粉末冶金模具钢：特点与用途

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：粉末冶金模具钢，主要是指粉末冶金高速钢和粉末冶金高合金模具钢，简称粉末高速钢、粉末合金钢或粉末钢。采用粉末冶金工艺不仅能生产现有牌号的各种高速钢，使其性能有所提高，而且有可能在高速钢粉末中添加耐磨的超硬微粉，生产出传统熔铸方法所不能生产的介于高速钢和硬质合金之间的高性能特种高速钢，为研制和开发高速钢新钢种指出了方向。表4-35为几种粉末高速钢的化学成分。

粉末冶金模具钢，主要是指粉末冶金高速钢和粉末冶金高合金模具钢，简称粉末高速钢、粉末合金钢或粉末钢。它是把高速钢（或合金钢）的微细粉末经压制烧结而成的高速钢（高合金钢），其工艺方法与硬质合金的制造方法十分相似。

由于传统采用熔铸法制造的高速钢，外表与中心冷却速度不一，存在碳化物偏析现象。当直径大于40mm的大截面轧材，这种现象尤为严重。碳化物是脆性相，它的不均匀分布，使钢材的性能也呈不均匀，变成各向异性，不仅使钢的强度和韧性大为降低，淬火变形难于控制，还使淬火后基体中的碳和合金元素分布不均匀。在碳化物富集处，合金元素含量较高，易产生回火不足，使脆性增加，在凸、凹模使用过程中出现崩刃损坏；而在碳化物稀少处，因碳和合金元素的贫乏，导致硬度和强度下降，降低热硬性。为避免上述缺陷，从20世纪70年代开始发展起来用粉末冶金技术生产各种高合金、高性能高速钢，即粉末高速钢。它具有粉末冶金固有的优点，其主要特点如下：

1）不存在化学成分的偏析现象，碳化物分布均匀，合金成分与直径大小无关。

2）纵、横向韧性值相同，没有方向性，且韧性、强度和耐磨性都比普通高速钢有提高。

3）能显著减少热处理时的变形，变形量仅为普通高速钢的1／5～1／2。尺寸较稳定。

4）锻造、轧制、切削加工、热处理等工艺性与普通高速钢相当，还都得到一些改善。

采用粉末冶金工艺不仅能生产现有牌号的各种高速钢，使其性能有所提高，而且有可能在高速钢粉末中添加耐磨的超硬微粉，生产出传统熔铸方法所不能生产的介于高速钢和硬质合金之间的高性能特种高速钢，为研制和开发高速钢新钢种指出了方向。

粉末高速钢适用于制造各种复杂的精密刀具，精加工调质钢时，刀具寿命较通用高速钢提高5倍以上，而且适用于难加工材料的切削。特别是可磨削性良好，利用普通刚玉砂轮即可刃磨。

在高速多工位级进模中，可用于制作凸模和凹模拼块，性能和寿命大大好于普通高速钢。表4-35为几种粉末高速钢的化学成分。

表4-35 几种粉末高速钢的化学成分