现代化的金属切削加工对刀具的要求是高切削速度高进给速度、高可靠性、长寿命、高精度和良好的切削控制丨性高速钢由于其极高的硬度热稳定性和热硬性，现己大量应用于制造各种切削加工工具，如车刀、铣刀、刨刀、钻头、丝锥、板牙等所以，改变碳化物分布形态，进一步提高其硬度是强高速钢刀具的强韧性，延长使用寿命的关键1常规热处理方法的应用采用普通淬火加回火的热处理方法可适当改善高速钢中碳化物的分布目前对无钴超硬高速钢M2Al钢的研究都是在盐浴分级淬火条件下进行的，北京科技大学的周体和等提出采用真空热处理技术提高无钻超硬高速钢M2Al的强韧性，指出影响M2Al钢强韧性的*主要因素不是混晶和奥氏体晶粒度的大小，而是钢中碳化物的形态和分布；采（接上页）达到RaQ2Mm，抛光效率提高30（%，但有关烧成规范有待进一步研究和完善本工艺对振动强化抛光其他材料工件，制备相应的磨块具有价值秦耿。浅谈白刚玉磨粉烧的作用。磨料磨具与磨中国磨料磨具工业公司组织编写。磨料磨具技术手册。北京：兵器工业出版社，1993.李印江编著。磨具配方的选择与调整。北京：兵器工业出版社，1992.华南工学院等。金属切削原理及刀具设计。上海：上海科技出版社，1981.国家863高科技资助项目（2002AA421220）责任编辑韩方丁用充入惰性气体进行真空加热提高真空淬火温度的方法，能提高加热速度，阻碍异常大晶粒的形成，使高速钢硬度达HRC66以上2表面涂层技术表面涂层技术是指在高速钢刀具基体上通过物理或化学方法沉积1层或多层硬度高、耐磨性好的金属或非金属化合物薄膜，从而使刀具具有表面硬度高，摩擦因数小，热导率低，可加工硬质材料等功能表面涂层技术的发展和应用对刀具性能的改善和高速切削加工技术的进步起着至关重要的作甩近年来，国内外涂层技术迅猛发展，在新型刀具的生产制造中，涂层刀具发展*快，目前工业发达国家涂层刀具己占80%以上，CNC机床上所用切削刀具有90%以上采用了涂层技术刀具涂层技术主要分为化学气相沉积技术（CVD）和物理气相沉积技术（PVD）随着涂层技术的发展，出现了综合PVD和CVD的PACVD技术，另外还有离子束溅射方法中能离子束辅助沉积技术（IBAD）以及低温中温化学气相沉积技术。
常用的涂层材料有碳化物氮化物、碳氮化物、氧化物硼化物硅化物、金刚石及复合涂层8类应用较多的是TiC，TiN，AI2O3金刚石以及复合涂层不同涂层材料的刀具，使用效果是不一样的吴大维等采用DC反应磁控溅射和电弧离子镀相结合的方法在高速钢上沉积氮化碳氮化钛复合膜，研究表明，复合膜的显微硬度为HV50.心54.1GPa，具有很高的耐磨性，大幅度提高了刀具的使用寿命3激光表面处理3.1激光强化高速钢原理高速钢刀具通常失效在刃口部位，因此，刀具的强韧化处理主要是针对刃口，希望在刃口部位有选择性地进行强韧化处理，而不影响到基体的韧性前面所提到的淬火加回火是对整个零件进行处理，势必会影响到基体的韧性在激光处理过程中，由于激光能量密度高，加热速度和冷却速度快，使钢中奥氏体的晶粒得到细化且不易长大，同时大量碳化物溶入奥氏体，使随后得到的马氏体中碳及合金元素的含量加，所以激光处理后所得到的组织热硬性显著提高，在快速冷却过程中析出的少量碳化物极细小且弥散分布，对提高钢的硬度及耐磨性也都非常有利因此，高速钢经激光处理后，其硬度和耐磨性都可得到一定程度的提高，其使用寿命可进一步延长由于是对刃口局部加热，因此，既提高了刃口的耐磨性，又保持了基体的韧性3.2激光强化高速钢应用近年来，不少学者进行了大量的高速钢激光表面强化处理研究，主要强化方法有激光相变硬化激光重熔和激光合金化。
陈春焕等研究了W6Mo5Cr4V2高速钢的激光淬火工艺，经过激光表面淬火后，得到晶内细化的马氏体和残余奥氏体，碳化物减少，硬度得到显著提高，进而也提高了耐磨性和使用寿命。
研究表明，高速钢激光处理后若加以适当温度的回火处理，可进一步提高其硬度。不少学者将激光处理技术与常规淬火回火工艺结合起来提高高速钢的性能陈传忠等研究了W18Ci.4V刀具经激光相变强化后的组织和耐磨性、切削性，结果表明，激光相变强化后刀具强化层峰值硬度达HV906，经640C回火后强化层硬度提高到HV1003以上，耐磨性提高了8倍，刀具寿命提高了5倍他还对比研究了W18Cr4V高速钢经激光重熔处理后的组织和性能，结果表明，常规淬回火组织经激光重熔后其硬度韧性都有提高，熔化层的残余应力为拉应力，经640C回火后，由于残余应力的消除及重熔组织中马氏体的二次硬化和残余奥氏体的二次淬火效应其耐磨性能有了进一步提高。
