【精品】毕业设计_deform模拟坯料在旋转锻造中的应力变形.doc

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1绪论
1.1高速钢
1.1.1高速钢简介
高速钢又被称为风钢或锋钢，意思是淬火时即使在空气中冷却也能硬化，并且很锋利。高速钢是适应高速切削而发展起来的刃具钢。当车削速由10～20mmin增加到50～80mmin时刃具刃部的温度由200～300℃增至500～800℃。碳素刃具钢和低合金刃具钢，200～300℃即开始软化，而高速钢在500～600℃，仍能保持较高的硬度（60HRC左右），因此高速切削刀具一般都采用高速钢制造。高速钢发明至今已近百年主要用作各类机床切削工具。在高速钢之后相继有硬质合金、陶瓷和聚晶金刚石等切削材料间世但高速钢在切削材料领域中始终保持着特殊的领先地位。表1.1是各类重要工具使用高速钢、硬质合金、和陶瓷材料情况的统计表,是由世界最大高速生产厂家一奥地利伯乐百特种钢公司统计的。从表中可见,除车刀外,其它各种刀具主要都是用高速钢制造的,尤其是螺纹刀具、齿状刀具和拉刀等精密复杂刀具。根据刀具专家的分析图,在可预见的将来,高速钢在刀具材料中的特殊地位不可能被其它刀具材料所取代[1]。
表1.1主要加工刀具应用的材料销售金额比例，%

刀具名称应用的刀具材料占刀具材料总售金额的比例每种刀具材料所占销售金额比例陶瓷高速钢硬质合金车刀2521781麻花钻230964攻丝刀具2001000刀头与铣刀1206040齿状刀具5.70982铰刀5.406040拉刀4.801000

1.1.2高速钢钢种
目前的高速钢五大类：
(1)通用型高速钢是指世界各国生产量较大用途较广且价格低廉的一类高速钢，代表钢种有W18Cr4V（美国T1）、W6Mo5Cr4V2等。T1是使用最早的钨系高速钢，直到50年代，此类高速钢仍为世界各国广泛应用。50年代后期，由于世界范围的钨元素紧缺导致 T1价格不断上涨，与此同时，钼矿资源不断被开发，因而促进了钼系、钨-钼系高速钢的研发。M2就是当时研制成功的典型钨-钼系高速钢。目前欧美较多国家已用钨-钼系高速钢部分或全部取代了T1。
(2)高生产率高速钢又称超硬高速钢，它是在一般的通用型高速钢中加入一些Co、V、Si、Al等合金元素以提高高速钢的红硬性和耐磨性，主要用来制造切削难加工材料的刀具，比通用型高速钢刀具具有更高的切削速度和耐用度。超硬高速钢的类型较多，目前应用较多的有钴高速钢、高碳高钒高速钢及铝、硅高速钢等。
(3)低碳型高速钢是在通用型高速钢的基础上将碳含量降至0.6%～0.7%左右，而其他合金元素基本不变，已用于生产的有日本的SKH2R、SKH3R及我国的6W6Mo5Cr4V等。
(4)粉末冶金高速钢是较先进的高速钢生产方法。用冶炼-铸锭-锻造工艺生产的高速钢，不可避免地存在着碳化物的偏析，粉末冶金高速钢从根本上解决了高速钢中碳化物分布不均及碳化物级别均为1级，其尺寸大约为2～5µm；而熔炼的高速钢中的碳化物尺寸为12～30µm，由于组织均匀碳化物细小，使粉末冶金高速钢的硬度和韧性大幅度提高，而且耐磨性比熔炼型高速钢优良。目前，粉末冶金高速钢除用于制造切削刀具外，还用于制造精密模具，此外，象冷轧辊、冷锻工具及切割机刀片等均可应用粉末冶金高速钢，而且取得了良好的效果[2]。
1.1.3国内外发展现状
高速钢生产1898年从年开始,已走过了100年的发展历程。世界每年生产高速钢近30万吨,钢材在20万吨以上。世界上生产高速钢的著名企业有瑞典的ASSAB公司、法国的ERASTEEL公司、日本的HITACHI公司、德国的THYSSEN公司、美国的CRUCIBLE公司等,这些企业基本上都是专业化生产[3]。近儿年来,我国年产高速钢约3万吨,钢材约2.5万吨。约占世界高速钢产量的110。大连钢铁集团公司和河北冶金科技公司是原冶金部布点的重点高速钢生产企业,其产量、品种、质量一直处在领先地位,为我国工具行业提供了大量优质的高速钢,为国家的经济发展作出了巨大的贡献。一些重点特钢企业如上海五钢集团公司、抚顺特殊钢有限公司、大冶特殊钢有限公司也积极生产开发高速钢,长城特殊钢公司、贵阳钢厂、西宁特殊钢有限公司、本钢特钢公司等企业也生产少量高速钢。改革开放以来,特别是近几年来在高速钢生产市场的格局上发生了很大的变化。一批地方企业、研究院所和乡镇企业异军突起,瞄准高附加值的高速钢产品,建设生产线。这些企业发展的速度很快,有的已形成了规模化生产,成为高速钢生产的新生力量,已占全国高速钢生产的。目前已形成规模的企业有江苏夭工实业公司、江苏飞达集团和河北冶金科技等单位。大连地区、重庆地区及江苏扬中、江阴等地区也生产一定量的高速钢。目前生产高速钢的企业已多达10余家[4]。
1.2高速钢的生产
1.2.1