高速工具鋼除具有高的綜合力學(xué)性能，能滿足通用切削刀具的要求外，其制造工藝較簡(jiǎn)單，易于磨出鋒利的切削刃，對(duì)機(jī)床的專(zhuān)項(xiàng)要求不高，在數(shù)控刀具材料中仍然占有重要地位。

通用型高速工具鋼中，由于我國(guó)W的含量相對(duì)豐富，系高速工具鋼(如W18Cr4V)使用量相對(duì)較多，而國(guó)外則多采用鉬系高速工具鋼(如W6Mo5Cr4V2)高性能高速工具鋼主要是通過(guò)增加C、V含量及添加Co、Al元素等改善性能。

1.低合金高速工具鋼

我國(guó)生產(chǎn)的低合金高速工具鋼有W3Mo3Cr4VSi、W2MoCr4V、W4Mo3Cr4VSi等。由于其減少了W、Mo、V等較昂貴金屬元素而降低了成本，其價(jià)格較通用型高速工具鋼W6Mo5Cr4V2便宜25%~30%，特別適合于制作低、中速切削刀具，如中心鉆、絲錐小直徑麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀甚至小直徑立銑刀等。

由于實(shí)際使用的切削速度小或切削載荷輕，也不需像通用型高速工具鋼有那么高的熱穩(wěn)定性，其經(jīng)濟(jì)性更合理。

2.通用型高速工具鋼

通用型高速工具鋼又稱(chēng)普通高速工具鋼，約占高速工具鋼總產(chǎn)量的75%~80%，一般可分鎢系與鎢鉬系高速工具鋼兩類(lèi)。這類(lèi)高速工具鋼含C量為0.7%~0.9%。按鋼中含鎢量的不同，可分為鎢系高速工具鋼(w(W)高達(dá)18%)和鎢鉬系高速工具鋼(w(W)6%或8%)。通用型高速工具鋼具有一定的硬度(63~66HRC)和耐性高的強(qiáng)度和韌性、良好的塑性和加工工藝性，廣泛用于制造各種復(fù)雜刀具。我國(guó)長(zhǎng)期使用的通用型高速工具鋼的典型牌號(hào)為W18Cr4V(簡(jiǎn)稱(chēng)W18)，具有較好的綜合性能，在600℃時(shí)的高溫硬度為48.5HRC，可用于制造各種復(fù)雜刀具。其具有可磨削性好、脫碳敏感性小等優(yōu)點(diǎn)，但由于碳化物含量較高，分布較不均勻，顆粒較大，強(qiáng)度和韌性不高，特別是熱塑性差，不宜做大截面的刀具。目前，W18Cr4V逐漸被鎢鉬系高速工具鋼取代，特別是國(guó)外W元素緊缺的國(guó)家，使用量較少甚至不用鎢系高速工具鋼。

鎢鉬系高速工具鋼是指將鎢鋼中的一部分鎢用鉬代替所獲得的一種高速工具鋼。鎢鉬系高速工具鋼的典型牌號(hào)是W6Mo5Cr4V2(簡(jiǎn)稱(chēng)M2)。W6Mo5Cr4V2 的碳化物顆粒細(xì)小均勻，強(qiáng)度、韌性和高溫塑性都比 W18Cr4V好。其主要缺點(diǎn)是含釩量稍多，磨削加工性比 W18Cr4V差，脫碳敏感性大、淬火溫度范圍較窄。另一種鎢鉬系高速工具鋼為W9Mo3Cr4V(簡(jiǎn)稱(chēng)W9)，其熱穩(wěn)定性略高于W6Mo5Cr4V2，抗彎強(qiáng)度和韌性都比W6Mo5Cr4V2好，具有良好的可加工性能。這種鋼易軋、易鍛，熱處理溫度范圍較寬脫碳敏感性小、磨削性能較好。

