粉末冶金高速钢的选择与应用

切削技术的发展依赖刀具技术和高速机床技术的进步，刀具与机床的正确选用常起着决定性作用。采用耐热性更好的新型刀具材料及涂层、合理设计刀具结构与几何参数、选择*佳的切削速度是实现切削加工优化的重要保障。在目前高性能刀具材料如硬质合金、金属陶瓷、金刚石、立方氮化硼等超硬材料不断发展的同时，高速钢尤其是粉末冶金高速钢，凭借其在强韧性、工艺性及可加工性等方面优良的综合性能，在复杂刀具特别是切齿刀具、拉刀和各类铣刀制造中仍占有明显优势，应用相当广泛。

1 高速钢发展及粉末高速钢冶炼工艺特点

以切削刀具为主要用途的高速钢已经历了百年的发展历程。1900 年法国巴黎世界博览会上，美国人Taylor和White成功进行的高速切削演示标志着高速钢的应用拉开了序幕。多年来，高速钢刀具一直占据着机械加工领域的主导地位，其发展简史见表1。

表1 高速钢发展简史
年代	主要大事记
1870～1898	英国人Mushet发明应用Mn-W自硬工具钢，切削中碳钢速度8m/min
1898～1900	美国人Taylor、White以Cr-W钢取代Mn-W自硬钢，创立了高速钢。切削中碳钢速度达20m/min
1910	确立T1(W18Cr4V)钢成分，切削中碳钢速度达30m/min
1937～	美国人Breelor发明W-Mo系高速钢M2
1939 ～	美国发明高碳高钒高速钢，含钒3～5%，淬回火硬度达67～68HRC，耐磨性好，可磨削性差。
1958～1963	平衡碳理论提出与应用，美国发明M40系高速钢，硬度达70HRC，如M41，M42
1965～	美国Crucible Steels公司发明粉末冶金法生产高速钢
1970～	瑞典Stora-ASEA粉末冶金高速钢投产；电渣重熔高速钢开始用于大截面材生产
1980 ～	欧、美、日、俄等国开始生产粉末冶金高速钢；氮化钛涂层用于高速钢切削刀具，寿命大幅提高
1990 ～	粉末冶金高速钢实现高合金冶炼，新钢种热处理硬度达70～72HRC

高速钢传统冶炼制造工艺通常采用大吨位电弧炉冶炼、模铸浇铸成锭。电弧炉冶炼，钢水容量大，成分均匀，可通过炉外精炼、真空脱气等提高钢水质量；但由于钢锭浇铸尺寸较大，钢水冷却缓慢，且高速钢化学成分复杂，合金元素含量高，使其莱氏体组织粗大，碳化物偏析严重。碳化物偏析程度反映了高速钢质量的优劣，严重的偏析降低了高速钢的性能，使钢的锻、轧加工困难，高合金、高性能高速钢的发展受限。

粉末冶金高速钢改变了传统的高速钢浇铸与成锭工艺，采用了雾化制粉及压力加工成形。国际上较先进的粉末高速钢制造基本工艺是将冶炼完、符合化学成分要求的钢水经强力高压氮气雾化，细小液滴瞬间迅速凝固成合金粉末颗粒，其粒度相当于一般铸锭亿万分之一的“超细小钢锭”，形成了极快冷凝固制粉。雾化制粉完成后，合金粉末颗粒经筛分、装包套、摇实、抽真空脱气等工序，再经冷、热等压力加工成锭。粉末冶金高速钢的优点为成分均匀、碳化物无偏析，易实现高合金化；与电炉钢比较，其强韧性大幅度提高，热处理变形小，尺寸稳定性高，可磨削性能好。

2 粉末冶金高速钢主要牌号及成分

传统冶炼生产的高速钢牌号均可运用粉末冶金方法生产，而高钒、高钴等高合金高性能高速钢却是粉末冶金高速钢所独有的牌号(如ASP2060、ASP2080等)。表2为粉末冶金高速钢主要牌号及成分范围。

