粉末冶金模具材料之粉末冶金高速钢机械制造机械_机械制造-机械.pdf
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1、粉末冶金模具材料之粉末冶金高速钢 粉末冶金模具材料之粉末冶金高速 钢 2011 年 09 月 13 日 粉末冶金高速钢(PMHS)S 是高速钢中的上品,国内多数工具厂对它 只有一个模糊的概念,只知它是一种性能优良的高级高速钢。硬度 65HRC 勺高 速钢,在表面粗糙度为 Ra0.5m时,抗弯强度为 5GPa 另一种硬度为 70HRC 的高速钢,在表面粗糙度为 Ra0.2m时,也能达到 5GPa 的抗弯强度。这只能 只能在近代PMHS 上实现。在目前高性能刀具材料如硬质合金、金属陶瓷、金 刚石、立方氮化硼等超硬材料不断发展的同时,高速钢尤其是粉末冶金高速 钢,凭借其在强韧性、工艺性及可加工性等方
2、面优良的综合性能,在复杂刀具 特别是切齿刀具、拉刀和各类铣刀制造中仍占有明显优势,应用相当广泛。在目前高性能刀具材料如硬质合金、金属陶瓷、金刚石、立方氮化硼 等超硬材料不断发展的同时,高速钢尤其是粉末冶金高速钢,凭借其在强韧 性、工艺性及可加工性等方面优良的综合性能,在复杂刀具特别是切齿刀具、拉刀和各类铣刀制造中仍占有明显优势,应用相当广泛。粉末冶金高速钢的冶炼不同,经过电弧炉或感应熔炼炉熔化的钢液不 是直接浇注成钢锭,而是将熔化的钢液通过喷嘴,喷入到高压氮气流中,钢液 被迅速雾化冷却成细小的钢粒,其直径一般小于 1mm 再将这样制成的钢粉装 入钢桶,对钢桶抽真空,使桶中钢粉间的空气抽净成真空
3、状态,然后焊合钢 桶,再在高温高压下将钢桶中的钢粉压制成形,形成热等静压烧结制备工艺。由此可生产出致密度几乎为 100%的粉末冶金高速钢坯料,然后接下来再锻 造、轧制成钢材由于粉末冶金在喷雾制粉过程中,钢液冷却速度十分快,避免 了普通高速钢铸锭过程中的许多缺陷,雾化的钢液中 碳化物 来不及聚集长大形 成团块状,因此 碳化物颗粒细小而均匀,一般为 13 卩 m(最大尺寸不超过 6 卩 m),这就大大提高了钢的强度和韧性。高速钢含有大量 W、Mo、Cr、V 等元素,其与碳形成的合金 碳化物 提 高了钢材性能。由于粉末高速钢冶炼的独特性,合金元素含量更高,尤其是高 V、高Co钢的应用较为普遍。高速钢
4、中的 W Mo 作用相似,与碳形成的合金 碳 化物通过溶解及析出强化,使高速钢具有 特殊的二次硬化效果,红硬性大大提 高;钢中 V是强的碳化物形成元素,VC细小弥散,提高了钢的耐磨性,随着 V 含量的提高,高速钢的抗磨粒磨损性能大幅提升;Co是固溶强化最强的合金 元素之一,通过固溶基体强化来提高高速钢的硬度及热硬性,改善了刀具切削 性能,使刀具寿命大为提高。图 1 为几种粉末高速钢与典型高速钢的性能特点 对比。粉末冶金高速钢性能十分优越,它具有高强度、高硬度、高韧性、高 耐磨性,以及可加工性好的特点,是一种介于硬质合金和高速钢之间的新材 料。由于粉末冶金高速钢制造的刀具的切削性能在所有切削加工
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