粉末冶金高速钢的选择与应用

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1、粉末冶金高速钢的选择与应用粉末冶金高速钢的选择与应用作者：哈尔滨第一工具有限公司宋学全切削技术的发展依靠刀具技术和高速机床技术的进步，刀具与机床的正确选用常起着决定性作用。采用耐热性更好的新型刀具材料及涂层、公道设计刀具结构与几何参数、选择最佳的切削速度是实现切削加工优化的重要保障。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上风，应用相当广泛。1高速钢发展及粉末高速钢冶炼工艺特点以切削刀具为主要用途的高

2、速钢已经历了百年的发展历程。1900年法国巴黎世界展览会上，美国人Taylor和White成功进行的高速切削演示标志着高速钢的应用拉开了序幕。多年来，高速钢刀具一直占据着机械加工领域的主导地位，其发展简史见表1。表1高速钢发展简史年代主要大事记1870～1898英国人Mushet发明应用Mn-W自硬工具钢，切削中碳钢速度8m/min1898～1900美国人Taylor、White以Cr-W钢取代Mn-W自硬钢，创立了高速钢。切削中碳钢速度达20m/min1910确立T1(W18Cr4V)钢成分，切削中碳钢速度达30m/min1937～美国人Breelor发明W-Mo系高速钢M219

3、39～美国发明高碳高钒高速钢，含钒3～5%，淬回火硬度达67～68HRC，耐磨性好，可磨削性差。1958～1963平衡碳理论提出与应用，美国发明M40系高速钢，硬度达70HRC，如M41，M421965～美国CrucibleSteels公司发明粉末冶金法生产高速钢1970～瑞典Stora-ASEA粉末冶金高速钢投产；电渣重熔高速钢开始用于大截面材生产1980～欧、美、日、俄等国开始生产粉末冶金高速钢；氮化钛涂层用于高速钢切削刀具，寿命大幅进步1990～粉末冶金高速钢实现高合金冶炼，新钢种热处理硬度达70～72HRC高速钢传统冶炼制造工艺通常采用大吨位电弧炉冶炼、模铸浇铸成锭。电弧炉

4、冶炼，钢水容量大，成分均匀，可通过炉外精炼、真空脱气等进步钢水质量；但由于钢锭浇铸尺寸较大，钢水冷却缓慢，且高速钢化学成分复杂，合金元素含量高，使其莱氏体组织粗大，碳化物偏析严重。碳化物偏析程度反映了高速钢质量的优劣，严重的偏析降低了高速钢的性能，使钢的锻、轧加工困难，高合金、高性能高速钢的发展受限。粉末冶金高速钢改变了传统的高速钢浇铸与成锭工艺，采用了雾化制粉及压力加工成形。国际上较先进的粉末高速钢制造基本工艺是将冶炼完、符合化学成分要求的钢水经强力高压氮气雾化，细小液滴瞬间迅速凝固成合金粉末颗粒，其粒度相当于一般铸锭亿万分之一的“超细小钢锭”，形成了极快冷凝固制粉。雾化制粉完成

5、后，合金粉末颗粒经筛分、装包套、摇实、抽真空脱气等工序，再经冷、热等压力加工成锭。粉末冶金高速钢的优点为成分均匀、碳化物无偏析，易实现高合金化；与电炉钢比较，其强韧性大幅度进步，热处理变形小，尺寸稳定性高，可磨削性能好。2粉末冶金高速钢主要牌号及成分传统冶炼生产的高速钢牌号均可运用粉末冶金方法生产，而高钒、高钴等高合金高性能高速钢却是粉末冶金高速钢所独占的牌号(如ASP2060、ASP2080等)。表2为粉末冶金高速钢主要牌号及成分范围。表2粉末冶金高速钢主要牌号及成分(wt%)序号牌号CCrWMoVCo其它1M2-PM0.95～1.053.75～4.505.50～6.754.50

6、～5.501.75～2.20max0.50 2M3-PM1.15～1.253.75～4.505.00～6.754.75～6.502.75～3.25max0.50 3M4-PM1.25～1.403.75～4.755.25～6.504.25～5.503.75～4.50max0.50 4M7-PM0.97～1.053.50～4.001.40～2.108.20～9.201.75～2.25max0.50 5M35-PM0.88～0.953.80～4.506.00～6.704.70～5.201.70～2.004.50～5.00 6M42-PM1.05～1.153.50～4.251.15～1.8

7、59.00～10.00.95～1.357.75～8.75 7M48-PMS≤0.071.42～1.523.50～4.009.50～10.504.75～5.502.75～3.258.00～10.008M50-PM0.78～0.883.75～4.50max0.203.90～4.750.80～1.25max0.50 9M61-PM1.75～1.853.50～4.2512.10～12.96.00～6.754.50～5.25max1.00P≤0.0210ASP20151.50～