刀具材料的选择需要考虑刀具种别、机床及切削条件、被加工材料及硬度等因素。随着数控机床、中硬材料切削及高强钢的大量应用,对切削刀具的性能要求越来越高,刀具必须具备更高的硬度、红硬性、耐磨性及韧性。一般来讲,对于要求高耐磨、高韧性的刀具,如遐龄命丝锥、拉刀、单齿薄刃刀具等,可选择高碳高钒粉末高速钢,典型牌号有M3-PM、M4-PM、M61-PM等;对于要求高速切削、高热硬性、遐龄命的刀具,如齿轮滚刀、插齿刀、数控机床用各类铣刀,可选择高钒高钴粉末高速钢,典型牌号有ASP2015、ASP2030、ASP2060等。
这类钢属于高碳高合金莱氏体钢,其主要的组织特征之一是含有大量的碳化物。铸态高速工具钢中的碳化物是共晶碳化物,经热压力加工后破碎成颗粒状分布在钢中,称为一次碳化物;从奥氏体和马氏体基体中析出的碳化物称为二次碳化物。
脱碳敏感性
工具表面发生脱碳,将使表面层硬度降低,因此要求工钢的脱碳敏感性低。在相同的加条件下,钢的脱碳敏感性取决于其化学成分。
热处理变形性
工具在热处理时,要求其尺寸和外形稳定。
耐削性
对于制造刀具和量具用钢,要求具有良好的磨削性。钢的磨削性与其化学成分有关,特别是钒含量,如果钒质量分数不小于0.50%则磨削性变坏。
高速钢的主要应用领域是机械和工具制造业,必然要适应这个行业的发展,近几年来机械加工采用了高速度的数控机床,例如加工中心、车削中心等,金属切削速度越来越快,要求刀具必须具有高速使用性能,即热硬性、耐磨性、冲击韧性要好,因此,厂家纷纷研发符合上述要求的高速钢材料。