高速钢材料的应用

高速钢材料的应用

高速钢（HSS, High SpeedSteel）是我进入刀具行业时接触最多的一类刀具材料。

　　后来知道，我们当时所用的高速钢应被称为“普通高速钢”，还有比它性能更好的，如从合金成分上要明显优于它的铝高速钢，钴高速钢（HSS-Co）等，或从冶炼方法上要明显优于它的粉末冶金高速钢（PM-HSS，PowderMetallurgy High SpeedSteel）；当然也有比它性能更低一些的所谓“低合金高速钢”。

　　高速钢刀具材料主要由两种基本成分构成：一种是金属碳化物（碳化钨、碳化钼或碳化钒），它赋予刀具较好的耐磨性；二是分布在周围的钢基体，它使刀具具有较好的韧性和吸收冲击、防止碎裂的能力

　　实践发现高速钢的晶粒大小对高速钢的性能产生着巨大的影响。虽然增加钢材中金属碳化物颗粒的数量可以改善材料的耐磨性，但随着合金含量的增加，碳化物的尺寸及团块数量也会随之增加，这对于钢材的韧性会产生极其不利的影响，因为大的碳化物团快可能成为产生裂纹的起始点。因此，国外很早就开展研究，追求高速钢的细晶粒化。

　　20 世纪60年代后期，粉末冶金高速钢制造工艺在瑞典开发成功，并于70年代初期进入市场。该工艺可在高速钢中加入较多合金元素而不会损害材料的强韧性或易磨性，从而可制成具有高硬度、高耐磨性、可吸收切削冲击、适合高切除率加工和断续切削加工的刀具。不过，它确实将高速钢良好的韧性与硬质合金的高耐磨性很好地结合于一身。由于粉末冶金高速钢中碳化物颗粒细小且分布均匀，因此与碳化物含量相同的普通高速钢相比，其强韧性大大提高。凭借这一优势，粉末冶金高速钢刀具非常适合用于切削冲击大和金属切除率高的加工场合（如挠曲切削、断续切削等）。此外，由于粉末冶金高速钢的强韧性不会因金属碳化物含量的增加而削弱，因此钢材生产商可以在钢中添加大量合金元素，以提高刀具材料的性能。