行业前沿发展现状

行业前沿发展现状
SAP 粉末冶金高速钢简介

  高速钢是一种极其重要的刀具材料,占全世界刀具销售额的45%,其中占轮齿刀具和拉刀等复杂多刃刀具销售额的85%。它集聚优异的红硬性、耐磨性、抗冲击性和可热处理性于一体,可在软化退火态加工成型,再通过淬火、回火热处理析出大量二次碳化物,实现材料的硬化和强化,具有硬质合金和金属陶瓷刀具所不具备的明显优势。

  根据制备方法,可将高速钢分为传统铸锻高速钢和粉末冶金高速钢。由于高速钢较高的合金元素和碳元素含量,导致铸造高速钢出现组织粗大、成分偏析和性能各向异性等不可避免的缺点。而粉末冶金高速钢的出现从根本上避免了粗大碳化物的出现,具有碳化物组织细小均匀、性能各向同性等优点,是高速钢发展史上的里程碑。然而,我国并不具备高性能粉末冶金高速钢的生产能力。

  商业粉末冶金高速钢出现于20世纪70年代,主要包括气雾化-热等静压法、喷射沉积法和超固相液相烧结法等。气雾化-热等静压工艺通过气雾化法制取高速钢粉末,再通过热等静压得到致密化的钢锭。此种方法可以制备全致密、组织细小均匀、质量稳定、性能优良以及大尺寸的工件,却存在设备昂贵、技术门槛高、污染大、能耗高的缺点。喷射成形工艺是一种低成本制备高速钢的方法。通过将熔融钢液用惰性气体雾化喷射成熔滴,在具有一定温度和粘度的条件下直接沉积在下层旋转基板上,经过不断沉积和凝固,得到整体致密的钢锭。拥有流程短、成本低和生产效率高的优点,却同样存在能耗高、污染大、存在合金化限制、杂质含量较高且钢钉心部不致密等缺点,而且与气雾化-热等静压法相比,性能略差,质量不够稳定。超固相液相烧结工艺则是一种烧结温度处于液相+奥氏体+碳化物相区,借助一部分液相的出现实现致密化。流程短、投资少、成本低、材料利用率高、适合小规模生产、可制备含氮高速钢等是它的优势,但液相的出现促进棒状或粗大碳化物沿晶界分布,是这三种制备方法中组织最差的。

  萨普新材非雾化粉末球磨法制备粉末高速钢的出现,给高性能粉末高速钢的国产化带来了振奋人心的消息。非雾化粉末球磨法创造性地以非雾化的球磨混合粉末为原料,可几乎不受限制地添加所需要的合金元素,通过固相真空活化烧结法,一步实现近净成形坯料的制备,再经热处理和少许精加工即可得到近终形高性能粉末高速钢制品。此方法无需雾化和热等静压设备,成分与性能易于调控,便于实现材料性能与实际工况的最佳搭配,同可以时满足特殊用途和性能要求的材料制备,近净成形可大大提高材料利用率,是一种最优化的粉末高速钢制备方法。

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