铁材料技术国家工程研究中心河冶工模具钢研究中心”在河冶科技隆重成立并挂牌“Heye Tool and Die Steel Research Center of the National Engineering and Research Center for Advanced St

25、eel Technology”was founded.,Page,Page,2006年6月6日 公司被石家庄市政府认定为“石家庄工业50强企业”Win the title of Top 50 factories in Shijiazhuang.2006年12月31日 商务部批准公司引入外资股东住友商事，变更为外商投资股 份有限公司 Ministry of Commerce of the Peoples Republic of China confirmed Sumitomo Corporation(China)Holding Ltd.Share in HSS.,Page,Page,股权结构 F

26、ramework of stokeholds,Page,Page,主要经营指标Main finance data,Page,6.关于河冶,Page,河冶科技中期规划The scheme in the future,“十一五”末生产能力达到20000吨材，销售收入达到16亿元。The products throughput will achieve at 20,000t and sale will achieve at RMB1,600,000,000 in 2010.建成一条具有市场竞争力的高品质棒材生产线 Establishes the produc line which keep bar

27、as the base;It has high quality and competitive ability.建成一条粉末冶金高速钢生产线Establishes a powder-metallurgical high speed steel product line.,Page,6.关于河冶,1）树立品牌，避免低价竞争。2）为工具行业“控制低端，发展高端”提供保障。并扩大出口粉末冶金高速钢专用钢种（保成分、保组织、保性能）精品化（剥皮材、银亮材）3）强化服务，实现热处理差异化。按品种按供方（成分、工艺流程、组织）,河冶高速钢与您共同成长 谢 谢 欢迎各位朋友到河冶科技指导工作网址:www.hss-Email:wlzhss-,