3.高性能高速工具鋼

高性能高速工具鋼是指在通用型高速工具鋼成分中再增加一些含碳量、含釩量及添加Co、AI等合金元素，以提高耐熱性和耐性的新鋼種。高性能高速工具鋼制作的刀具與通用型高速工具鋼相比，刀具壽命和切削速度得到提高，從而可提高切削加工生產(chǎn)率。

高性能高速工具鋼主要有以下四大類(lèi):

(1)高碳高速工具鋼如9W18Cr4V(簡(jiǎn)稱(chēng)9W18)和9W6Mo5Cr4V2(簡(jiǎn)稱(chēng)CM2)，其C含量比通用型高速工具鋼高0.20%~0.25%，使鋼中合金元素全部形成碳化物，從而提高鋼的硬度、耐磨性與耐熱性，但其強(qiáng)度和韌性略有下降。其常溫硬度提高到66~68HRC，600℃時(shí)高溫硬度提高到51~52HRC。適用于耐性要求高的鉸刀、锪鉆，絲錐以及加工較硬材料(220~250HBW)的刀具，壽命一般可提高0.5~0.8倍。也可用于切削不銹鋼、奧氏體材料及鈦合金。這時(shí)，耐性比普通高速工具鋼高2~3 倍。

(2)高釩高速工具鋼如W12C4V5Mo和W6Mo5Cr4V3等，其w(V)為3%~5%，由于形成大量高硬度耐磨的碳化釩彌散在鋼中，提高了高速工具鋼的耐磨性，且能細(xì)化晶粒和降低鋼的過(guò)熱敏感性。這種鋼適于加工對(duì)刀具磨損嚴(yán)重的材料，如硬橡膠、塑料等。對(duì)低速薄切屑精加工刀具，如鉸刀、絲錐等也有較長(zhǎng)的壽命。其不足之處是磨削加工性差。

(3)鈷高速工具鋼典型牌號(hào)為W2M09Cr4VCo8，簡(jiǎn)稱(chēng)M42，其硬度可達(dá)69~70HRC，比W18Cr4V高4~5HRC，600℃時(shí)的高溫硬度達(dá)54~55HRC。這種高速工具鋼的綜合性能好，允許切削速度較高，由于含釩量不高，因而削加工性也好，可刃得很鋒利從而用來(lái)制作精加工刀具。其優(yōu)越性在高溫切削時(shí)明顯，故適合于加工高溫合金、鈦合金、奧氏體耐熱合金及其他難加工材料，刀具壽命可延長(zhǎng)4~6倍，加工材料的硬度越高，效果越顯著。但由于鈷含量很高，而我國(guó)Co主要靠進(jìn)口，價(jià)格很貴，目前生產(chǎn)與使用不多。

(4)鋁高速工具鋼是一種含Al不含Co的高性能高速工具鋼，如鋁高速工具鋼W6Mo5Cr4V2A1，簡(jiǎn)稱(chēng)501，600℃時(shí)的高溫硬度為54~55HRC，由于不含鈷，因而仍保留有較高的強(qiáng)度和韌性。501高速工具鋼的綜合切削性能與M42相當(dāng)，在加工30~40HRC的調(diào)質(zhì)鋼時(shí)，刀具壽命可比通用型高速工具鋼高3~4倍。其主要缺點(diǎn)是加工工藝性稍差，并且過(guò)熱敏感性大，淬火加熱溫度范圍窄，氧化脫碳傾向大。這種鋼立足于我國(guó)資源，與鈷高速工具鋼相比，成本較低，故已逐漸推廣使用。

4.粉末冶金高速工具鋼

以上所列的通用型高速工具鋼和高性能高速工具鋼均是采用熔煉方法制造，它們經(jīng)過(guò)冶煉、鑄錠和輥軋等工藝制成刀具。熔煉高速工具鋼容易出現(xiàn)的嚴(yán)重問(wèn)題是碳化物偏析，硬而脆的碳化物在高速工具鋼中分布不均勻，且晶粒粗大(可達(dá)幾十個(gè)微米)，對(duì)高速工具鋼刀具的耐磨性、韌性及切削性能產(chǎn)生不利影響。