石功奇等将激光合金化和常规热处理方法结合起来，研究了M2高速钢强韧化处理后的组织和性能。首先用纯钴粉对退火态的M2高速钢进行激光合金化处理，钴合金化后硬度可达HV800，再采用1220C淬火，560C回火处理，使激光快速熔化组织明显细化，未熔碳化物析出量减少，加基体的合金度，经淬火回火处理后，硬度可达HV1150，明显高于未进行Co合金化的M2高速钢4存在的主要问题和解决办法目前，高速钢刀具己进入一个高速发展的阶段，基体材料在不断地进行改进，从*初的W18C.4V，W6Mo5Cr4V2发展到M2Al，W12RE，B201，V3N，W9Al，W9C5，W5C3高性能高速钢以及粉末高速钢，使基体的硬度进一步提高。而高速钢性能的硬度和强度（韧性）2个关键指标是矛盾的，硬度高的材料往往强韧性较低，而韧性的提高以牺牲硬度为代价找到硬度和强韧性的*佳结合点，提高高速钢的耐磨性，延长刀具的使用寿命是科研工作者的*终目标4.1涂层的结合性能如今我国高速钢刀具的强化技术己取得了长足的进步，刀具的涂层技术结合了基体高强度、高韧性和涂层高硬度、高耐磨性的特点，提高了刀具的耐磨性而不降低其韧性涂层刀具通用性广，加工范围显著扩大，在一些特殊几何形状和超薄层刀片上的优越性尤其显著。但是刀具用现有的涂层工艺进行涂覆后，因基体材料和涂层材料性质差别较大，涂层残留内应力大，涂层与基体之间的界面结合强度低，涂层易剥落，而且还会造成基体强度下降涂层刀具还具有刀片重磨性差，涂层设备复杂、昂贵，工艺要求高，涂覆时间长，刀具成本上升等缺点。今后工作的重点在于寻求性价比高的涂层材料和涂覆方法，优化工艺参数，改进涂层设备，以真正达到优质、高效低成本的加工目标。
4.2激光强化技术的深入研究激光表面强化方法可选择性地进行局部处理，工艺适应性强，但通常要辅以常规热处理方法才能达到*佳的强韧化效果目前，高速钢的激光强化方法主要以激光相变硬化技术为主，激光重熔和激光合金化的研究较少，熔化状态下高速钢的组织转变及性能还有待进一步研究4.3复合强化技术的提出由于高速钢材料本身的高硬性以及刀具几何形状的特殊性，通常仅靠单一的强韧化方法很难达到*佳处理效果，所以将多种处理技术结合起来形成复合强化技术，充分利用各自的特点，优势互补，以达到*佳的处理效果，将是今后高速钢刀具强韧化处理研究的新思路，如涂层技术与激光技术的结合，激光技术与常规热处理方法的结合等。表面镀层技术可在表面形成耐磨、耐蚀的非晶镀层，若再加入一些硬质相可获得高性能的镀层，镀层技术简单，易操作，成本低，故可用来对高速钢刀具进行强化处理，但通常镀层与基体的结合不好，镀层易于脱落，于是可用激光强化技术对镀层进行强化处理，因此，表面镀层技术与激光技术的复合强化技术将是高速钢刀具强韧化处理的新方向。
5结语强高速钢刀具的强韧性，是现代切削加工技术快速发展的迫切要求改变高速钢内碳化物分布形态，进一步提高其硬度，是强高速钢刀具的耐磨性、延长使用寿命的关键表面涂层技术能较好地解决高速钢刀具硬度和强韧性的矛盾，提高刀具的使用性能，但存在涂层与基体结合不好，成本较高等缺点激光表面处理技术能适当细化组织，使碳化物弥散均匀析出，提高高速钢刀具的耐磨性，但通常要辅以常规热处理技术方能达到*佳处理效果将几种强化方法综合起来形成复合强化技术，优势互补，可望真正达到优质、高效低成本的加工目标郭耕三。高速钢及其热处理。北京：机械工业出版社，1986.周体和，马素娟。真空热处理对超硬高速钢M2Al组织性能的影响。金属热处理，1999（5）：胡红玉。涂层刀具发展动向。机械科学与技术，1997（1）：5-7.陈旭。MT-CVD氮碳化钛涂层新工艺。工具技术，1998，周志明。高速钢刀具的新涂层材料。工具技术，1991，25（1）：14-17.王宝友，崔丽华。涂层刀具的涂层材料、涂层方法及发展王核源，王敬华。TiN涂层高速钢刀具的磨损特性及磨损规律。工具技术，1999.李成芳，梁工英，沈莲。激光热处理提高高速钢耐磨性的研宄。金属热处理学报，1995，16（4）：42-46.陈春焕，杨蔚，范英。高速钢带锯激光处理研宄。大连铁陈传忠，于慧君，朱瑞富等。高速钢激光相变强化层的耐磨性及刀具的切削性能。中国激光，1996，23（陈传忠，于慧君，周香林等。高速钢激光重熔后的组织石功奇，丁培道，刘江龙等。M2高速钢激光表面钴合金化的研宄。金属热处理，1995（5）：责任编辑韩方
来源：中国刀具网
