BOHLER S790高速钢在航空航天复杂结构件加工

BÖHLER S790 圆棒高速钢深度解析

1. 材料定位

BÖHLER S790 是奥地利百禄（BÖHLER）基于 粉末冶金（PM）技术 开发的 超高性能高速钢（UHSS），代表了高速钢材料的 顶级耐磨性和红硬性，适用于极端高硬度、高温、高耐磨 加工场景。其圆棒形态（如 Φ5mm~Φ250mm）常用于制造超高寿命切削刀具、精密冲压模具 以及特殊工业耐磨部件。

BOHLER S790化学成分：

C：1.29

Si：0.60

Mn：0.30

Cr：4.20

Mo：5.00

V：3.00

W：6.30

2.2 物理与机械性能

性能指标数值 / 描述

热处理硬度70-72 HRC（行业顶尖水平）

抗弯强度3500-4000 MPa（优于普通PM高速钢）

热导率18 W/(m·K)（需优化散热设计）

典型失效模式磨粒磨损（而非崩刃）

3. 核心应用场景

3.1 极端切削加工

🔹 适用刀具类型：

钛合金高效铣刀（航空结构件加工）

镍基合金（Inconel 718）车刀（高温合金难切削材料）

硬质合金替代钻头（石油/天然气深井钻探）

🔹 切削参数优势（对比S690）：

材料推荐线速度 (m/min)刀具寿命提升（vs S690）

Ti-6Al-4V90-130+40%

Inconel 71850-80+50%

淬硬钢（62HRC）60-90+35%

3.2 高精密模具

🔹 典型应用：

精密冲压模（电子连接器冲头，寿命达500万次+）

冷锻模具（钛合金紧固件成型）

粉末冶金（PM）压模（如硬质合金粉末成型）

3.3 航空航天与能源领域

航空发动机部件（涡轮叶片铣削刀具）

核电阀门耐磨件（替代Stellite堆焊）

4. 热处理工艺关键

4.1 标准热处理流程

1️⃣ 退火：850-880°C 缓冷，硬度 ≤ 280 HB

2️⃣ 淬火：

预热：500°C（1h）+ 850°C（1h）

奥氏体化：1230-1260°C（真空/盐浴保护）

冷却方式：高压气淬（10-15bar氮气）或分级油淬

3️⃣ 回火：

三次回火（560°C × 2h） → 峰值硬度 72 HRC

可选深冷处理（-196°C） → 减少残余奥氏体

⚠️ 关键控制点：

温度偏差必须 ≤5°C，否则易导致晶粒粗化

避免脱碳（推荐真空或可控气氛炉）

5. 对比竞品材料（S790 vs S690 vs 硬质合金）

特性S790S690硬质合金（K10）

硬度 (HRC/HV)70-72 / 120068-70 / 110090-92 / 1800

韧性 (KIC, MPa√m)8-1012-144-6

最高耐热 (°C)700+650800+

经济性★★☆☆☆★★★☆☆★☆☆☆☆

📌 选材决策建议：

需要极致耐磨+耐高温（无冲击） → S790

兼顾耐磨与韧性 → S690

纯高硬度+耐超高温 → 硬质合金

6. 加工与优化建议

6.1 刀具制造关键点

刃口处理：必须做 强化钝化（0.02-0.05mm） 防止微崩

磨削工艺：金刚石砂轮 + 低进给量（避免烧伤）

涂层优化：

AlCrN（通用高耐磨）

TiSiN（适合高温合金）

6.2 使用禁忌

❌ 严禁 在以下环境使用：

干切削（必须冷却）

高氯离子介质（如海水冷却液）

7. 结论

BÖHLER S790 是高速钢材料的“性能天花板”，适用于：

✅ 替代硬质合金 的韧性敏感场合（如断续切削）

✅ 超长寿命刀具（汽车/航空难加工材料）

✅ 极端耐磨模具（粉末冶金/精密冲压）