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粉末高速钢在刀具制造领域的应用
发布时间:2010/2/24 15:12:00


  虽然从市场的全局而言,和整体硬质合金刀具相比,高速钢刀具的份额在下降,但在某些应用场合中,刀具韧性仍至关重要。所以高速钢刀具仍不失为一种经济实用的选择。

    粉末冶金高速钢的主要工艺过程是:把已加入合金元素的预炼高速钢,用感应炉熔化,然后用气体喷雾制粒。这个过程有点像从瓶里喷香水。但和喷香水不同之处是,钢水喷出后迅速固化成均匀的颗粒。然后把颗粒装入一个大型的可压缩圆桶,进行热等静压,形成致密毛坯,然后进行锻造或轧制。

    这种方法的最大特点是多种合金元素能在钢材内得到均匀分布,从而解决了原来铸锭法炼钢的一个固有难题:合金元素在钢内的偏析。偏析造成产品的不一致性,会影响材料的使用性能。

    此外,粉末冶金方法可以使钢中的合金元素含量大大增加,这在传统的铸锭炼钢工艺是做不到的

    Carpenten粉末制品公司的技术服务经理BudCarnes指出,该公司生产的一种名为Micro-MeltMaxanet的粉末高速钢,含钨13%,钴10%,钒6%,铬4.75%,含碳量达2.15%。若不采用粉末冶金法,不可能达到如此高的合金含量。他说:"也许我们用如此高合金含量的钢铸出了钢锭,也许这个钢锭在冷却和凝固时没有产生裂纹。但是最终内部结构不均匀的问题是无法避免的,钢锭将形成大块碳化物偏析。"

    Crucible材料公司的技术副总裁JellyWright同意这种观点,即传统的铸锭工艺限制了合金元素的含量。他说:"粉末高速钢工艺的不同之处在于,喷雾制粒时迅速凝固,形成了特别细的碳化物,直径最大3μm,平均1μm。而铸锭工艺中形成的碳化物直径达到40μm。

    高速钢典型的合金元素有:碳、铬、钼、钨、钒和钴。钨、钼、钴的作用是改善材料的"红硬性",使之能承受刀具和工件摩擦产生的热量。按照美国金属协会的"材料手册"钒形成的碳化物最硬,从而提高了高温耐磨性。

    GriggrSteel公司副总裁兼总经理MarkMullen指出,该公司粉末高速钢开发中心,在合金元素大量加入高速钢的工艺方面,正在取得一系列具体进展。他说:"随着制作方法的不断改进,炼钢人员现在已能炼出含量越来越高的合金材料。而通过这些不同的合金成分,就可针对用途获得不同的特性。"

    Carpenter公司的新型高合金高速钢Micro-MeltMaxanet,在测试温度为1000°F(538℃)时,其红硬性为63.0HRC。热处理参数为:奥氏体转变温度为2250°F(1232℃),回火温度为1025°F(552℃)。与之对比的T-15常规高速钢,在类似条件下的红硬性为580HRC。


国内统一连续出版物号:61-1133/TG |国内发行代码:52-94 |国际标准出版物号:1001-3814 |国际发行代码:SM8143
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