高速鋼製造工藝大全

高速鋼根據其製備工藝的不同可分為(wei) 傳(chuan) 統鑄造技術、電渣重熔技術、粉末冶金技術、噴射成型技術四類，其中傳(chuan) 統高速鋼有可分為(wei) 普通高速鋼、高性能高速鋼、低合金高速鋼等。作為(wei) 一種高合金萊氏體(ti) 鋼高速鋼中的碳含量可超過1%，且其中碳化物的種類、數量、尺寸、分布等是決(jue) 定其性能的關(guan) 鍵因素。因此，不同的製備工藝對高速鋼的性能有著重要影響。

傳(chuan) 統製造技術

概述：傳(chuan) 統鑄造高速鋼的工藝簡單、成本低。但由於(yu) 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(cong) 而形成晶間碳化物網。而為(wei) 了消除碳化物的不均勻分布，采用高溫反複鍛打或軋製使其破碎並均勻分布，而這種鍛造過程易造成開裂，且受到加工設備和鍛壓比的限製導致了高速鋼從(cong) 鑄錠到最後成品，材料在整個(ge) 過程中的利用率僅(jin) 在24%-36%之間。

缺點：采用傳(chuan) 統鑄造製備工藝的高速鋼在使用過程中易於(yu) 產(chan) 生應力集中，脆性大，韌性較差、成材率低等缺點。

電渣重熔技術

概述：電渣重熔技術是一種精煉冶金技術，它是一項重大的冶金技術進步，尤其是在改善高速鋼低倍組織和提高鋼材質量方麵。它是一種結合鋼液二次精煉與(yu) 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，提高鋼液純淨度，改善鋼的低倍組織。由於(yu) 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(you) 點，電渣重熔凝固速度依然偏低，晶粒依然較為(wei) 粗大，碳化物尺寸分布依然不均勻，且其能耗高，生產(chan) 效率低，生產(chan) 過程中產(chan) 生氟化物，對環境和人體(ti) 危害較大。

粉末冶金技術

概述：1965 年美國克魯斯伯 Crucible Steels 公司發明了粉末冶金法生產(chan) 高速鋼，其生產(chan) 工藝主要分為(wei) 兩(liang) 個(ge) 步驟：

一、氣體(ti) 霧化製粉，其基本原理是將熔融的高速鋼經坩堝底部導流管限流後，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，經篩分-預壓之後，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製備成鋼坯再經過機加工成最後的形狀。這種工藝有效地解決(jue) 了一般熔煉高速鋼時鑄錠產(chan) 生粗大碳化物共晶偏析的問題，得到細小、均勻的結晶組織。

優(you) 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%；熱處理成品率高經濟效益好；成形性好，在製備精密、複雜道具方麵有很大的優(you) 勢。

缺點：粉末高速鋼生產(chan) 過程過於(yu) 繁瑣，工序長，一般要經過製粉-篩分-壓製-燒結，成本高價(jia) 格昂貴 ；此外其還存在製備工藝複雜、粉末氧化嚴(yan) 重、難以製備大塊坯料等問題。

概述：噴射成型是由英國的Swansea大學教授A.Singer於(yu) 1968年提出來的，並於(yu) 1974年由R.Brooks等人成功將其應用於(yu) 鍛造坯的生產(chan) ，發展了Osprey工藝，是利用快速凝固的方法製備高性能材料的先進技術。噴射成型高速鋼也屬於(yu) 粉末冶金高速鋼，該技術消除了成分宏觀偏析問題，具有粉末冶金的組織特點。。

優(you) 點：噴射成形工藝是一種融合了傳(chuan) 統鑄造和粉末冶金優(you) 點的冶金技術，具體(ti) 如下：

（1）組織細小均勻；

（2）噴射成形工藝相對於(yu) 傳(chuan) 統工藝可容許更多的雜質元素；

（3）工藝流程短、成品率高、成本低；

（4）氧化程度小

缺點：沉積態坯件中總有一定量的疏鬆，但通常可通過擠壓、熱冷軋或熱等靜壓可達到*密室，其最終產(chan) 品效率明顯低於(yu) 100%；材料損失來源於(yu) ：1.熔滴的過噴 2.熔滴或顆粒 從(cong) 坯件表麵彈開 3.檢測報廢或加工損耗以及坯件基體(ti) 和頂部去除 4.冶金質量問題的報廢。

噴射成型示意圖：

金屬粉末噴射成型工藝流程為(wei) ：金屬液霧化—液滴高速飛行—液滴與(yu) 沉澱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，然後進行氣體(ti) 霧化；在氣體(ti) 射流的作用下，液滴加速飛行並迅速冷卻；當高速飛行的液滴在沉澱器內(nei) 碰撞時，球形顆粒受衝(chong) 擊作用而變成扁平狀，形成濺射片；通過沉澱器的冷卻作用顆粒迅速凝固，並在自熔性作用下積聚成型。