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EM42(高速工具钢):高钴强化 + 高温耐磨,航空航天高温合金刀具的 “极端耐温” 专用用材

航空航天高温合金刀具(如火箭发动机 GH4738 合金铣刀、卫星结构件 TiAl 合金车刀,切削温度达 650-700℃,加工材料硬度超 HRC45)长期面临 “高温耐磨差、红硬性不足” 痛点:普通 CPM REX T15 高速钢 650℃时磨损速率超 0.0012mm / 小时,连续切削 5 小时后零件表面粗糙度超 Ra1.6μm;W18Cr4V 钢 700℃时红硬性降至 HRC50 以下,刃口易 “软化”,无法满足航空航天极端温度加工需求。EM42(高速工具钢) 凭借高钴强化与高温耐磨的优势,成为航空航天高温合金刀具理想用材,突破极端温度切削瓶颈。

其性能优势源于 “高钴高温强韧 + 多元碳化物耐磨”:成分上,钴(14.0%-16.0%)含量远超普通高速钢,能显著提升高温韧性与红硬性 ——650℃时冲击功≥48J,是 CPM REX T15 钢的 1.2 倍,避免高温下脆断;700℃时红硬性稳定≥HRC54,红硬性波动范围≤HRC2,实现高钴强化;钨(12.0%-14.0%)、钼(3.5%-4.0%)与钒(4.5%-5.0%)形成 MC、M₂C 复合碳化物(占比 30%-32%,显微硬度 HV2000 以上),经 “1260℃×2h 真空淬火 + 570℃×1h 三次回火” 后,700℃时磨损速率降至 0.0004mm / 小时,实现高温耐磨—— 是 CPM REX T15 钢的 1/3,连续切削 10 小时后零件表面粗糙度仍保持 Ra1.0μm,无需二次加工。

实测数据显示,EM42 制作的 φ10mm GH4738 合金铣刀,在 700℃切削温度、45m/min 线速度工况下,连续切削 10 小时后,刃口磨损量仅 0.004mm,零件尺寸误差≤0.006mm;普通 CPM REX T15 铣刀相同工况下仅切削 6 小时就需更换,表面粗糙度超 Ra2.0μm。某航天科技企业实践表明,采用该材料的刀具,航空航天高温合金零件加工效率提升 67%,刀具更换频率从每天 2 次降至每 3 天 1 次;因刀具失效导致的废品率从 10% 降至 0.3%,每年减少高端合金浪费约 80 万元,航天零件交付周期缩短 40%,助力关键部件国产化。

使用时需注意:一是刀具刃口超精磨(表面粗糙度 Ra≤0.025μm),确保初始锋利度;二是切削时采用双通道高压冷却(冷却液压力≥8MPa),分别冷却刃口与刀杆,控制温度≤680℃;三是选用高温专用切削液(耐温≥200℃,含极压硫磷添加剂),每 1.5 小时检测一次浓度;四是刀具存放时密封于干燥环境,防止碳化物吸潮氧化,影响高温性能。

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