粉末高速鋼的應(yīng)用與推廣
一、粉末高速鋼的生產(chǎn)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。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）兩類，上述方法中由于金屬液緩慢冷卻，造成合金的不均勻偏析和合金碳化物的粗大，從而影響到高速鋼的性能。雖然后續(xù)的熱作處理可改變及細化鋼錠的鑄造組織，減低不良影響，但卻無法消除原有的鑄造組織，因而對物理及機械性質(zhì)有負面的影響。為改善傳統(tǒng)高速鋼的質(zhì)量，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，阻止偏析產(chǎn)生，使得橫向及縱向的機械性質(zhì)勻一無差別。1965年，美國開始發(fā)展合金粉末制程以滿足這種需要,熔爐斯伯公司（Crucible）率先生產(chǎn)出一種組織均勻無方向性的鋼種。發(fā)展至今,粉末冶金制程已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)配好合金成份的高溫熔融鋼液，在流出時加以高壓氮氣霧化，使其快速凝固成均勻的粉末顆料，然后經(jīng)過篩選并充填到已抽真空且密封的圓柱形鋼瓶中，進行熱均壓（HIP），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、輥軋成不同形狀產(chǎn)品，如：圓棒、板材、片材和線材，以供工業(yè)界使用。

粉末高速鋼在實際應(yīng)用中的主要優(yōu)點有：

1．磨削性好
2．熱處理變形小及良好的硬度均勻性
3．韌性高
4．良好的耐磨性
5．使用壽命長且穩(wěn)定

由于生產(chǎn)粉末高速鋼具有較高的技術(shù)要求，目前全世界粉末高速鋼的生產(chǎn)廠家并不多，主要集中在美國、歐洲及日本，具有代表性的有美國熔爐斯伯（Crucible）,歐洲（ASSAB、Soderfors、Erasteel、Bohler、DSS、Ca r penter），日本（Hitachi、Daido、Nachi、Kobe）。中國目前沒有實際商業(yè)化生產(chǎn)粉末高速鋼的工廠或者公司，全部材料由國外進口。因此，在多數(shù)中國用戶的印象中，粉末高速鋼只是個模糊的概念，只知它代表一種性能優(yōu)良且價格很貴的高級高速鋼。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，筆者僅就美國熔爐斯伯（Crucible）較常用到的四類鋼種做說明，提供廣大使用客戶參考及選擇。

美國熔爐斯伯公司（Crucible）,又稱:“坩堝鋼”公司,是北美地區(qū)最大的工具鋼生產(chǎn)商和供應(yīng)商,該公司首創(chuàng)著名的CPM工藝粉末冶金工具鋼,產(chǎn)品享譽美國及歐洲,是國際公認的頂級工模具制造材料。

二、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及模具時，有三項重要的性質(zhì)是必須慎重考慮的，它們分別是耐磨性、韌性及高溫硬度，以傳統(tǒng)M2為基礎(chǔ)，從合金元素的角度來看，三個主要發(fā)展方向是：

1）提高釩（V）含量，以增加耐磨性
（2）提高鈷（Co）含量，以提高紅硬性
（3）同時提高釩及鈷的含量，而兼顧耐磨性及紅硬性四種粉末高速鋼與傳統(tǒng)高速鋼進行比較后的說明情況見下表。

CPM M4
CPM M4是目前使用較多的粉末高速鋼，它的性能和化學(xué)成份類似于ASP23 ,是目前高速鋼中韌性很好，同時又有極佳耐磨性的鋼種。一般來說，高速鋼的耐磨性會隨著總合金成份和最高硬度增加而提高，而韌性則會隨合金量的增加而降低，因此才會在傳統(tǒng)高速鋼M 2的基礎(chǔ)上改進。CPM M4耐磨性的好壞取決于熱處理后的硬度以及碳化物的形成，CPM M4在M2中增加碳及釩，提高耐磨耗性；同時在考慮韌性的前提下，使用粉末冶金制程改善韌性，使CPM M4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，耐磨性亦為3-5倍。它使用范圍頗為廣泛，適用于各種沖壓模、嵌入模、粉末成型模以及刀具中之拉刀、銑刀、絲攻、剪切刀，任何需耐磨或強韌性的零件均可適用。綜合上述兩項性質(zhì)，CPM M4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，視生產(chǎn)需要而定，硬度一般在HRC 60-66之間最為合適。

CPM 10V
CPM 10V在國內(nèi)熟悉程度較低，但在歐美國家特別是美國卻被廣泛應(yīng)用，其中最具特色的性質(zhì)就是它的高耐磨性。磨耗測試的實驗數(shù)據(jù),將CPM 10V與其它幾種高速鋼的相比,值得一提的是由于CPM 10V含有接近10%之釩成份，因此產(chǎn)生最具耐磨性VC碳化物，所以雖然硬度只有HRC60左右，但仍比CPM T15 ( HRC67 )有更好的耐磨性并不需要處理到更高硬度就可以達到增強耐磨性的目的。這主要是和碳化物形式及數(shù)量有關(guān)。
一般來說CPM 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；特別是用在切刀片、粉碎機葉片、剪斷及剪切之刀口、粉末成型模具及其它要求耐磨之零件。一般建議使用硬度為HRC 60-62。CPM10V主要是靠碳化物形成增加耐磨性，但有時候在使用時，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強度時，我們會建議使用來CPM T15代替。
CPM 3V
CPM 3V是熔爐斯伯公司采用粉末冶金工藝生產(chǎn)的一種新型工具鋼,耐磨性高且解決了工模具的“崩角”及“斷裂”等問題。CPM 3V的韌性明顯高于D2以及CPM M4,接近S7耐沖擊鋼的水平。如果表面進行涂層,會獲得更優(yōu)異的耐磨性、硬度和熱穩(wěn)定性。在HRC 58-60硬度的范圍內(nèi)使用。CPM 3V一般用來制作沖壓成型工具、沖孔凹模及凸模、工業(yè)刀片及剪切刀、精沖及冷沖工具。

供應(yīng)瑞典一勝百ASP-23高速鋼ASP-23粉末鋼ASP-23熱處理鋼