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行業(yè)前沿發(fā)展現狀

行業(yè)前沿發(fā)展現狀
SAP 粉末冶金高速鋼簡(jiǎn)介

  高速鋼是一種極其重要的刀具材料,占全世界刀具銷(xiāo)售額的45%,其中占輪齒刀具和拉刀等復雜多刃刀具銷(xiāo)售額的85%。它集聚優(yōu)異的紅硬性、耐磨性、抗沖擊性和可熱處理性于一體,可在軟化退火態(tài)加工成型,再通過(guò)淬火、回火熱處理析出大量二次碳化物,實(shí)現材料的硬化和強化,具有硬質(zhì)合金和金屬陶瓷刀具所不具備的明顯優(yōu)勢。

  根據制備方法,可將高速鋼分為傳統鑄鍛高速鋼和粉末冶金高速鋼。由于高速鋼較高的合金元素和碳元素含量,導致鑄造高速鋼出現組織粗大、成分偏析和性能各向異性等不可避免的缺點(diǎn)。而粉末冶金高速鋼的出現從根本上避免了粗大碳化物的出現,具有碳化物組織細小均勻、性能各向同性等優(yōu)點(diǎn),是高速鋼發(fā)展史上的里程碑。然而,我國并不具備高性能粉末冶金高速鋼的生產(chǎn)能力。

  商業(yè)粉末冶金高速鋼出現于20世紀70年代,主要包括氣霧化-熱等靜壓法、噴射沉積法和超固相液相燒結法等。氣霧化-熱等靜壓工藝通過(guò)氣霧化法制取高速鋼粉末,再通過(guò)熱等靜壓得到致密化的鋼錠。此種方法可以制備全致密、組織細小均勻、質(zhì)量穩定、性能優(yōu)良以及大尺寸的工件,卻存在設備昂貴、技術(shù)門(mén)檻高、污染大、能耗高的缺點(diǎn)。噴射成形工藝是一種低成本制備高速鋼的方法。通過(guò)將熔融鋼液用惰性氣體霧化噴射成熔滴,在具有一定溫度和粘度的條件下直接沉積在下層旋轉基板上,經(jīng)過(guò)不斷沉積和凝固,得到整體致密的鋼錠。擁有流程短、成本低和生產(chǎn)效率高的優(yōu)點(diǎn),卻同樣存在能耗高、污染大、存在合金化限制、雜質(zhì)含量較高且鋼釘心部不致密等缺點(diǎn),而且與氣霧化-熱等靜壓法相比,性能略差,質(zhì)量不夠穩定。超固相液相燒結工藝則是一種燒結溫度處于液相+奧氏體+碳化物相區,借助一部分液相的出現實(shí)現致密化。流程短、投資少、成本低、材料利用率高、適合小規模生產(chǎn)、可制備含氮高速鋼等是它的優(yōu)勢,但液相的出現促進(jìn)棒狀或粗大碳化物沿晶界分布,是這三種制備方法中組織最差的。

  薩普新材非霧化粉末球磨法制備粉末高速鋼的出現,給高性能粉末高速鋼的國產(chǎn)化帶來(lái)了振奮人心的消息。非霧化粉末球磨法創(chuàng )造性地以非霧化的球磨混合粉末為原料,可幾乎不受限制地添加所需要的合金元素,通過(guò)固相真空活化燒結法,一步實(shí)現近凈成形坯料的制備,再經(jīng)熱處理和少許精加工即可得到近終形高性能粉末高速鋼制品。此方法無(wú)需霧化和熱等靜壓設備,成分與性能易于調控,便于實(shí)現材料性能與實(shí)際工況的最佳搭配,同可以時(shí)滿(mǎn)足特殊用途和性能要求的材料制備,近凈成形可大大提高材料利用率,是一種最優(yōu)化的粉末高速鋼制備方法。

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