表2 粉末冶金高速钢主要牌号及成分(wt%)
序号	牌号	C	Cr	W	Mo	V	Co	其它
1	M2-PM	0.95～1.05	3.75～4.50	5.50～6.75	4.50～5.50	1.75～2.20	max0.50
2	M3-PM	1.15～1.25	3.75～4.50	5.00～6.75	4.75～6.50	2.75～3.25	max0.50
3	M4-PM	1.25～1.40	3.75～4.75	5.25～6.50	4.25～5.50	3.75～4.50	max0.50
4	M7-PM	0.97～1.05	3.50～4.00	1.40～2.10	8.20～9.20	1.75～2.25	max0.50
5	M35-PM	0.88～0.95	3.80～4.50	6.00～6.70	4.70～5.20	1.70～2.00	4.50～5.00
6	M42-PM	1.05～1.15	3.50～4.25	1.15～1.85	9.00～10.0	0.95～1.35	7.75～8.75
7	M48-PM	1.42～1.52	3.50～4.00	9.50～10.50	4.75～5.50	2.75～3.25	8.00～10.00	S≤0.07
8	M50-PM	0.78～0.88	3.75～4.50	max0.20	3.90～4.75	0.80～1.25	max0.50
9	M61-PM	1.75～1.85	3.50～4.25	12.10～12.9	6.00～6.75	4.50～5.25	max1.00	P≤0.02
10	ASP2015	1.50～1.60	3.75～5.00	11.75～13.0	max1.00	4.50～5.25	4.75～5.25
11	ASP2017	0.80～0.85	3.80～4.50	2.85～3.25	3.90～4.20	0.95～1.35	7.75～8.75	Nb:1.00
12	ASP2030	1.25～1.35	3.80～4.50	6.00～6.70	4.70～5.20	2.70～3.20	8.10～8.80
13	ASP2053	2.30～2.60	3.80～4.50	4.00～4.50	2.80～3.50	7.75～8.20	Max0.50
14	ASP2060	2.15～2.45	3.80～4.50	6.00～6.80	6.70～7.30	6.20～6.80	10.10～10.8
15	ASP2080	2.30～2.60	3.8～4.30	10.50～11.5	4.80～5.30	5.80～6.20	15.50～16.5
16	S390-PM	1.55～1.65	4.50～5.00	9.50～11.00	2.00～2.40	4.60～5.20	7.60～8.30
17	S390-PM-MOD	1.65～1.75	5.95～6.35	10.0～10.75	3.10～3.40	4.00～4.50	7.70～8.30	S≤0.02
18	HS10-4-3-10PM	1.21～1.34	3.80～4.50	9.00～10.00	3.20～3.90	3.00～3.50	9.50～10.5
19	HS18-1-2-5-PM	0.75～0.83	3.80～4.50	17.5～18.50	0.50～0.80	1.40～1.70	4.50～5.00
20	HS12-1-4-PM	1.20～1.35	3.80～4.50	11.5～12.50	0.70～1.00	3.50～4.50	max	0.50
21	CPM10V*	2.35～2.55	4.75～5.50	max0.50	1.10～1.45	9.3～10.25	max0.50	S≤0.09< 本站部分内容属转载，版权归原作者所有，特此声明！如果侵犯了您的版权请来信告知，我们将尽快删除最新资讯钢城经济开发区粉末冶金特色产业集群入选2025年度山东省特色产业集群！陕西聚集零部件企业持续增强汽车产业发展韧性永丰金属以技术创新撬动全球市场中科院金属所开发出新型3D打印钴基超级合金，性能飙升！浙江磁性材料产业计量体系建设方案获批发布倍丰智能钛合金粉末获碳足迹认证！首页电话邮件关于我们免责声明：本网发布此信息的目的在于传播更多信息，与本站立场无关。本网不保证该信息（包括但不限于文字、视频、音频、数据及图表）全部或者部分内容的准确性、真实性、完整性、有效性、及时性、原创性等。相关信息并未经过本网站充分证实，不对您构成任何建议，据此操作，风险自担。