粉末高速钢在刀具制造领域的应用
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。
高速钢刀具至今仍在加工业占有一席之地,主要归功于其制造工艺上的一项巨大进步:粉末冶金高速钢诞生。这个方法在1970年开始引入特殊钢工业后,迅速促进了高速钢性能的提高。在保持原有耐磨性的情况下,使其硬度接近硬质合金的水平。
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-Melt Maxanet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Jelly Wright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:"