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粉末冶金高速钢刀具的特点及应用

2022-09-21

  如今,随着粉末冶金高速钢刀具切削性能的提高,高速钢刀具的市场占有率有所回升。与普通高速钢刀具相比,粉末冶金高速钢刀具硬度更高、韧性更好、更耐磨损,因此在某些应用领域,粉末冶金高速钢刀具有逐渐取代脆性较大、在切削冲击下易发生碎裂的整体硬质合金刀具的趋势。



  粉末冶金高速钢制造工艺可在高速钢中加入较多合金元素而不会损害材料的强韧性或易磨性,从而可制成具有高硬度、高耐磨性、可吸收切削冲击、适合高切除率加工和断续切削加工的刀具。


  高速钢刀具材料主要由两种基本成分构成:一种是金属碳化物(碳化钨、碳化钼或碳化钒),它赋予刀具较好的耐磨性;二是分布在周围的钢基体,它使刀具具有较好的韧性和吸收冲击、防止碎裂的能力。制备普通高速钢时,是将熔化的钢水从钢水包中注入铸模,使其缓慢冷却凝固。此时,金属碳化物从溶液中析出,并形成较大的团块。高速钢中添加的合金含量越多,碳化图I粉末冶金高速钢中的碳化物尺寸与碳化物含量无关;普通高速钢中的碳化物尺寸随碳化物含量的增加而急剧增大物团块就越大。


  粉末冶金高速钢的制备工艺与普通高速钢的制备工艺不同,熔化的钢水不是直接注入铸模,而是通过一个小喷嘴将其吹入氮气流中进行雾化,喷出的雾状钢水迅速冷却为细小的钢粒(直径小于lmm)。由于钢水溶液中的碳化物在快速冷却过程中来不及沉淀和形成团块,因此获得的钢粒中碳化物颗粒细小且分布均匀。将这些钢粉过筛后置入一个钢桶中,并将钢粉中间的空气抽净形成真空状态,然后在高温、高压下将钢桶中的钢粉压制成型,即可得到致密度为100%的粉末冶金高速钢毛坯。


  粉末冶金高速钢制备技术的最新进展进一步提高了其竞争力。电渣加热精炼工艺的应用对于粉末冶金高速钢具有里程碑式的重大意义。该工艺可以去除钢中几乎所有杂质,进一步提高材料的韧性,显著改善刀具的抗崩刃能力。


  粉末冶金工艺改变了传统高速钢的材料特性,尤其是采用新开发的提纯技术,使粉末冶金高速钢可以达到极高的合金含量而又能保持其韧性。粉末冶金高速钢刀具的切削性能在几乎所有切削加工领域全面超越了传统高速钢刀具,并在高切除率、高冲击性切削加工中优于整体硬质合金刀具。虽然其价格高于普通高速钢,但可以通过刀具性能的提高、寿命的延长、易磨性的改善而获得补偿。


  


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