瑞典粉末技術公司的Olle Grinder先生于2005年高速鋼論壇上發(fā)表論文“
粉末冶金生產(chǎn)和在高速鋼(HSS)上的應用”,現(xiàn)摘編其有關粉末冶金高速鋼(PM HSS)在2004年的產(chǎn)量部分,以揭示該鋼*近的發(fā)展態(tài)勢。
1.用不同粉末冶金方法生產(chǎn)的PM鋼制品及PM HSS和PM工具鋼制品的2004年估計產(chǎn)量(表1)
表1 2004年全世界PM HSS產(chǎn)量
No |
不同的生產(chǎn)方法 |
PM鋼制品重量/t |
PM HSS和PM工具鋼重量/t |
PM HSS與PM工具鋼的比/% |
PM HSS產(chǎn)量 /t |
1 |
HIP(鋼坯+近終形成品) |
15000 |
13000 |
87 |
9750① |
2 |
粉末鍛造 |
30000 |
- |
- |
- |
3 |
壓制燒結(jié) |
700000 |
3000 |
0.4 |
約3000 |
4 |
注射成形(MIM) |
2500 |
25 |
1 |
25 |
①奧伯樂鋼廠資料,在PM HSS和工具鋼總量中,PM HSS約占總量的75%。
表1 No.1HIP(鋼坯和近終形成品)中,熱等靜壓(HIP)后的鋼坯需再經(jīng)鍛、軋成鋼材;而HIP后接近成品形狀者指少量HIP后直接使用的鋼材,其中一個重要的部分為供制大直徑拉刀的中空PM HSS鋼材。
表1 No.3壓制燒結(jié),是指用HSS粉末加石墨和潤滑劑混勻后在一個封閉模具中壓制成制品毛坯,在真空或保護氣氛下燒結(jié)。燒結(jié)溫度略高于鋼的固相線,是在固體-液體的兩相區(qū)進行的燒結(jié)。為獲得*佳的制品性能,燒結(jié)溫度只有幾度(℃)區(qū)間,才能得到無空洞(或接近無空洞)的金相組織。此工藝方法現(xiàn)已用于工業(yè)性大量生產(chǎn)PM HSS閥座嵌塊(Valve seat insert),應用于小轎車的發(fā)動機上,而在刀具上應有很有限。盡管生產(chǎn)低價近終形成品刀具毛坯是原來的研究目標,但Grinder先生將小轎車發(fā)動機的PM HSS閥門座嵌塊稱為PM HSS的主導產(chǎn)品。
表1 NO.4注射成形(PIM或MIM),是將高速鋼粉末壓注入模具。主要用于生產(chǎn)尺寸小、形狀復雜的耐磨零件。在零件燒結(jié)時碳含量不易控制,但現(xiàn)已解決。
此外,在日本還有少量的PM HSS棒材,是用惰性氣體霧化的HSS粉末,裝包套后進行熱擠壓法生產(chǎn)的。
2.不同方法生產(chǎn)的PM HSS制品的應用領域
表一中各種PM HSS生產(chǎn)方法各有特色,它們可以很好地相互補充,而各自有其應用的技術-經(jīng)濟可行領域。在工業(yè)上現(xiàn)生產(chǎn)的PM HSS制品重量從0.5 g到2 000 kg,例如用HIP生產(chǎn)的PM HSS鋼坯和近終形成品部件(NNS near net shape),其重量約為20—2000kg,其批量從單件到幾千件。
3.近年PM HSS和PM工具鋼產(chǎn)量無大幅度增長。
盡管此行業(yè)近年投入了大量資金,對現(xiàn)有設備進行了技術改造和增加了生產(chǎn)能力,同時新增加了一個新的生產(chǎn)廠——奧伯樂特殊鋼廠PM生產(chǎn)分廠;在產(chǎn)品上也有好幾個新的高性能PM HSS和PM工具鋼鋼種開發(fā)成功并為市場所接受,但近幾年PM HSS和PM工具鋼的產(chǎn)量增長緩慢。
由于PM HSS的力學性能和功能有很大的改進,而且新的高合金高性能PM HSS,如ASP2080等,能應用于某一定的領域,使PM HSS和PM工具鋼制造的終端產(chǎn)品,如切削刀具,冷作或熱作成形工具的工作壽命顯著提高,因此PM HSS現(xiàn)已穩(wěn)定地應用于某些高要求的領域,有的已達到很高的比例。根據(jù)高速鋼論壇統(tǒng)計的報告,PM HSS在下列刀具品種上的應用比例為:麻花鉆1%,絲錐10%,立銑刀20%,拉刀50%,齒輪刀具70%。