粉末高速鋼的制程與優(yōu)點

　　高速鋼的制造方法有兩種，一為傳統(tǒng)的鋼錠澆鑄，另一種則為利用粉末冶金方法制造双炕。傳統(tǒng)冶煉制造通常又分為二次精煉（EAF+LF+VD）或電渣重熔（ESR）制程兩類狞悲，上述方法中由于金屬液緩慢冷卻，會造成合金的不均勻偏析和合金碳化物的生長粗大化妇斤，而影響到高速鋼的性能摇锋。雖然后續(xù)的熱作制程，可將鋼錠的鑄造組織加以改變及細化站超，使不良影響減低荸恕，但是卻無法消除原先的鑄造組織，因而對物理及機械性質(zhì)有負面的影響死相。由于人們希望能改善傳統(tǒng)高速鋼的質(zhì)量卤檐，特別是希望大直徑高速鋼碳化物顆粒尺寸能夠細小且分布均勻，巨觀的偏析產(chǎn)生七迂，使得橫向及縱向的機械性質(zhì)沒有差別迟铺。因而在1965年于美國開始發(fā)展合金粉末制程。生產(chǎn)出組織均勻無方向性鋼種蒿由。發(fā)展至今舅狭，粉末冶金制程正成為當今制造高性能工具鋼的主要方法。

　　此制程主要原理是將已調(diào)配合金成份的高溫熔融鋼液扯涝，流出時加以高壓氮體霧化秸严，使其快速凝固成均勻組成之粉末顆料，再經(jīng)過篩選并充鎮(zhèn)至已抽真空且密封的圓柱形鋼瓶中锣猜，進行熱均壓（HIP）恍肢，使鋼瓶內(nèi)的顆粒成為完全密實的材料，再直接經(jīng)由傳統(tǒng)鍛造俊伯，輥軋成不同形狀之產(chǎn)品摧辣，如：圓棒、板材阅酪、片材和線材料來供應(yīng)工業(yè)界使用旨袒。

　　粉末高速鋼在實際使用上的主要優(yōu)點有：

　　1、磨削性好术辐；

　　2砚尽、熱處理變形小及硬度均勻性佳；

　　3辉词、韌性高必孤；

　　4、耐磨耗性佳瑞躺；

　　5敷搪、使用壽命長且穩(wěn)定。

　　由于生產(chǎn)粉末高速鋼具有一定之技術(shù)門檻隘蝎，目前在全世界粉末高速鋼的生產(chǎn)廠家并不多购啄，主要集中在歐洲襟企、日本及美國，代表廠有美國Crucible,歐洲（ASSAB狮含、Soderfors顽悼、Erasteel、Bohler甸持、DSS孝仅、Carpenter），日本（Hitachi珊娩、Daido逊参、Nachi、Kobe）晕财。中國目前并沒有實際商業(yè)化生產(chǎn)粉末高速鋼洪铣，全部由國外進口。因此在多數(shù)中國使用者印象中對粉末高速鋼只存有模糊的概念姿味，只知它代表一種性能優(yōu)良且價格很貴的高級高速鋼学和。其它的了解及如何應(yīng)用并不清楚。由于粉末高速鋼品種牌號相當多掘写，筆者僅就幾種本公司經(jīng)常庫存同時較常用到的四類鋼種做說明袋滔，提供廣大使用客戶參考及選擇。

　　高速鋼工具鋼的分類與性質(zhì)比較

　　選擇合適的高速鋼作為切削工具時及模具時碘父，有三項重要的性質(zhì)是必須慎重的考慮缩旬。分別是耐磨性、韌性及高溫硬度莱没，以傳統(tǒng)M2為基礎(chǔ)初肉，從合金元素的角度來看，三個主要發(fā)展方向是：

　〗祭ⅰ（1）提高釩（V）含量朴译，以增加耐磨耗性。

　∈籼（2）提高鈷（Co）含量，以增加熱間硬度躬翁。

　〗鼓ⅰ（3）同時提高釩及鈷的含量，而兼顧耐磨耗性及熱間硬度盒发。

　　以下就以表1四種粉末高速鋼與傳統(tǒng)高速鋼做比較并且分別說明之：

　　(A)  PM-A23

　　PM-A23是目前使用上最多的粉末高速鋼例嘱，它相當于ASP23 是目前所有高速鋼中韌性最好材料，同時又有極佳之耐磨耗性鋼種宁舰。一般來說高速鋼中耐磨性會隨總合金成份和最高硬度增加而提高拼卵，而韌性則會隨合金量的增加而降低奢浑，因此才會在傳統(tǒng)高速鋼M2的基礎(chǔ)上開發(fā)出PM-A23。耐磨性好壞取決于熱處理后的硬度以及碳化物的形成有關(guān)窑肾，PM-A23在M2中增加碳及釩鹤叹，提高耐磨耗性。同時在考慮韌性的前提下玛纹，使用粉末冶金制程改善韌性父历，使粉末PM-A23的韌性高于傳統(tǒng)M2高速鋼，根據(jù)統(tǒng)計其韌性約為傳統(tǒng)高速鋼的2-3倍瑞喧，耐磨性亦為了3-5倍斩却。使用范圍頗為廣泛，適用于各種沖壓模藤汇、嵌入模召摔、粉末成型模以及刀具中之拉刀、銑刀蜻肄、絲攻秤歼、剪切刀中，任何需耐磨或強韌性的零件均可適用订骂。綜合上述兩項性質(zhì)射桅，PM-A23是目前市場上最通用與最佳性能的高速優(yōu)質(zhì)鋼。使用硬度上則因不同行業(yè)而有所不同膜钓，視生產(chǎn)需要而定嗽交，一般在HRC 60-66之間，最為合適颂斜，太高或太低都不正常夫壁。

