圓棒BOHLER S290高速鋼在航空航天領域

　　BOHLER S290高速鋼的用途及特性

　　奧地利百祿BOHLER S290粉末冶金高速鋼

　　BOHLER S290具有碳素鋼與高速鋼之間非同尋常的合金點，熱處理BOHLER S290硬度高達70HRC。除了熱硬度高、耐磨性強，耐壓強度也是該粉末冶金高速鋼材系列產品的一大重要特性。

　　BOHLER S290鋼性能特點：采用粉末冶金工藝生產的高速鋼，具有強熱硬度、耐壓強度與耐磨性。同時PM技術也令該材料具有超強剛性與機械加工性，如良好的磨削性。

　　BOHLER S290化學成分：

　　C：2.0

　　Si：0.5

　　Mn：0.3

　　Cr：3.8

　　Mo：2.5

　　V：5.1

　　W：14.3

　　Co：11.0

　　一、特性

　　(一)化學成分與硬度

　　化學成分影響

　　BOHLER S290高速鋼包含多種合金元素，如鉻(Cr)、鉬(Mo)、鎢(W)、釩(V)等，并且含有適量的碳(C)。鉻元素有助于提高鋼的硬度和耐腐蝕性，在鋼的表面形成一層致密的氧化鉻保護膜。鉬和鎢元素是提高紅硬性的關鍵元素，它們在高溫下能阻止晶粒長大，保持鋼的硬度。釩元素形成的碳化物(如VC)能顯著提高鋼的耐磨性。這些合金元素與碳的合理配比，經過適當熱處理后，S290高速鋼的硬度可達到很高水平，例如HRC63 - 65左右，使其成為一種超硬高速鋼。

　　與其他高速鋼對比

　　與普通高速鋼(如M2高速鋼)相比，S290高速鋼的硬度明顯更高。M2高速鋼的硬度通常在HRC60 - 62左右。在切削高硬度材料時，S290高速鋼由于其更高的硬度和耐磨性，能夠更有效地去除材料，并且刀具的磨損速度更慢。例如，在切削硬度為HRC60的淬火鋼時，S290高速鋼刀具的刃口磨損量遠小于M2高速鋼刀具。

　　(二)耐磨性

　　耐磨原理

　　S290高速鋼的耐磨性主要源于其內部大量細小且均勻分布的碳化物。這些碳化物硬度極高，在刀具與工件的摩擦過程中，它們能夠承受大部分的摩擦力，有效地保護鋼的基體，減少基體的磨損。此外，鉻元素提高了鋼的抗氧化性，減少了因氧化而導致的表面磨損。

　　實際耐磨表現

　　在磨削加工中，S290高速鋼制成的砂輪修整工具表現出zhuoyue的耐磨性能。當用于修整硬度較高的砂輪(如CBN砂輪)時，與傳統的高速鋼修整工具相比，S290高速鋼修整工具的使用壽命更長。例如，在連續修整10個相同規格的CBN砂輪后，傳統高速鋼修整工具的刃口已經嚴重磨損，無法繼續使用，而S290高速鋼修整工具的刃口仍然能夠保持較好的形狀和切削能力。

　　(三)紅硬性

　　紅硬性的表現

　　BOHLER S290高速鋼具有出色的紅硬性。在高溫環境下，當溫度達到650 - 700°C時，其硬度仍然能夠保持在HRC58 - 60左右。這使得它在高速切削或長時間切削高硬度材料時，即使切削區域產生大量熱量，也不會迅速軟化，從而能夠持續保持良好的切削性能。

　　對高速切削的意義

　　在高速車削硬度為HRC60 - 62的高溫合金時，S290高速鋼車刀憑借其紅硬性，可以采用較高的切削速度。這不僅提高了車削效率，而且由于在高溫下硬度保持較好，能夠保證車削的尺寸精度和表面光潔度。相比之下，紅硬性較差的車刀在高速車削這種高溫合金時，會因為刀具軟化而導致切削力增大、切削精度降低以及表面粗糙度增加等問題。

　　(四)韌性

　　韌性的微觀結構依據

　　S290高速鋼的微觀結構中，合金元素的合理配比使得碳化物與基體之間有較好的結合。盡管其含有大量的硬質碳化物，但通過優化的熱處理工藝，可以使碳化物均勻分布，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，避免應力集中，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(如含有硬質合金顆粒的金屬基復合材料)時，S290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 S290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

　　在鍛造過程中，需要嚴格控制鍛造溫度范圍。由于其合金元素含量高，始鍛溫度過高可能導致鋼材過熱，內部組織粗大，影響性能;終鍛溫度過低則可能產生裂紋等缺陷。在切削加工時，由于其超硬特性，需要選擇合適的超硬刀具(如立方氮化硼刀具)進行加工，并且要謹慎調整切削參數，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

　　超硬材料加工刀具

　　S290高速鋼主要用于制造加工超硬材料的刀具。例如，在加工陶瓷、立方氮化硼(CBN)等超硬材料時，S290高速鋼刀具能夠有效地切入材料并去除材料。由于其高硬度、耐磨性和紅硬性，在加工這些超硬材料時，能夠保持較好的切削刃形狀，提高加工精度和效率。

　　高硬度金屬加工刀具

　　對于加工高硬度的金屬材料，如淬火鋼、高溫合金等，S290高速鋼刀具也是理想的選擇。在航空航天領域，對高溫合金零部件的加工，S290高速鋼刀具能夠滿足高精度、高效率的加工要求。在汽車制造中，對淬火后的齒輪、軸等零部件進行精加工時，S290高速鋼刀具可以保證加工質量。

　　(二)模具制造

　　精密模具制造

　　在精密模具制造中，S290高速鋼可用于制造模具的關鍵部件，如注塑模具中的型芯和型腔。由于其高硬度和耐磨性，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，從而提高注塑產品的質量。在制造光學鏡片的注塑模具時，S290高速鋼制成的模具部件能夠jingque地成型鏡片的形狀，確保鏡片的光學性能。

　　高硬度模具制造

　　對于一些需要加工高硬度材料的模具，如壓鑄模具用于壓鑄高硬度合金時，S290高速鋼可用于制造模具的沖頭、鑲塊等部件。其紅硬性和耐磨性能夠保證模具在高溫、高壓和高磨損的工作環境下有較長的使用壽命。