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高速鋼可分為哪幾大制作工藝！
來(lái)源：www.32544.cn 發(fā)布時(shí)間：2023年03月31日
高速鋼根據其制備工藝的不同可分為傳統鑄造技術(shù)、電渣重熔技術(shù)、粉末冶金技術(shù)、噴射成型技術(shù)四類(lèi)，其中傳統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(guò)1%，且其中碳化物的種類(lèi)、數量、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(zhù)重要影響。
傳統制造技術(shù)
概述：傳統鑄造高速鋼的工藝簡(jiǎn)單、成本低。但由于其凝固速度緩慢，在結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，采用高溫反復鍛打或軋制使其破碎并均勻分布，而這種鍛造過(guò)程易造成開(kāi)裂，且受到加工設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(gè)過(guò)程中的利用率僅在24%-36%之間。
缺點(diǎn)：采用傳統鑄造制備工藝的高速鋼在使用過(guò)程中易于產(chǎn)生應力集中，脆性大，韌性較差、成材率低等缺點(diǎn)。
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(jìn)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(zhù)。它是一種結合鋼液二次精煉與定向凝固的一種綜合冶金鑄造過(guò)程，通過(guò)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(diǎn)：盡管有著(zhù)種種進(jìn)步和優(yōu)點(diǎn)，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(guò)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(gè)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-預壓之后，在高溫（1100攝氏度）、高壓（100MPa）之下熱等靜壓固結、致密化成近終成型的毛坯或者先制備成鋼坯再經(jīng)過(guò)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(shí)鑄錠產(chǎn)生粗大碳化物共晶偏析的問(wèn)題，得到細小、均勻的結晶組織。
優(yōu)點(diǎn)： 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、復雜道具方面有很大的優(yōu)勢。
缺點(diǎn)：粉末高速鋼生產(chǎn)過(guò)程過(guò)于繁瑣，工序長(cháng)，一般要經(jīng)過(guò)制粉-篩分-壓制-燒結，成本高價(jià)格昂貴 ；此外其還存在制備工藝復雜、粉末氧化嚴重、難以制備大塊坯料等問(wèn)題。
傳統制造技術(shù)
概述：傳統鑄造高速鋼的工藝簡(jiǎn)單、成本低。但由于其凝固速度緩慢，在結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，采用高溫反復鍛打或軋制使其破碎并均勻分布，而這種鍛造過(guò)程易造成開(kāi)裂，且受到加工設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(gè)過(guò)程中的利用率僅在24%-36%之間。
缺點(diǎn)：采用傳統鑄造制備工藝的高速鋼在使用過(guò)程中易于產(chǎn)生應力集中，脆性大，韌性較差、成材率低等缺點(diǎn)。
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(jìn)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(zhù)。它是一種結合鋼液二次精煉與定向凝固的一種綜合冶金鑄造過(guò)程，通過(guò)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(diǎn)：盡管有著(zhù)種種進(jìn)步和優(yōu)點(diǎn)，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(guò)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(gè)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-預壓之后，在高溫（1100攝氏度）、高壓（100MPa）之下熱等靜壓固結、致密化成近終成型的毛坯或者先制備成鋼坯再經(jīng)過(guò)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(shí)鑄錠產(chǎn)生粗大碳化物共晶偏析的問(wèn)題，得到細小、均勻的結晶組織。
優(yōu)點(diǎn)： 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、復雜道具方面有很大的優(yōu)勢。
缺點(diǎn)：粉末高速鋼生產(chǎn)過(guò)程過(guò)于繁瑣，工序長(cháng)，一般要經(jīng)過(guò)制粉-篩分-壓制-燒結，成本高價(jià)格昂貴 ；此外其還存在制備工藝復雜、粉末氧化嚴重、難以制備大塊坯料等問(wèn)題。
噴射成型技術(shù)
概述：噴射成型是由英國的Swansea大學(xué)教授A(yíng).Singer于1968年提出來(lái)的，并于1974年由R.Brooks等人成功將其應用于鍛造坯的生產(chǎn)，發(fā)展了著(zhù)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(jìn)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(guān)偏析問(wèn)題，具有粉末冶金的組織特點(diǎn)。。
優(yōu)點(diǎn)：噴射成形工藝是一種融合了傳統鑄造和粉末冶金優(yōu)點(diǎn)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(diǎn)：沉積態(tài)坯件中總有一定量的疏松，但通?？赏ㄟ^(guò)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(lái)源于：1.熔滴的過(guò)噴 2.熔滴或顆粒 從坯件表面彈開(kāi) 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(wèn)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(jìn)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碰撞時(shí)，球形顆粒受沖擊作用而變成扁平狀，形成濺射片；通過(guò)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。
概述：噴射成型是由英國的Swansea大學(xué)教授A(yíng).Singer于1968年提出來(lái)的，并于1974年由R.Brooks等人成功將其應用于鍛造坯的生產(chǎn)，發(fā)展了著(zhù)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(jìn)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(guān)偏析問(wèn)題，具有粉末冶金的組織特點(diǎn)。。
優(yōu)點(diǎn)：噴射成形工藝是一種融合了傳統鑄造和粉末冶金優(yōu)點(diǎn)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(diǎn)：沉積態(tài)坯件中總有一定量的疏松，但通?？赏ㄟ^(guò)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(lái)源于：1.熔滴的過(guò)噴 2.熔滴或顆粒 從坯件表面彈開(kāi) 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(wèn)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(jìn)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碰撞時(shí)，球形顆粒受沖擊作用而變成扁平狀，形成濺射片；通過(guò)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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