实用技术茌蒿鹿钢刀具主F中的应用江苏飞达工具集团（丹阳212312）赵步青高速钢平衡碳问题早在20世纪30年代初，人们就注意到碳和合金之间的亲密关系，并提出了C和V的关系式：C%二0.6+0.16V%.1949年在研究合金碳化物沉淀与二次硬化的关系时得出，如果淬火马氏体中碳和合金碳化物形成元素之间的配比符合在指定回火温度析出合金碳化物的化学式时，就可以获得*大的二次硬化效果。1964年斯蒂文在总结克拉弗茨和佩森等前人经验的基础上，并通过62种高速钢试验成分的验证后，提出了著名的平衡碳（Cp）公式：Cp=0.033W+0.063M+0.06Cr+0.2V，粗略地提出了高速钢合理的含碳量。实际上，由于高速钢不同状态的基本成分与碳化物成分的复杂多变，加之上述公式本来就是一个经验性的配碳定比计算式，如作为一种理论尚存在不少问题，有待后人进一步完善。
我国高速钢研究工作者将平衡碳（Cp）与实际含碳量（CJ之差称之为平衡碳差值（AC），有人说国产9341钢就是根据这一理论设计出来的。以前的W18、M2钢的AC平均值为0.30，而9341的AC定位在0.20，超硬型高速钢M42之类的AC=0.这里应该特别指出的是，AC值一直受到世界各国的重视，钢厂控制值也是在不断发展变化的。1970年以前，日本SKH9的AC值在0.24~0.35，美国、前苏联、德国等在60年代通用高速钢的AC值实际在0.2 ~0.35间波动。日本大约在1972年才改为现在的0.22±0.04，其他几个工业发达的国家几乎同时修订了AC值，有的厂商在高速钢订货要求中加上AC技术条件，这些都说明篼速钢平衡碳差值在高速钢研制、生产、应用中是一个不可忽视的问题。
从钢号标准可以知道，通用高速钢（HSS）的含C量都比较低，而高性能高速钢（HSS-E）的含C量都比较高。对于某个具体钢种而言，由各元素中限成分计算所得的AC平均值表明该钢二次硬化的能力，当然也影响到其他性能，而实际含C量与平衡碳的比值（Cs/Cp），人们习惯上称之为碳饱和度（A），它表明实际含C量达到平衡碳的程度。与AC―样，A值的分散度反映了冶金厂炼钢水平及钢材质量的优劣，当然不能代表全部，但它确实是一个重要的性能指标。
A与AC究竟是什么关系，笔者曾统计800多炉（批）千余吨M2钢的成分分析数据，见表1.表1序号出现概率（％）备注国外钢均在序号至范围内从表1可知，A值随着AC的升高而下降，当AC=机械工人（热加工）教处理特刹策刻考分散度比较大；近半数AC控制在0.24 ~0.27，A值0.790.76.说明世界各国都希望将C及合金元素控制在中限，并且实际情况也是这样。
碳饱和度对高速钢性能的影响在长期的生产实践中，常常发现同牌号、同规格M2钢，化学成分都在国家标准合格范围内，就是因为A值不同，用同一热处理工艺操作，在硬度、热硬性、耐磨性诸方面产生很大的差异。例如，用国内某钢厂生产的06mtnM2钢制作分5.31111直柄麻花钻，人=0.72，用1225丈淬火，550：回火，硬度64HRC，在市场上无竞争力。研究发现，对于M2钢，当A <0.76时，其生产的钻头的硬度很难超过65HRC，钻削寿命也不理想。
=0.70的i430mm原材料制作必60mmx10mm花键铣刀，尽管各道工序制作都很精细，但铣刀的寿命还是很低，后来我们有目的选用A =0.82的M2制作同样的铣刀，硬度高达67HRC，寿命超过名牌产品，深受用户赞誉。
在实际生产中，往往出现由于管理不善而导致混料现象。一次我们不小心将两个钢厂料混到一起制作M5机用丝锥，抽同一挂具的两件丝锥看金相，晶粒号相差1.5级，硬度散差63-66.5HRC，究其原因主要是A值相差太大，一个为0.72，另一个为0.79，用同一热处理工艺显然不妥。
