切削钢 9SMNPB28 宝钢

易切削钢为避免易切削钢在强韧化处理过程中发生变形或出现其他热处理问题，易切削钢多以预硬化形式供货。由于预硬化易切削钢的型腔复杂，尺寸精度和表面粗糙度要求高，而且正向大型化，精密化发展，所以此类易切削钢材料应具备优异的切削加工性。目前，预硬化易切削钢的市场需求量较大，为改善其切削性能，研究人员在H11钢中加入易切削元素，形成硫系易切削预硬化易切削钢，该钢不仅保留了H11钢的高温热强性，而且切削性能得以改善，具有广阔的应用前景。由于钢中的硫含量较高时，易形成低倍缺陷，如MnS偏析，中心疏松和点状偏析等，生产难度很大，这也是生产中迫切需要解决的问题。鉴于此，研究人员针对实际生产中锻后探伤检测存在密集型缺陷的高硫易切削H11钢，采用锻件解剖的方法，对钢中低倍缺陷的形成原因进行了分析，为后续改进生产工艺提供可靠的依据。

高性能工易切削钢及应用项目启动会顺利召开，该项目是国家重点研发计划重点基础材料技术提升与产业化重点专项高品质特殊钢重点任务所属5个项目之一。项目牵头单位上海大学相关领导，项目负责人，课题负责人及参与单位代表，项目咨询专家，科技部高技术中心相关人员等出席了会议。
高性能工易切削钢及应用项目旨在通过开展高端易切削钢，易切削钢，易切削钢和高速工具钢均质化与组织精细化控制，精确成型与加工等全流程共性关键技术研究，开发大截面，高均匀，高性能等国产高端工易切削钢，大幅提高工易切削钢的性能及质量稳定性，建成5万吨以上具有国际先进水平的高品质工易切削钢研发，生产及应用示范基地，实物质量赶超国外同类高端产品水平，填补国内空白，满足航空，机械，轻工等装备制造用高性能工易切削钢需求。

易切削钢是一个利润颇高的钢产品细分市场，长期以来被瑞典，德国，法国，日本，意大利等发达国家的钢企垄断。我国几百家大小钢厂，由于生产工艺问题，始终无法分羹。目前，国内所需的高端易切削钢几乎全部依赖进口。上海大学先进工易切削钢材料及应用技术团队负责人吴晓春教授告诉记者，国际市场上，高品质易切削钢的市场售价目前每公斤约135元，另外还要附加收取40至60元不等的材料处理费，而且国际惯例一直是捆绑销售，买了易切削钢，就必须连同购买后续服务。
国产易切削钢的售价是每公斤38至45元左右，虽然价格只有国外的三分之一，但始终叩不开高铁，飞机，汽车这类高端装备制造企业的大门。吴晓春以车企举例，开发一款新车型，在汽车发动机上就需要使用铝合金压铸模。一般情况下，车企新开一条生产线，首先要在易切削钢开发上动辄投入两三亿元。只有易切削钢质量高，后续的汽车才能稳定量产。反之，易切削钢质量不过关，一套易切削钢投下去没多久坏了，导致汽车生产线异常停顿，企业损失将无法估量。

易切削钢业内人士坦言，包括车企在内，易切削钢用户都有一个特点：越高端的钢料，大家购买的热情越高，品质不行的易切削钢，就是白送，企业也不敢用。
通过材料科学研究，改进生产工艺，助力本土企业生产出高品质钢材—早在20年前，上海大学就开始攻关工易切削钢研发。吴晓春团队紧跟国际高性能金属材料发展前沿，与企业紧密合作，终于守得云开：继去年自主研发出大截面压铸模专用材料，并成功应用于奔驰一款车型中通道易切削钢的制造后，*近该团队自主研发并完全实现国产化的汽车高强钢热冲压成型易切削钢专用材料，打破了国外同类材料在国内市场的垄断，为国产汽车轻量化制造提供了强有力的支撑。

高温强度热锻易切削钢和压铸易切削钢与高温被加工材料直接接触，所以易切削钢表面会发生软化，使易切削钢表面强度下降。此外，易切削钢表面在成形压力和热应力的作用下容易产生裂纹，粘结和掉肉，影响加工品的外观。因此对易切削钢用钢的要求是抑制高温软化，尽量保持钢的强度(抗软化性)。淬火回火后的易切削钢中的二次碳化物对提高钢的抗软化性有很大作用。钢中添加Mo，W，V等合金元素具有很好的提高抗软化性效果。但是合金元素过量，会发生成分偏析和碳化物增加，导致韧性下降。所以易切削钢必须兼有抗软化性和韧性。
韧性易切削钢裂纹的发生起点是易切削钢角部，加工缺陷和热裂纹等应力集中部位。但钢的韧性对裂纹容易发生的程度(抗裂性)有影响。夏比冲击值和断裂韧性值是使用*多的韧性评价指标。易切削钢中的Cr，Mo，W，V碳化物对提高抗软化性和淬火硬度有很大作用。但碳化物过剩是易切削钢韧性下降的主要原因。所以根据强度-韧性平衡的需要，应对钢的成分进行合理设计。Ni是不形成碳化物的元素，但固溶于钢的基体可以提高钢的韧性。所以要求抗冲击性的SKT3，SKD4中都添加了Ni。

易切削钢的韧性与钢的冷却速度有很大关系。大型易切削钢淬火时，由于中心的冷却速度小于表面的冷却速度，中心部位常常得不到正常，均匀的淬火组织，导致韧性下降。为此，应提高钢的淬透性。Cr，Mn，Mo，V是提高淬透性的有效元素。淬透性的评价方法有连续冷却转变曲线(CCT)和半冷时间缓慢冷却淬火的夏比冲击值。半冷时间是钢的温度从淬火温度下降到1/2淬火温度的时间。通过设定各种半冷时间，可以模拟大型易切削钢芯部的冷却速度。

抗熔损性熔损是压铸易切削钢特有的损伤形态。喷射出来的铝材和镁材与易切削钢材料反应使易切削钢表面发生合金化，引起易切削钢磨损和热粘结。这种现象就是熔损。防止熔损的有效方法是，尽量不使液态铝，液态镁与易切削钢材料主成分Fe接触。为此可采用对易切削钢进行扩散处理(氮化，渗硫氮化)和涂膜处理(PVD，CVD)等表面处理。
易切削钢的制造方法在易切削钢制造工艺方面，炼钢工序降低杂质和非金属夹杂物含量，减低偏析程度，锻压工序改进锻压工艺提高钢的韧性和降低各向异性。通过这些措施可以显著降低易切削钢的质量波动，使易切削钢寿命稳定化。对于压铸易切削钢等向大型化和高生产节奏的易切削钢，应推进性能和质量都优良的SKD61高端材料。SKD61高端材料采用ESR(电渣重熔)和VAR(真空电弧重熔)等二次精炼和均质化处理，将钢中杂质降低到*小程度。关于压铸易切削钢用钢的标准有熟知的NADCA(北美压铸协会标准)。

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