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(diǎn)
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(xì)化鋼錠的鑄造組織，減低不良影響，但卻無(wú)法消除原有的鑄造組織，因而對(duì)物理及機(jī)械性質(zhì)有負(fù)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(xì)小且分布均勻，阻止偏析產(chǎn)生，使得橫向及縱向的機(jī)械性質(zhì)勻一無(wú)差別。1965年，美國(guó)開(kāi)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(wú)方向性的鋼種。發(fā)展至今,粉末冶金制程已成為當(dāng)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(shí)加以高壓氮?dú)忪F化，使其快速凝固成均勻的粉末顆料，然后經(jīng)過(guò)篩選并充填到已抽真空且密封的圓柱形鋼瓶中，進(jìn)行熱均壓（HIP），使鋼瓶?jī)?nèi)的顆粒成為完全密實(shí)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(shí)際應(yīng)用中的主要優(yōu)點(diǎn)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(zhǎng)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(guó)、歐洲及日本，具有代表性的有美國(guó)熔爐斯伯（Crucible）,歐洲（ASSAB、Soderfors、Erasteel、Bohler、DSS、Ca r penter），日本（Hitachi、Daido、Nachi、Kobe）。中國(guó)目前沒(méi)有實(shí)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(guó)外進(jìn)口。因此，在多數(shù)中國(guó)用戶的印象中，粉末高速鋼只是個(gè)模糊的概念，只知它代表一種性能優(yōu)良且價(jià)格很貴的高級(jí)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(hào)相當(dāng)多，筆者僅就美國(guó)熔爐斯伯（Crucible）較常用到的四類鋼種做說(shuō)明，提供廣大使用客戶參考及選擇。

美國(guó)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(yù)美國(guó)及歐洲,是國(guó)際公認(rèn)的頂級(jí)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(shí)，有三項(xiàng)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(lái)看，三個(gè)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(shí)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(jìn)行比較后的說(shuō)明情況見(jiàn)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(shí)又有極佳耐磨性的鋼種。一般來(lái)說(shuō)，高速鋼的耐磨性會(huì)隨著總合金成份和最高硬度增加而提高，而韌性則會(huì)隨合金量的增加而降低，因此才會(huì)在傳統(tǒng)高速鋼M 2的基礎(chǔ)上改進(jìn)。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(shí)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(jì)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(qiáng)韌性的零件均可適用。綜合上述兩項(xiàng)性質(zhì)，CPM M4是目前市場(chǎng)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(guó)內(nèi)熟悉程度較低，但在歐美國(guó)家特別是美國(guó)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(cè)試的實(shí)驗(yàn)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(dá)到增強(qiáng)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(lái)說(shuō)CPM 10V耐磨性是傳統(tǒng)高速鋼的7-10倍。對(duì)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(jī)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(shí)候在使用時(shí)，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(qiáng)度時(shí)，我們會(huì)建議使用來(lái)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(wèn)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(jìn)行涂層,會(huì)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(lái)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