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1、烧结高速钢发展现状报告组：赵志国邵何兴主讲人：赵志国邵何兴专业班级：材料科学一班1、什么是高速钢2、传统高速钢3、粉末冶金高速钢3.1粉末冶金高速钢简介3.2粉末冶金高速钢的制粉3.3不同制粉工艺确定的烧结工艺3.4提高烧结性能的方法3.5烧结高速钢的一些产品和发展4、前景目录定义：高速钢是一种具有高硬度、高耐磨性和高耐热性的工具钢，又称高速工具钢或锋钢。优点：高速钢的工艺性能好，强度和韧性配合好，因此主要用来制造复杂的薄刃和耐冲击的金属切削刀具，也可制造高温轴承和冷挤压模具等。传统：熔炼制备方法新兴：粉末冶金1、什么是高速钢？2、传统高速
2、钢制备方法：熔炼铸锭锻造性能：由于合金含量高，因此具有高硬度、高耐磨性和高耐热性。不足之处：采用传统方法,由于合金含量高、化学成分复杂、铸锭尺寸大和冷却速度缓慢等因素,凝固时不可避免的会产生碳化物组织的偏析和晶粒粗大等缺陷，给钢的锻、轧等热加工造成困难,而且也损害了钢的各种性能。模具高速钢高性能熔炼高速钢3.1粉末冶金高速钢（1）发展历程：20世纪60年代以来,粉末冶金领域雾化法制取高质量预合金粉末得到了迅速发展,加上冷,热等静压机的问世和应用,使得采用粉末冶金工艺生产高性能合金材料成为可能.粉冶高速钢就是采用这种全新工艺而得到新型高合金钢
3、的成功先例（2）主要工艺：原料→雾化制粉→混合→成形→烧结→退火→热处理→磨削→成品3.1粉末冶金高速钢（3）优点：粉末冶金高速钢由于制造工艺的独特性,与铸锻高速钢相比,具有一系列优异性能①无偏析,晶粒细小,碳化物细小；②可磨削性好；③热处理变形小；④力学性能(韧性,硬度,高温硬度)佳；⑤扩大了高速钢合金含量,创造了新的超硬高速钢；⑥扩大了使用领域粉末高速钢钻头粉末高速钢冲棒粉末高速钢电子模具3.2粉末冶金高速钢的制粉（1）粉末原料：制造粉末冶金高速钢的原料是两种不同的雾化粉末，气体雾化和液体雾化，即用高压氮气、水或油去击碎熔融的金属流。制
4、粉方法颗粒形状颗粒性能密度气雾化球形颗粒压制成形性很差振实密度大约为65%的理论密度水雾化不规则颗粒氧含量比较高,使用前必须在真空或者中进行退火,以降低粉末硬度和氧含量退火后的水雾化粉末在800的成形压力下大约可以达到75%的理论密度3.3不同制粉工艺确定的烧结工艺（1）Fuldens高温烧结：工艺流程包括水雾化制取合金粉末、模压以及真空烧结。适用于近型成形压坯，如水雾化粉末制造可转位刀片，通常是在固相线温度略上一点真空++渗碳气体的气氛中烧结，用超细粉末（＜4µm）固结成致密材料时，不需液相烧结。此方法可以降低烧结温度，细化碳化物尺寸，特
5、别是含高V成分的高速钢；且该工艺模压形状精确，材料利用率高（85~95%），使廉价地大量生产粉末高速钢的复杂零件得以实现（2）ＡＳＰ和ＣＰＭ热等静压烧结：主要用于高合金牌号不能锻造的产品。对于型材，工艺多用气体雾化粉末装入薄板钢板焊接的圆筒内，抽气封装、热等静压成全致密，随后再锻轧成所需要的棒材或板材。热等静压提供的棒材具有极细的晶粒、高的耐磨性能和高的抗弯强度。热等静压粉末高速钢的典型应用时复杂的成型模具、大吃刀量和高切削速度的高强滚刀、齿轮切削和研磨刀具，以及难加工材料的加工工具等。（３）无色套热等静压：在相当高的温度下烧结材料去除连通
6、孔，保留封闭孔，随后在无色套下热等静压至全致密（４）粉末预成形坯锻造：将气体雾化粉末装罐预热、锻造成半成品，然后机加工成结构零件。如用退火水雾化粉末能获得更高的生坯强度，即可免去灌装，但在预热除气阶段易氧化脱碳，因而不适宜于粉末锻造致密法烧结高速钢高速钢锯片3.4提高烧结性能的方法（１）使用烧结添加剂：向高速钢中添加－Ｐ、Ｐ共晶或Ｐ粉末可以把高速钢的烧结温度降低至1120~1150℃，其机理是，低熔点磷化物－碳化物的共晶反应生成液相（2）利用平衡相图预测超固相线液相烧结温度：对于Ｔ1牌号的高速钢,根据-Ｗ--Ｃ系在18%Ｗ-4%时的伪二元相
7、图,将碳含量由0.8%增加到1.4%时,其烧结性能明显改善,最佳烧结温度由1320℃降到1240℃，但这种方法并不能把烧结温度降低到1150℃以下,因为碳含量太高会生成不良的碳化物组织,使材料变脆（3）使用氮基气氛烧结：高钒高速钢(如Ｔ15、Ｔ42和Ｐｘ30)在富氮气氛中(φ(Ｎ2)=90%,φ()=9%,φ()=1%)中进行烧结时，烧结温度降低，原因是:氮进入基体并置换了其中的碳,由富钒的ＭＣ型碳化物转变成了细小的碳-氮化物ＭＸ。另外,在富氮气氛中烧结的T15、Ｔ42、ＰＸ30还具有较宽的烧结温度范围;通过回火温度的选择,可以达到硬度和断
8、裂韧度的良好结合（4）用计算机预测平衡相图研究新的高速钢成分：以----Ｃ为基础,使用计算机来判断多元系合金的平衡相图,所得到的超固相线烧结温度与通过试验所得到的烧结数据能够很好
