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粉末高速钢的特点及其应用  

2012-10-06 08:47:26|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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  粉末高速钢与传统高速钢制成之不同处

  1.传统高速钢的制成,大都使用较大型的电弧熔炼钢材及添加所需或不足的合金原料,经过除气,除渣的过程(俗称二次精炼),倒入坩锅内,再浇铸入钢锭,合金钢锭经过热锻,再制成所需尺寸的钢条。

  2.粉末高速钢的制成:通常都使用较小的熔炉,经过精细的二次精炼,熔炼出所需要之成份稳定的钢水,此钢水经由细浇孔流出,用高压气使体使其吹成雾化,瞬间急速形成极微细近似圆形的钢粒粉末,再经过严格的筛选,倒置内钢锭成罐内,抽真空,形成完全气密,再经过HIP  (Hot Isostatic  Pressing)烧结均压处理,粉末钢锭成型罐内部达到百分之百的结实(没有任何气孔)。完成后,粉末钢锭经过完全退火,再经过热锻制成所尺寸的黑皮钢条,因表层有一层脱碳层,必须完全去除,尤其粉末高速脱碳层较传统钢料为厚,必须完全去除,以下表例为必须去除黑皮脱碳层的最少厚度值.

  粉末高速钢较传统高速钢之优点:

  1、无方向性。粉末高速钢经由极细的钢粒加压烧结而成,所以各个点的压缩强度、冲击性、抗折力、韧性都相同。没有俗称「直丝」及「横丝」在同一块材料中的差异,以及网状组统和水纹组织的产生。

  2、结晶颗粒细致均匀:粉末高速钢经由极细的钢粒粉末组成,再经由HIP烧结,内部组织细致均匀。传统高速钢因在制成合金钢锭时碳化物太早析出,造成结晶颗粒组大化,和大小不均匀的现象。

  3、热处理能提高硬度:以同系种的高速钢为例:传统高速钢  (JIS SKH-51 : AISI M2高速钢)一般热处理后硬度为HRC 62-64,而同为Mo()系粉末高速钢热处理后硬度为HRC63~66,以25t x 100 x 100为例,热处理时淬火温度(沃斯田铁化温度)粉末高速钢比传统高速钢低30℃~80℃,且淬火容许冷却时间较传统高速钢为长,接近空冷也有优异的高硬度值。

  4、热处理变形减少:粉末高速钢由极细小的钢粒粉末结合,热处理后材料尺寸会较原先尺寸为大一点,且会四面八方同时加大,而传统高速钢因有方向性热处理后的尺寸加大不一致,甚至有些地方尺寸会缩小,使原形体变形。

  5、没有偏析的现象:传统高速钢因在熔炼过程中各元素的分布情形不是很均匀,所以当热处理时各金属元素与碳结合成碳化物时,分布的位置不平衡而产生偏析现象,在加工或使用上寿命不一,质量及寿命较难掌握。粉末高速钢则没有此种情形。所以粉末高速钢与传统高速钢相同硬度时,粉末高速钢的被加工性较好,且不易变形。

  6、没有非金属介在物:因粉末高速钢的每一颗细钢粒(粉末)都经过严格的筛选,内含的杂质及非金属物趋近于零,成型后成份很稳定。尤其现今使用线切割的普遍化,每块材料的非金属介在物,不应存在影响工时及质量。

  7、耐磨性:在热处理淬火温度相同时,粉末高速钢的硬度高于传统高速钢,故其耐磨性亦优于传统高速钢,且颗粒细小均匀,没有偏析,耐磨性依使用情形不同可增加50%~200%

  8、韧性:当传统高速钢要达到粉末高速钢相同硬度时,势必提高其淬火温度,致使内部碳化物颗粒结晶成长粗大化,而降低韧性,粉末高速钢结晶颗粒细致均匀,无方向性故韧性较佳。

  粉末高速钢之分类

  粉末高速钢制成与传统高速钢不同处在于制造程序上之差异,及加添些不足的金属元素,亦可依需求熔炼制出各种成份元素的钢料。大体上与传统高速钢一样分为Mo()系及W()系两大型系。Mo系的材料韧性较佳,W系的材料耐磨性较好,高温硬度较高,耐冲击较强。

  粉末高速钢之热处理

  任何一种钢材的使用好坏,绝大部份取决于热处理的选择及条件。大致上Mo系粉末高速钢淬火温度不可高于1200℃  (各厂家的成份不同而有高低)W系粉末高速钢淬火温度不可高于1240℃。粉末高速钢热处理成败尤重视回火程序。Mo系粉末高速钢热处理时应防止Mo元素「脱漏」的现象。

 

  粉末高速钢的应用:

  粉末高速钢因具有很高的耐磨耗性,良好的韧性很优良的被加工件,及可研磨至很光滑的表面,等等

  1、取代传统高速钢用于各种成型刀具。

  2、广泛的使用于精密连续冲模,深抽模及析弯模。

  3、用于需要耐磨的机件(比碳化钨合金易于加工)

  4、用于表面需要如镜面易于脱料及耐较高温的材料。

  5、用于尺寸需稳定,长期间使用尺寸不可有变化的半导体模具及二极发光体等。

  

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