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粉末冶金高速钢和传统高速钢的区别
编辑:广东圣泰兴金属材料有限公司   时间:2020-07-31

鉴于国内对粉末高速钢之使用与认知没有遍及,且一般业界对粉末高速钢仅止于「贵」,价格高于传统高速钢3~4倍而怯步,其间贵的内容为何?贵的是否值得?而一加探究,殊不知材料费用仅占整个模具费用之「冰山一角」本文就粉末高速钢及传统高速钢在材料特性、热处理、机械加工、实物使用方面做比较性之叙述与研讨。


  粉末高速钢之简介:

  合金粉末的制成技术,在冶金技术较先进国家开展研制距今已逾二十年历史,在这其间不断的改进及突破,研制出高质量的粉末合金高速钢 (High  Speed Steel produced by Power Metallurgy) 简称粉末高速钢


  粉末高速钢与传统高速钢制成之不同处

  一.传统高速钢的制成,大都运用较大型的电弧熔炼钢材及添加所需或缺少的合金质料,经过除气,除渣的进程(俗称二次精粹),倒入坩锅内,再浇铸入钢锭,合金钢锭经过热锻,再制成所需标准的钢条。


  二.粉末高速钢的制成:通常都运用较小的熔炉,经过精细的二次精粹,熔炼出所需求之成份安稳的钢水,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,再经过严峻的选择,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抵达百分之百的健壮(没有任何气孔)。完成后,粉末钢锭经过完全退火,再经过热锻制成所标准的黑皮钢条,因表层有一层脱碳层,有必要完全去除,特别粉末高速脱碳层较传统钢料为厚,有必要完全去除,以下表例为有必要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长处:

  一、无方向性。粉末高速钢经由极细的钢粒加压烧结而成,所以各个点的紧缩强度、冲击性、抗折力、耐性都相同。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安排的产生,如上图标。


  二、结晶颗粒翔实均匀:粉末高速钢经由极细的钢粒粉末组成,再经由HIP烧结,内部安排翔实均匀。传统高速钢因在制成合金钢锭时碳化物太早分出,造成结晶颗粒组大化,和大小不均匀的现象。


  三、热处理能前进硬度:以同系种的高速钢为例:传统高速钢  (JIS SKH-51 : AISI M2)一般热处理后硬度为HRC 62-64,而同为Mo(鈤)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,挨近空冷也有优异的高硬度值。


  四、热处理变形减少:粉末高速钢由极细微的钢粒粉末结合,热处理后材料标准会较原先标准为大一点,且会四面八方一同加大,而传统高速钢因有方向性热处理后的标准加大不一致,乃至有些当地标准会缩小,使原形体变形。


  五、没有偏析的现象:传统高速钢因在熔炼进程中各元素的分布现象不是很均匀,所以当热处理时各金属元素与碳结组成碳化物时,分布的方位不平衡而产生偏析现象,在加工或运用上寿数不一,质量及寿数较难把握。粉末高速钢则没有此种现象。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。


  六、没有非金属介在物:因粉末高速钢的每一颗细钢粒(粉末)都经过严峻的选择,内含的杂质及非金属物趋近于零,成型后成份很安稳。特别现今运用线切割的普遍化,每块材料的非金属介在物,不应存在影响工时及质量。


  七、耐磨性:在热处理淬火温度相一同,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,且颗粒细微均匀,没有偏析,耐磨性依运用现象不同可添加50%~200%。


  八、耐性:当传统高速钢要抵达粉末高速钢相同硬度时,必然前进其淬火温度,致使内部碳化物颗粒结晶成长粗大化,而下降耐性,粉末高速钢结晶颗粒翔实均匀,无方向性故耐性较佳。


  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,及加添些缺少的金属元素,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相同分为Mo(钼)系及W(钨)系两大型系。Mo系的材料耐性较佳,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

  任何一种钢材的运用好坏,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凹凸)。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「遗失」的现象。


  粉末高速钢之研磨:

  一、研磨砂轮的选择:要选择切削力较好的砂轮,如CBN砂轮。

  二、防止研磨过热:要防止研磨时局部温度大于回火温度,最好用湿磨。

  三、防止研磨时产生残留应力:每次的力气不可太大,正常进刀量每次不超超越0.03m/m,并保持经常性的研磨轮整修,削锐,及研磨屑整理,是做好研磨的必要课题。


  粉末高速钢之线切割:

  工件经过线切割会产生「放电白层」应尽量去除,方可前进寿数。

  一、线切割加工后应再精修,且精修次数愈多愈好,特别是前进较厚的材料。

  二 、线切割时尽量放慢速度,并下降电流。

  三、精修后工件必需经过抛光,以完全消除放电白层。


  粉末高速钢的使用:

  粉末高速钢因具有很高的耐磨耗性,出色的耐性很优秀的被加工件,及可研磨至很光滑的表面,等等…。


  一、替代传统高速钢用于各种成型刀具。

  二、广泛的运用于精细连续冲模,深抽模及析弯模。

  三、用于需求耐磨的机件(比碳化钨合金易于加工)。

  四、用于表面需求如镜面易于脱料及耐较高温的材料。

  五、用于标准需安稳,长期间运用标准不可有改变的半导体模具及二极发光体等。




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