粉末冶金高速鋼改變了傳統(tǒng)的高速鋼澆鑄與成錠工藝,采用了霧化制粉及壓力加工成形。國際上較先進的粉末高速鋼(SKH-9高速鋼,6542高速鋼)制造基本工藝是將冶煉完、符合化學成分要求的鋼水經(jīng)強力高壓氮氣霧化,細小液滴瞬間迅速凝固成合金粉末顆粒,其粒度相當于一般鑄錠億萬分之一的“超細小鋼錠”,形成了冷凝固制粉。霧化制粉完成后,合金粉末顆粒經(jīng)篩分、裝包套、搖實、抽真空脫氣等工序,再經(jīng)冷、熱等壓力加工成錠。粉末冶金高速鋼的優(yōu)點為成分均勻、碳化物無偏析,易實現(xiàn)高合金化;與電爐鋼比較,其強韌性大幅度進步,熱處理變形小,尺寸穩(wěn)定性高,可磨削性能好。
高速鋼含有大量W、Mo、Cr、V等元素,其與碳形成的合金碳化物進步了鋼材性能。由于粉末高速鋼冶煉的獨特性,合金元素含量更高,尤其是高V、高Co鋼的應用較為普遍。高速鋼中的W、Mo作用相似,與碳形成的合金碳化物通過溶解及析出強化,使高速鋼具有特殊的二次硬化效果,紅硬性大大進步。
高速工具鋼主要用于制造**率的切削刀具。SKH-51高速鋼生產(chǎn)廠家指出,鎢鋼、硬質(zhì)合金、VIKING、工具鋼、23、V4、高速鋼、日本越高速鋼、由于其具有紅硬性高、耐磨性好、強度高等特性,也用于制造性能要求高的模具、軋輥、高溫軸承和高溫彈簧等。
雖然后續(xù)的熱作制過程,可將鋼錠的鑄造組織加以改變及細化,使不良影響減低,但是卻無法消除原先的鑄造組織,因而對物理及機械性能都有負面的影響。由于人們希望能通過高速鋼成份改善傳統(tǒng)高速鋼的質(zhì)量,特別是希望大直徑高速鋼碳化物顆粒尺寸能夠細小且分布均勻,巨觀的偏析產(chǎn)生,使得橫向及縱向的機械性質(zhì)沒有差別。因而在1965年于美國開始發(fā)展合金粉末制造過程,生產(chǎn)出了組織均勻無方向性的鋼種。發(fā)展至今,粉末冶金制造過程,已正式成為當今制造高性能工具鋼的主要方法。