高速钢含有大量W、Mo、Cr、V等元素,其与碳形成的合金碳化物进步了钢材性能。由于粉末高速钢冶炼的独特性,合金元素含量更高,尤其是高V、高Co钢的应用较为普遍。高速钢中的W、Mo作用相似,与碳形成的合金碳化物通过溶解及析出强化,使高速钢具有特殊的二次硬化效果,红硬性大大进步。
钢中V是强的碳化物形成元素,VC细小弥散,进步了钢的耐磨性,随着V含量的进步,高速钢(6542高速钢)的抗磨粒磨损性能大幅提升;Co是固溶强化*强的合金元素之一,通过固溶基体强化来进步高速钢的硬度及热硬性,改善了刀具切削性能,使刀具寿命大为进步。图1为几种粉末高速钢与典型高速钢的性能特点对比。
通用钢
钢号:W18Cr4V(W18)
硬度HRC:62-65
抗弯强度/GPa:3.0-3.4
冲击韧性/(MJm²):0.18-0.32
600℃时的硬度HRC:48.5
特点:强度较好,可磨性好,可用普通钢玉砂轮磨削(SKH-9高速钢),耐热性中等,热塑性差
主要用途:通用性强,广泛用于制造钻头、铰刀、丝锥、铣刀、齿轮刀具及拉刀等。
虽然后续的热作制过程,可将钢锭的铸造组织加以改变及细化,使不良影响减低,但是却无法消除原先的铸造组织,因而对物理及机械性能都有负面的影响。由于人们希望能通过高速钢成份改善传统高速钢的质量,特别是希望大直径高速钢碳化物颗粒尺寸能够细小且分布均匀,巨观的偏析产生,使得横向及纵向的机械性质没有差别。因而在1965年于美国开始发展合金粉末制造过程,生产出了组织均匀无方向性的钢种。发展至今,粉末冶金制造过程,已正式成为当今制造高性能工具钢的主要方法。