粉末冶金高速工具鋼(Power MetallurgyHighSpeed Steel，簡(jiǎn)稱(chēng)PMHSS)是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的一種新型高速工具鋼，它是將高頻感應(yīng)爐熔煉出的鋼液，用高壓氬氣或純氮?dú)馐怪F化，再急冷而得到細(xì)小均勻的結(jié)晶組織(高速工具鋼粉末)，再將所得的粉末在高溫、高壓下壓制成刀坯，或先制成鋼坯再經(jīng)過(guò)鍛造、軋制成所需刀具形狀。

與熔煉法制造的高速工具鋼相比，粉末冶金高速工具鋼具有以下優(yōu)點(diǎn):

1)沒(méi)有碳化物偏析的缺陷，不論刀具截面尺寸有多大，其碳化物晶粒均細(xì)小均勻，可達(dá)2~3um(一般熔煉高速工具鋼為8~20mm)，且均勻分布，非常適合于制造大尺寸的刀具。

2)具有良好的力學(xué)性能，在輕度變形條件下，其強(qiáng)度和韌性可比一般高速工具鋼分別提高30%~40%和80%~90%。在化學(xué)成分相同的情況下，與熔煉鋼相比，其常溫硬度可提高1~1.5HRC，熱處理后硬度可達(dá)60~70HRC，600℃時(shí)的高溫硬度可達(dá)67~70HRC，高溫硬度提高尤為顯著。由于粉末冶金高速工具鋼碳化物顆粒均勻性分布的表面積較大，且不易從切削刃上剝落，故其耐磨性比熔煉高速工具鋼刀具提高20%~30%。

3)由于碳化物細(xì)小均勻，其磨削加工性能得到了顯著的改善，鋼中的含釩量越多，改善的程度越顯著，并且砂輪消耗少，磨削效率高，削表面的表面粗糙度值小。含釩量5%的粉末冶金高速工具鋼的磨削加工性能與含釩量2%的熔煉高速工具鋼相當(dāng)故粉末冶金高速工縣鋼可以適當(dāng)提高釩的含量，這一特點(diǎn)使的粉末冶金高速工具鋼適合于制造形狀復(fù)雜、磨削加工量較大的刀具及要求刃口精密、細(xì)小鋒利的刀具。

4)粉末冶金高速工具鋼的成材率大大高于普通熔煉工具鋼，若用高速工具鋼粉末直接壓制刀具毛坯，其材料利用率可高達(dá)90%以上。

5)利用粉末冶金方法制造高速工具鋼時(shí)，可進(jìn)一步提高碳化物的比例，從而生產(chǎn)出熔煉法無(wú)法生產(chǎn)的高性能高速工具鋼。這種鋼的硬度有的可高達(dá)70HRC以上，在性能上填補(bǔ)了高速工具鋼與硬質(zhì)合金之間的空白。

6)由于粉末冶金方法壓制刀胚，能保證材料的物理力學(xué)性能的各向同性，減少熱處理變形和應(yīng)力，降低晶粒長(zhǎng)大的趨勢(shì)。粉末冶金高速工具鋼熱處理時(shí)的變形只相當(dāng)于熔煉高速工具鋼的1/3~1/2，適合于制造鉆頭、拉刀、螺紋刀具、滾刀、插齒刀等復(fù)雜刀具。若再配以表面涂層技術(shù)(如涂鍍TiN、TCN、TiAIN等)，切削速度可以進(jìn)一步提高。

粉末冶金高速工具鋼可制造車(chē)刀、刨刀、鏜刀、銑刀、鉆頭、拉刀、鉸刀、絲錐和復(fù)雜的齒輪刀具等，可加工各種不同材料，包括高強(qiáng)度鋼、不銹鋼、鎳基合金、鈦合金等難加工材料，可制造大型拉刀和齒輪刀具，其加工過(guò)程中的耐沖擊效果也較好。當(dāng)然，粉末冶金高速工具鋼也存在制造成本比熔煉高速工具鋼高的不足。