　　（B）PM-T15

　　PM-T15是一種鎢基高速鋼沃疮，具有非常高的硬度及耐磨性盒让，又含有鈷，因而具有良好的熱間硬度司蔬。適用于重切削邑茄，高切削效率及大進給高硬度之難加工材料，常常被用在取代碳化鎢零件來使用俊啼，具有很高的評價肺缕，耐磨性約為傳統(tǒng)高速鋼的5-7倍，韌性與M2約略相同授帕，廣泛應(yīng)用在滾齒刀同木、拉刀、銑刀嫌寓、絲錐膏逮、以及需要耐磨之沖壓模具拣壮，精密下料等。尤其是在航空工業(yè)高溫合金渦輪盤扁拉刀的首選材料琢刮，以及制作加工難切削材和調(diào)質(zhì)材的絲錐及模具銑刀呈缴。

　　由于含鎢量高，具有很高之耐磨性举影，特別適合于精密沖模上僵棍，特別是使用PM-A23產(chǎn)生易磨損或壽命不夠長時，可以PM-T15代替板散，但建議在沖壓件上使用時癞屹、工件厚度最好不要超過2.5mm厚度，一般常用硬度約為HRC 65-67愤芝。

　　(C) PM-10V

　　PM-10V在國內(nèi)熟悉程度較低嫁料，但在歐美國家卻被廣泛應(yīng)用，其中最具特色的性質(zhì)就是它的高耐磨性昆淡。是以磨耗測試的實驗數(shù)據(jù)锰瘸，將PM-10V與其它幾種高速鋼的比較。值得一提的是PM-10V由于含有接近10%之釩成份昂灵，因此產(chǎn)生最具耐磨性VC碳化物避凝，所以雖然硬度只有HRC60左右，但仍比 PM-T15 HRC67 有更好的耐磨性并不需要做到更高硬度就可以達到耐磨的目的眨补。這主要是和碳化物型式及數(shù)量有關(guān)管削。

　　一般來說PM-10V耐磨性是傳統(tǒng)高速鋼的7-10倍。對用于取代碳化鎢和其它要求高耐磨性材料是最佳的選擇撑螺。特別是用在切刀片含思、粉碎機葉片、剪斷及剪切之刀口甘晤。粉末成型模具及其它要求耐耗之零件含潘。一般使用建議硬度為HRC 60-62。PM-10V 主要是靠碳化物形成增加耐磨性线婚，但有時候在使用時遏弱，需要更高的硬度以抵抗不正常之粗粒磨損現(xiàn)象或是需要有更好的抗壓降伏強度時，我們會建議使用PM-T15來代替酌伊。

　〕叨（D）PM-A60

　　PM-A60相當于ASP-60是一種高碳、高鈷之粉末高速鋼因為含鈷量高（>10%）吏辫。因此具有優(yōu)異的熱間硬度及強度，在需兼具熱間硬度撑停，耐磨性及韌性的場合劳威，此種鋼材是最佳選擇故厕。一般使用硬度可以達到HRC 67-69適合在高速沖模模具、沖頭鸯式、銑刀萧揩、精加工立銑刀、拉刀上用印。此種鋼種由于合金含量高泊鹿，因此價格也高，通常在日資做鸽、臺資商接受程度較高蒙棱，在美國市場較為少用。

　　結(jié)語

　　粉末高速鋼范咨，由于良好的組織均勻性和碳化物無偏析特點故觅，彌補了普通高速鋼的先天缺陷，使鋼材質(zhì)量和性能得以全面提升渠啊。對目前工業(yè)提升增加了莫大的推動力输吏，但是因為對粉末高速鋼材料特性的不了解，因此一般的使用者并無法在付出高價的同時得到相當?shù)幕貓筇骝取＿@其中主要是與材料選用贯溅，熱處理以及加工上的專業(yè)知識有關(guān)。尤其是在熱處理工藝上與傳統(tǒng)高速鋼有極大的不同躲查，具有極高的工藝技術(shù)它浅。由于國內(nèi)熱處理業(yè)者，程度參差不齊熙含，我們發(fā)現(xiàn)目前絕大多數(shù)國內(nèi)粉末高速鋼使用者罚缕，產(chǎn)生問題中有98%以上是存在于熱處理問題，這一點與熱處理技術(shù)開展較為成熟的日本及臺灣差異較多怎静，因此邮弹，我們建議使用者在使用粉末高速鋼時選擇較正規(guī)及專業(yè)程度化高的供應(yīng)商。同時要求其提供相對應(yīng)的配套服務(wù)祟背，這樣對使用者來說是較有保障的沸芍。

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