收藏词条 编辑词条 粉末冶金高速钢
用粉末冶金方法制造的高速钢,它是一种粉末冶金材料。首先用高压水或氮气雾化法制取高速钢粉末。由于每一个钢水液滴以高速冷凝成粉末颗粒,所以粉末颗粒中消除了成分偏析。再将粉末压制烧结成零件,或热锻、热挤、热等静压制成锭或材。这样制得的粉末冶金高速钢中无元素偏析,具有细小碳化物均匀分布的细晶粒显微组织,从而获得良好的热加工性、磨削性、热处理时的尺寸稳定性。与相同成分的铸锻高速钢比较,粉末诒金高速钢还具有较均匀的硬度、较高的强度和韧性、较长的使用寿命。
采用压制一烧结工艺可直接制取粉末冶金高速钢刀具、模具和耐磨零件。所用原料是高压水雾化的高速钢粉末,粉末经脱水、干燥、退火脱氧处理,使粉末氧含量降至1000×10-6以下,颗粒硬度降至HV300以下。水雾化高速钢粉末颗粒为不规则状,所以压制性较好。在400~700MPa压力下可压制成形。压坯在露点一40℃的氢气中或真空中烧结。为防止碳化物粗化,烧结温度严格控制在高于固相线5~10℃。这时产生少量液相,促使密度提高,基本消除孔隙。其退火、淬火、回火等热处理工艺参数与一般高速钢基本相同。因可直接制得公差精密、形状复杂的零件,所以材料利用率可达95%以上。
为生产粉末冶金高速钢锭(材),1965年美国Cru-ciblesteels公司发明了CPM法。1970年瑞典StoraKopparberg和ASEA公司研制成功ASP法,并投产。它们都是用氮气雾化高速钢熔体制得高速钢粉末。粉末颗粒为球状,松装密度可达6g/cm3,氧含量低于100×10-6将粉末装入薄钢板制的圆筒形包套中,尽量使颗粒振动密实,然后将空气抽出,加盖焊封。而后将装满粉末的包套在400MPa压力下冷等静压制,再在1150℃、100MPa条件下热等静压制到完全致密。粉末冶金高速钢中不存在宏观元素偏析,所以热等静压的钢坯重量可达1~3t,按常规锻造和轧制工艺将钢坯加工成所要求的尺寸,有时也可省去冷等静压工序。
用CPM和ASP法除能生产与通用高速钢相同牌号的粉末冶金高速钢外,还能生产用常规方法很难或不可能生产的高碳、高钒、高合金含量的超硬型高速钢,从而提高其耐磨性,但不会降低其韧性和磨削性。粉末冶金高速钢的牌号有瑞典的ASP23、ASP30、ASP60,美国的CPMl0V、CPMRex76、CPMRex42,CPMRex25、CPMRex20、CPMTl5等。