日本冷加工用工具钢的发展动态_日本锯齿用工具钢的发展趋势

    锯分为木工与金工用两类，各自大致区分为手工用锯与机械用锯。木工用手动锯、相当大的工业用锯使用的为碳素工具钢(0.8%～1.0%C)。最近用作批量生产加工使用预先热处理淬火硬度52～56HRC的带钢也是一例。欧美国家使用0.6%-0.9%C中添加一些铬和钒(80CrV2、AISI L2等)。
    带锯标准化钢为0.85%含镍钢、SKS5(日本大同模具钢GM5)、SKS51(日本大同模具钢GM51，美国AISI L6)，而圆盘锯为0.85%C-0.75%Ni-0.35%Cr的SKS6，但1956年修改标准时废除SKS6，圆盘锯统一为SKS5、SKS51。还有带锯中SK4、SK5、SK6钢，圆盘锯中SK5、SK6钢也可举出应用实例。在金工用弓锯中推荐使用SK3及SKS7钢(日本大同GM7)，但主要使用SKS7。1960年，在SKS7系C-W钢中添加1.3%Si，开发出增加耐热耐磨性的弓锯用材，日立模具钢钢号为YHB2，在切断SUS304钢的加工中，YHB2钢的切断面积为SKS7的约2倍以上。YHB2钢成长为与SKS7同样的为代表性机械锯用材。最高级的弓锯材使用高速工具钢SKH51。
    1968年，日本国营铁路技术研究所调查了关于弓锯切断钢轨的性能。调查结果表明山特维克公司生产的弓锯（相当于SKH51钢）最优，虽然日本国内生产的弓锯化学成分与山特维克公司几乎一样，但切断成绩差。日本国内弓锯生产厂与材料生产厂直接共同研讨结果认定差别为：(1)齿尖表面脱碳；(2)碳化物及奥氏体晶粒度；(3)齿的形状等。其对策是进行生产工艺、热处理条件、齿尖形状的改善。改善结果至性能不差于山特维克公司的弓锯材，其碳化物的微细化是本质性的改善。
    金工带锯分成轮廓型带锯与切断型带锯。轮廓型带锯使用前述那样的SK2、SK3级材或在这些材中添加0.2%Cr的材料。但为了减少切断中锯背割断也可使用碳含量低，添加硅、铬、钼增强耐磨性的材料。
    切断型带锯通常使用SKS7或YHB2材，但因被加工材的难切削化或要求高效率切断，用料转移到半高速工具钢，特别是在锯齿焊接高速工具钢的焊接锯齿，更进一步开发是在齿尖接合超硬或金刚石等新的弓锯。
    在第二次世界大战中德国开发半高速工具钢，战后美国继承且生产了一系列半高速工具钢。半高速工具钢节约高速工具钢中的钨和钼，由于高碳、高钒替代提供了钢的耐磨性，因此被推荐用于弓锯。日本也在1962~1964年期间开发了0.85%C-4%Cr-2.5%W-4.5%Mo-2%V等半高速工具钢。但1970年便向高速工具钢焊接锯齿转变。在美国开发出锯背材AISI 6150(0.5%C-1%Cr-0.20%V)，用M2齿材焊接锯齿。
    问题是锯背材的选定。6150系列的锯背材焊接后进行退火，退火时碳从锯背材向齿材逆向扩散、焊接部齿材侧渗碳脆化。为了防止渗碳，锯背材中添加铬、钒等碳化物形成元素，在退火工艺中进行不引起碳扩散的低温或短时间退火是必要的。作为锯背材料与上述问题的同时，在接受与高速工具钢一块热处理的情况，必须有充分的机械强度和疲劳强度，且通过退火至可以加工的硬度，高速工具钢、焊接部与锯背材必须一起软化，满足这些条件是必要的。这样就进行了许多研究，开发出各种焊接锯齿的锯背材料。其代表性的钢示于表1。
表1  开发的焊接锯齿锯背材的化学成分(%)的实例

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