高速钢金属切削刀具的失效形式

通过抗弯强度试验分析了M42高速钢金属切削刀具的热处理硬度与韧性之间的关系，提出采用等温淬火工艺将M42高速钢刀具的硬度控制在65～67.5HRC可获得较佳切削性能。

高速钢切削刀具的失效形式与刀具材料的热处理状态、淬火硬度、强度、韧性、表面质量等因素密切相关，确定它们之间的相互关系及变化规律，对于刀具制造及金属切削加工具有重要意义。

硬度是影响高速钢刀具性能的重要指标之一。M42高速钢(国外牌号)立铣刀经分级淬火后硬度达68～70HRC。由于硬度偏高，该刀具切削工件时，切削刃口很快发生崩刃，导致刀具快速失效。从失效刀具上可观察到两种崩刃形式：①刃口产生均匀崩刃，在前、后刀面之间有一段刃口均匀缺损，产生的崩刃斜面与基面约呈45°角；②刃口产生脆性崩刃，如剥皮似地沿第一、第二后刀面脱层崩刃，即刀具碎片以薄层形式从刀具后表面上剥落，刃口崩刃处局部有放射状和人字形花纹，无疲劳源迹象，因此属脆性崩刃。

此外，在使用过的刀具中还观察到垂直于切削刃的裂纹。失效刀具崩刃后留在刀体上的裂纹方向与磨制后刀面时留下的刀痕方向一致，且裂纹程度与刀具后刀面的表面粗糙度有关，粗糙度值越大，留下的裂纹隐患越多。由于淬火硬度高，刃口处应力易集中，因此一旦产生裂纹，便会急剧扩展，直至刀具某段刃口完全脱离刀体，产生脱层崩刃。