高速鋼根據(jù)其制備工藝的不同可分為傳統(tǒng)鑄造技術(shù)、電渣重熔技術(shù)、粉末冶金技術(shù)、噴射成型技術(shù)四類，其中傳統(tǒng)高速鋼有可分為普通高速鋼、高性能高速鋼、低合金高速鋼等。作為一種高合金萊氏體鋼高速鋼中的碳含量可超過1%，且其中碳化物的種類、數(shù)量、尺寸、分布等是決定其性能的關(guān)鍵因素。因此，不同的制備工藝對高速鋼的性能有著重要影響。

    傳統(tǒng)制造技術(shù)

    概述：傳統(tǒng)鑄造高速鋼的工藝簡單、成本低。但由于其凝固速度緩慢，在結(jié)晶前形成大量碳和合金元素的偏析，從而形成晶間碳化物網(wǎng)。而為了消除碳化物的不均勻分布，采用高溫反復(fù)鍛打或軋制使其破碎并均勻分布，而這種鍛造過程易造成開裂，且受到加工設(shè)備和鍛壓比的限制導(dǎo)致了高速鋼從鑄錠到最后成品，材料在整個過程中的利用率僅在24%-36%之間。缺點：采用傳統(tǒng)鑄造制備工藝的高速鋼在使用過程中易于產(chǎn)生應(yīng)力集中，脆性大，韌性較差、成材率低等缺點。

    電渣重熔技術(shù)

    概述：電渣重熔技術(shù)是一種精煉冶金技術(shù)，它是一項重大的冶金技術(shù)進步，尤其是在改善高速鋼低倍組織和提高鋼材質(zhì)量方面效果顯著。缺點：盡管有著種種進步和優(yōu)點，電渣重熔凝固速度依然偏低，晶粒依然較為粗大，碳化物尺寸分布依然不均勻，且其能耗高，生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生氟化物，對環(huán)境和人體危害較大。

    粉末冶金技術(shù)

    概述：1965 年美國克魯斯伯 Crucible Steels 公司發(fā)明了粉末冶金法生產(chǎn)高速鋼，其生產(chǎn)工藝主要分為兩個步驟：

    一、氣體霧化制粉，其基本原理是將熔融的高速鋼經(jīng)坩堝底部導(dǎo)流管限流后，以一定的流速流出，用高壓氬氣或純氮氣使之霧化成一定尺度分布的粉末。

    二、粉末成型，經(jīng)篩分-預(yù)壓之后，在高溫（1100攝氏度）、高壓（100MPa）之下熱等靜壓固結(jié)、致密化成近終成型的毛坯或者先制備成鋼坯再經(jīng)過機加工成最后的形狀。

    優(yōu)點： 粉末冶金高速鋼組織細小，其強度和韌性分別是熔煉高速鋼的 2 倍和 2. 5 ～ 3 倍；

    缺點：粉末高速鋼生產(chǎn)過程過于繁瑣，工序長，一般要經(jīng)過制粉-篩分-壓制-燒結(jié)，成本高價格昂貴  ；此外其還存在制備工藝復(fù)雜、粉末氧化嚴(yán)重、難以制備大塊坯料等問題。

    粉末冶金示意圖：

    噴射成型技術(shù)

    概述：噴射成型是由英國的Swansea大學(xué)教授A.Singer于1968年提出來的，并于1974年由R.Brooks等人成功將其應(yīng)用于鍛造坯的生產(chǎn)，發(fā)展了著名的Osprey工藝，是利用快速凝固的方法制備高性能材料的先進技術(shù)。

    優(yōu)點：噴射成形工藝是一種融合了傳統(tǒng)鑄造和粉末冶金優(yōu)點的冶金技術(shù)，具體如下：

    （1）組織細小均勻；

    （2）噴射成形工藝相對于傳統(tǒng)工藝可容許更多的雜質(zhì)元素；

    缺點：沉積態(tài)坯件中總有一定量的疏松，但通?？赏ㄟ^擠壓、熱冷軋或熱等靜壓可達到完全密室，其最終產(chǎn)品效率明顯低于100%；材料損失來源于：1.熔滴的過噴 2.熔滴或顆粒   從坯件表面彈開 3.檢測報廢或加工損耗以及坯件基體和頂部去除 4.冶金質(zhì)量問題的報廢。

    噴射成型示意圖：

    金屬粉末噴射成型工藝流程為：金屬液霧化—液滴高速飛行—液滴與沉淀器或模具碰撞變形及凝固成型。即首先將粉末加熱成熔融的金屬液，然后進行氣體霧化；

    （來源：特鋼材料研究所）

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