A值低的产品，热硬性差，二次硬化效果也差我们曾选用三个钢厂的M2钢做过试验，结果见表2.表2碳饱和度对M2钢性能的影响1235淬火后550xlhx4次回火后硬度HRC热硬性HRC硬度HRC晶粒号注：1.试样尺寸：必25mmx硬度试验：经平磨后测5点取平均值。
碳饱和度在实际生产中的应用（1）预测二次硬化硬度知道高速钢的化学成分，就可以计算出A值，并可以预测淬火回火后硬度，高速钢A值与二次硬化的关系如表3所示，表3序号理论汁算硬度HRC实际硬度值HRC高速钢的碳饱和度与二次硬化的关系，可用下列数学式表达：（2）根据A值确定淬火温度根据实践经验，M2钢刀具，除车刀、机用丝锥外，一般产品淬火温度在1215-1230之间选择，淬火晶粒度在9.5~10.5之间波动，选择的*佳晶粒号为10级，视不同产品及用途，可上下浮动0.5级，对保证产品质量，确有好处U原材料进厂后首先进行化学分析，然后根据A值进行试淬，如果晶粒号已达10 ~10.5级，回火后的硬度达不到64.5HRC，重新取两件再淬，仍然达不到64.5HRC，说明批量生产产品质量不会好。
对M2钢，我们采用下列经验淬火数据（参见表4 A值淬火温度/T A值低的材料，易产生硬度不足，耐磨性差；热处Jf特策刻4实用技术bookmark5 A值过高，易产生过热。根据化学成分确定淬火温度，我们认为不仅适合高速钢，同样可推广到其他一些钢种。
现就本人应用碳饱和度从事高速钢刀具生产活动，谈点体会，不妥之处，敬请行家批评指正。
20世纪80年代，工具行业搞过生产许可证、出口许可证、行评、创优、升级等行业活动，对促进工具行业的发展起了推动作用。我曾所在的原浙江工具厂利用A值，创造出1个部优，5个省优产品。例如，6mm直柄麻花钻，M2钢制造，A =0.82，淬火晶粒号9.5~10号，淬火回火后66.8HKC，与同规格钻头作热硬性试验比较，我们的钻头硬度*高，超过德国名牌，得到成都工具所好评。白钢车刀要求热硬性、耐磨性特别高，我们就选用A值篼或接近于1.0的材料制造；滚刀、三面刃铣刀也需要较高的耐磨性、热硬性，我们选用A值较高的材料；锯片铣刀、机用丝锥在保证硬度的情况下，选用A值为0.760.79的材料，目的在于提高韧性。总之，针对不同产品，选用不同A值的钢材制造，都能收到了很好的效果。
正是由于从选材源头开始把关，加上精湛的冷热加工技术，所以产品质量比较稳定，国内畅销，国外知名，使得仅400多人的原浙江工具厂能制造几乎覆盖高速钢刀具的全部系列，且产品质量一直处于国内中上水平。
如今，本人来到江苏飞达工具集团工作，遇到的**个问题就是跟碳饱和度有关。该厂用0.85%的M35钢制造超长钻，其各方面的条件均优，就是材料差，制造出来的含钴钻竟然硬度达不到66HRC，这样就不能钻削30HRC的调质钢和不锈钢。我们仔细检测国外来样，其硬度都在66.5HRC以匕，于是我们果断决定用A值0.80以上的M35制造，淬火回火后硬度达到68.5~ 69HRC，当然钻头不需要如此高的硬度，能达到高硬度和用不用高硬度是完全不同的两个问题。
总之，本人认为，如果钢厂能根据客户要求，采取个性化服务，视产品情况，依A值冶炼供货，中国人一定能冶炼出高质量、高性能的高速钢，也一定能制造出世界**水平的高速钢刀具。
（上接第丨6页）坯料豇径坯料氏度设定温度生产节拍透热序号出门温度加热炉均温炉中频功率/lcW中频功率/kW求，同时具有良好的人机界面，工艺参数设置及修改方便、简单，对操作工人的要求低；远程监控使生产管理容易化；经投人使用，该装置完全能满足现代感应加热的要求。（20030530）该装置投人使用以来，受到工厂各方面的普遍欢迎，取得了非常明显的经济效益和社会效益。通过一系列的试验证明，该装置完全满足工艺要机械工人（热加工）
来源：中国刀具网
