硬度是材料抵抗表面層局部塑性變形的能力。到目前為止,唯有硬度這個參數(shù)能直接反映材料表面層以及表面耐磨層的機械與工藝特性。現(xiàn)就高速鋼刀具的硬度與熱處理問題,談點膚淺看法。
1 常用高速鋼刀具硬度推薦值
通用高速鋼(HSS) 淬火回火后的硬度可達63~67HRC,高性能高速鋼(HSS-E) 、粉末高速鋼(SPM) 可達66~70HRC。對于在一定切削條件下的刀具來說,必定有一個恰當?shù)挠捕戎担?是部分高速鋼刀具硬度的推薦值。
從表1可以看出,對一般刀具來說,若采用HSS硬度控制在65~66HRC 較好,而M42之類的HSS-E硬度雖可達到69~70HRC,但實際上此類刀具的硬度最佳范圍為66~67HRC。

2 刀具的硬度和韌性的關(guān)系
硬度和韌性是集中在刀具上一對最為突出的矛盾,刀具材料從碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金發(fā)展到當前的陶瓷、立方氮化硼等超硬材料,刀具的硬度越來越高,韌性卻越來越差。從某種意義上講,謀求刀具的高韌性比高硬度難得多。
在高速鋼刀具產(chǎn)品中,只對硬度作具體規(guī)定,用HSS制造的刀具,除鉆頭、中心鉆有下限硬度(HRCP63) 要求外,其余產(chǎn)品一律為63~66HRC,而對韌性未作任何要求。
幾十年的實踐證明,過高的硬度反而使刀具的壽命下降。60年代初,全國工具行業(yè)總工程師會議曾決定,高速鋼刀具硬度超過66.5HRC 不得出廠。由于當時超硬高速鋼和粉末高速鋼還未應(yīng)用,那樣的規(guī)定對促進刀具業(yè)的發(fā)展有指導意義。到了70年代,日本學者提出“對于一般刀具把硬度控制在65~66HRC”的觀點。從全國歷年刀具行評結(jié)果可知,凡獲一等品、優(yōu)等品的高速鋼刀具,其硬度都在65HRC以上,足以說明,低硬度不可能高壽命。國家規(guī)定的硬度下限指標,筆者認為只是合格品的最低水平,如果連合格品標準也達不到,在市場競爭中就沒有立足之地。
這里應(yīng)該特別指出的是,同規(guī)格刀具,常因材料不同而使熱處理工藝各異,盡管硬度完全相同,但刀具壽命不盡相同,甚至有較大的差距,就是同爐號相同材料制造的同規(guī)格刀具,也會出現(xiàn)上述情況。硬度只是表面現(xiàn)象,金相組織才是本質(zhì)的東西,光測硬度不看金相不可取。高硬度并非高壽命,刀具壽命的高低,還與原材料碳化物偏折、淬火晶粒度、碳化物溶解程度、回火情況、過熱級別等諸多因素有關(guān)。通過何種熱處理工藝達到工藝要求的硬度值,歷來是熱處理行家們關(guān)心的問題,其中淬火加熱溫度最為重要,稍有疏忽,就會出現(xiàn)質(zhì)量問題。常用高速鋼淬火溫度見表2。

3 結(jié)語
高速鋼刀具的硬度是影響刀具壽命的主要指標,硬度高,耐磨,但韌性差。硬度過高在使用中易發(fā)生崩刃, 導致刀具永久性失效: 硬度適中,韌性好,使用中難免要磨損,但可以修磨使刀具恢復原有的功能。當被切削材料硬度高時,刀具的硬度取上限, 反之取中下限。硬度63~64HRC的刀具,雖然達到國家標準,但在實際使用中,壽命不會很高。
綜上所述,如何給高速鋼刀具定值定位,如何將硬度和韌性匹配好,可能是刀具工作者、熱處理工作者研究的永恒課題。