M2高速工具钢概述

  • 类型：M2是最常用的高速工具钢之一，适用于冷成形工具，例如冷挤压头，其高耐磨性使其适合用于塑料模具，也可用于某些热加工应用。添加的钨和钼赋予这种高速工具钢出色的韧性、耐磨性、热硬性和良好的刃口保持性，使其适用于广泛的应用。
  • 不锈钢：M2的铬含量为3.8 - 4.5%，因此不是不锈钢。不锈钢至少含有10.5%的铬。
  • 耐腐蚀性：尽管M2具有一定的耐腐蚀性，但在潮湿和腐蚀性环境中容易氧化。通过涂层材料、限制暴露以及良好的维护和存储实践可以增强耐腐蚀性，有助于防止腐蚀。
  • 磁性：作为铁磁材料，高速工具钢M2可以被磁化，适合用于磁性夹紧。
  • 耐磨性：在1到6的等级中，M2的耐磨性为6。

物理性能

  • 硬度：M2的工作硬度为658 - 711 BHN（62 - 65 HRC）。
  • 密度：高速工具钢M2的密度通常为0.293 lb/in³（8.12g/cm³）。
  • 抗拉强度：M2的抗拉强度约为133.4 KSI。
  • 热导率：M2的热导率为32.8 W/(m*K)。
  • 热膨胀系数：M2在温度变化时的膨胀或收缩系数。
  • 电阻率：M2的电阻率值。
  • 弹性模量（杨氏模量）：M2的弹性模量为32.488 KSI。

热处理

  • 退火：将M2均匀加热至1600°F（871°C），保持1小时每英寸（25.4 mm）的厚度，但至少2小时。然后在炉中以每小时25°F（10°C）的速度冷却至1000°F（538°C），并继续在炉中或空气中冷却至环境温度。
  • 应力消除：在重机械加工M2后，建议在硬化前进行应力消除，以最小化变形。将材料加热至1166 - 1202°F（630 - 650°C），保持约2小时，然后在空气中冷却至室温。
  • 淬火：将M2首先预热至752°F（400°C），然后均匀加热至1562°F（850°C），最后预热阶段将温度从1562°F（850°C）提高至1922°F（1050°C）。然后迅速将温度提高至2174 - 2246°F（1190 - 1230°C），并浸泡5 - 15分钟。
  • 回火：将材料加热至986 - 1040°F（530 - 560°C），并保持至少2小时。建议对这种材料进行双重回火。

表面处理

  • 氮化：这个过程向材料表面引入氮，提高表面硬度、耐磨性和疲劳寿命，不影响这种钢种的给定性能。
  • 涂层：不同的涂层，如TiN（钛氮化物）、TiAlN（钛铝氮化物）、AlTiN（铝钛氮化物）或钻石涂层，可以增强表面硬度、耐磨性、延长工具寿命和减少摩擦。
  • 镀铬：镀铬在表面添加一层薄薄的铬，通常用于美观原因，但也增强耐磨性、强度和耐腐蚀性。

加工

  • 机加工性：在退火状态下，M2被认为是“中等”可加工性钢，磨削能力差。
  • 电火花加工（EDM）：EDM用于由一块单独材料制成的零件，用于切割模具或制作复杂的形状。作为一种非接触式、基于热能的加工过程，它可用于像M2这样的硬材料。

应用

高速工具钢M2通常用于钻头、丝锥、车刀和铣刀等，其切削速度是普通冷作工具钢的3-4倍，且在高达1112°F（600°C）的温度下不会失去硬度。