JIS标准SKH40钼钨系高速钢的化学成分对加工性能的影响

# JIS标准SKH40钼钨系高速钢的化学成分对加工性能的影响

## 一、碳（C）元素的影响

1. **硬度与切削刃保持性**

   - SKH40高速钢中碳含量在0.73 -0.83%之间。碳是决定钢硬度的关键因素之一。在加工过程中，较高的碳含量有助于形成更多的马氏体组织。马氏体具有高硬度，这使得SKH40在切削加工时能够保持切削刃的锋利度。例如，在车削硬度较高的合金钢时，含碳量合适的SKH40刀具能够有效地切入工件，并且在长时间的切削过程中，切削刃不会过快磨损，从而保证了加工的精度和效率。

2. **对磨削性能的影响**

   -较高的碳含量会使钢的硬度增加，这在磨削加工时需要特殊考虑。一方面，高硬度使得磨削难度增大，需要选择合适的砂轮，如硬度较高、粒度较细的砂轮，以确保能够有效地去除材料。另一方面，由于硬度高，在磨削过程中如果磨削参数不当，容易产生磨削烧伤等问题，因为高硬度会导致磨削热量难以散发。

## 二、钨（W）元素的影响

1. **高温硬度与切削性能**

   - SKH40中钨的含量约为17 -19%。钨是强碳化物形成元素，其形成的WC碳化物具有高硬度、高熔点和良好的高温稳定性。在高速切削加工中，会产生大量的热量，使刀具温度升高。钨的存在使得SKH40在高温下仍能保持较高的硬度，从而保证了刀具在高温切削环境下的切削性能。例如，在铣削高温合金时，由于切削温度高，普通刀具可能会因软化而失去切削能力，但SKH40刀具凭借钨元素的作用，能够持续有效地进行铣削操作。

2. **对磨削加工的影响**

   -钨的高含量使得钢中的碳化物硬度很高，在磨削加工时，这些硬的碳化物会增加砂轮的磨损。在磨削SKH40时，需要选择耐磨性好的砂轮，并且要适当调整磨削参数，如降低磨削速度、减小进给量，以减少砂轮的磨损并保证磨削质量。

## 三、钼（Mo）元素的影响

1. **淬透性与整体性能均匀性**

   - SKH40中钼含量在4 -5%左右。钼能提高钢的淬透性，使钢在淬火时能够获得更深的硬化层。这对于加工性能的影响在于，整个工件在淬火后硬度更加均匀。在切削加工中，硬度均匀的工件可以使刀具受到的切削力更加均匀，减少刀具的振动和磨损。例如，在钻削经过淬火处理的SKH40工件时，由于其硬度均匀，钻头受到的阻力较为稳定，从而延长了钻头的使用寿命。

2. **细化晶粒与韧性**

   -钼有助于细化晶粒，提高钢的强度和韧性。在加工过程中，具有较高韧性的SKH40能够承受更大的切削力而不易发生断裂。例如，在粗加工时，切削力较大，韧性较好的SKH40刀具能够更好地适应这种加工条件，减少刀具破损的风险。

## 四、铬（Cr）元素的影响

1. **淬透性与硬度均匀性**

   - SKH40中铬的含量约为3.8 -4.5%。铬能显著提高钢的淬透性，促使钢在淬火过程中形成均匀的马氏体组织，进而提高钢的强度和硬度。在加工中，这种均匀的硬度分布使得刀具在切削时能够平稳地去除材料，减少因硬度不均匀导致的刀具跳动和磨损。

2. **抗氧化性与刀具寿命**

   -铬在钢的表面能形成一层致密的氧化膜，这种氧化膜可以阻止的氧化。在切削加工过程中，尤其是在高速切削时，刀具表面会因为高温而容易氧化。铬元素的存在减少了SKH40刀具的氧化磨损，延长了刀具的使用寿命。例如，在长时间的高速车削加工中，SKH40刀具由于铬的抗氧化作用，能够保持较好的切削性能，减少因氧化导致的刀具失效。

## 五、钒（V）元素的影响

1. **细化晶粒与强度韧性**

   - SKH40中钒的含量大致在1 -1.5%。钒在钢中形成的VC碳化物细小、弥散分布在钢的基体中，这种细小的碳化物结构能够有效地细化晶粒，提高钢的强度和韧性。在加工过程中，强度和韧性的提高使得SKH40刀具能够承受较大的切削力而不易发生断裂。例如，在铣削加工中，当铣削力突然增大时，含钒的SKH40刀具能够更好地适应这种变化，避免刀具折断。

2. **对磨削性能的影响**

   -钒的碳化物硬度很高，在磨削加工时会增加磨削难度。需要采用合适的磨削工艺，如选择合适的砂轮和磨削参数，以确保能够有效地磨削SKH40高速钢。