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高速鋼可分為哪幾大制作工藝

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來源：www.sweetcity.top 發(fā)布時間：2023年03月31日

高速鋼根據(jù)其制備工藝的不同可分為傳統(tǒng)鑄造技術(shù)

、電渣重熔技術(shù)、粉末冶金技術(shù)

、噴射成型技術(shù)四類

，其中傳統(tǒng)高速鋼有可分為普通高速鋼、高性能高速鋼

、低合金高速鋼等

。作為一種高合金萊氏體鋼高速鋼中的碳含量可超過1%，且其中碳化物的種類

、數(shù)量

、尺寸、分布等是決定其性能的關(guān)鍵因素

。因此

，不同的制備工藝對高速鋼的性能有著重要影響。
傳統(tǒng)制造技術(shù)
概述：傳統(tǒng)鑄造高速鋼的工藝簡單

、成本低

。但由于其凝固速度緩慢，在結(jié)晶前形成大量碳和合金元素的偏析

，從而形成晶間碳化物網(wǎng)

。而為了消除碳化物的不均勻分布，采用高溫反復(fù)鍛打或軋制使其破碎并均勻分布

，而這種鍛造過程易造成開裂

，且受到加工設(shè)備和鍛壓比的限制導致了高速鋼從鑄錠到最后成品，材料在整個過程中的利用率僅在24%-36%之間

。
缺點：采用傳統(tǒng)鑄造制備工藝的高速鋼在使用過程中易于產(chǎn)生應(yīng)力集中

，脆性大，韌性較差

、成材率低等缺點

。
電渣重熔技術(shù)
概述：電渣重熔技術(shù)是一種精煉冶金技術(shù)，它是一項重大的冶金技術(shù)進步

，尤其是在改善高速鋼低倍組織和提高鋼材質(zhì)量方面效果顯著

。它是一種結(jié)合鋼液二次精煉與定向凝固的一種綜合冶金鑄造過程

，通過這種方法可以減少鋼液的硫磷含量

，提高鋼液純凈度

，改善鋼的低倍組織。由于電渣錠冷速較快

，使得鋼中碳化物分布更加均勻

，組織的改善也提高了高速鋼的熱塑性。
缺點：盡管有著種種進步和優(yōu)點

，電渣重熔凝固速度依然偏低

，晶粒依然較為粗大，碳化物尺寸分布依然不均勻

，且其能耗高

，生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生氟化物

，對環(huán)境和人體危害較大

。
粉末冶金技術(shù)
概述：1965 年美國克魯斯伯 Crucible Steels 公司發(fā)明了粉末冶金法生產(chǎn)高速鋼，其生產(chǎn)工藝主要分為兩個步驟：
一

、氣體霧化制粉

，其基本原理是將熔融的高速鋼經(jīng)坩堝底部導流管限流后，以一定的流速流出

，用高壓氬氣或純氮氣使之霧化成一定尺度分布的粉末

。
二、粉末成型

，經(jīng)篩分-預(yù)壓之后

，在高溫（1100攝氏度）、高壓（100MPa）之下熱等靜壓固結(jié)

、致密化成近終成型的毛坯或者先制備成鋼坯再經(jīng)過機加工成最后的形狀

。這種工藝有效地解決了一般熔煉高速鋼時鑄錠產(chǎn)生粗大碳化物共晶偏析的問題，得到細小

、均勻的結(jié)晶組織

。
優(yōu)點：粉末冶金高速鋼組織細小，其強度和韌性分別是熔煉高速鋼的 2 倍和 2. 5 ～ 3 倍;強度高熱處理尺寸穩(wěn)定性好

，加工性能好

、硬度高、耐磨性好

。高溫熱硬度也比熔煉高速鋼提高 HRC1～ 2

，物理機械性能高度各向同性，淬火變形小; 耐磨性能提高 20% ～ 30%

；熱處理成品率高經(jīng)濟效益好

；成形性好，在制備精密、復(fù)雜道具方面有很大的優(yōu)勢

。
缺點：粉末高速鋼生產(chǎn)過程過于繁瑣

，工序長，一般要經(jīng)過制粉-篩分-壓制-燒結(jié)

，成本高價格昂貴

；此外其還存在制備工藝復(fù)雜、粉末氧化嚴重

、難以制備大塊坯料等問題

。

噴射成型技術(shù)
概述：噴射成型是由英國的Swansea大學教授A.Singer于1968年提出來的，并于1974年由R.Brooks等人成功將其應(yīng)用于鍛造坯的生產(chǎn)

，發(fā)展了著名的Osprey工藝

，是利用快速凝固的方法制備高性能材料的先進技術(shù)。噴射成型高速鋼也屬于粉末冶金高速鋼

，該技術(shù)消除了成分宏觀偏析問題

，具有粉末冶金的組織特點。

。
優(yōu)點：噴射成形工藝是一種融合了傳統(tǒng)鑄造和粉末冶金優(yōu)點的冶金技術(shù)

，具體如下：
（1）組織細小均勻；
（2）噴射成形工藝相對于傳統(tǒng)工藝可容許更多的雜質(zhì)元素

；
（3）工藝流程短

、成品率高、成本低

；
（4）氧化程度小
缺點：沉積態(tài)坯件中總有一定量的疏松

，但通常可通過擠壓

、熱冷軋或熱等靜壓可達到完全密室

，其最終產(chǎn)品效率明顯低于100%；材料損失來源于：1.熔滴的過噴 2.熔滴或顆粒從坯件表面彈開 3.檢測報廢或加工損耗以及坯件基體和頂部去除 4.冶金質(zhì)量問題的報廢

。
金屬粉末噴射成型工藝流程為：金屬液霧化—液滴高速飛行—液滴與沉淀器或模具碰撞變形及凝固成型

。即首先將粉末加熱成熔融的金屬液，然后進行氣體霧化

；在氣體射流的作用下

，液滴加速飛行并迅速冷卻；當高速飛行的液滴在沉淀器內(nèi)碰撞時

，球形顆粒受沖擊作用而變成扁平狀

，形成濺射片；通過沉淀器的冷卻作用顆粒迅速凝固

，并在自熔性作用下積聚成型

。

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