高速鋼製造四大工藝
高速鋼根據其製備工藝的不同可分為傳統鑄造技術、電渣重熔技術、粉末冶金技術、噴射成型技術四類,其中傳統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、數量、尺寸、分布等是決定其性能的關鍵因素。因此,不同的製備工藝對高速鋼的性能有著重要影響。
傳統製造技術
概述:傳統鑄造高速鋼的工藝簡單、成cheng本ben低di。但dan由you於yu其qi凝ning固gu速su度du緩huan慢man,在zai結jie晶jing前qian形xing成cheng大da量liang碳tan和he合he金jin元yuan素su的de偏pian析xi,從cong而er形xing成cheng晶jing間jian碳tan化hua物wu網wang。而er為wei了le消xiao除chu碳tan化hua物wu的de不bu均jun勻yun分fen布bu,采cai用yong高gao溫wen反fan複fu鍛duan打da或huo軋zha製zhi使shi其qi破po碎sui並bing均jun勻yun分fen布bu,而er這zhe種zhong鍛duan造zao過guo程cheng易yi造zao成cheng開kai裂lie,且qie受shou到dao加jia工gong設she備bei和he鍛duan壓ya比bi的de限xian製zhi導dao致zhi了le高gao速su鋼gang從cong鑄zhu錠ding到dao最zui後hou成cheng品pin,材cai料liao在zai整zheng個ge過guo程cheng中zhong的de利li用yong率lv僅jin在zai24%-36%之間。
缺點:采用傳統鑄造製備工藝的高速鋼在使用過程中易於產生應力集中,脆性大,韌性較差、成材率低等缺點。
電渣重熔技術
概述:電(dian)渣(zha)重(zhong)熔(rong)技(ji)術(shu)是(shi)一(yi)種(zhong)精(jing)煉(lian)冶(ye)金(jin)技(ji)術(shu),它(ta)是(shi)一(yi)項(xiang)重(zhong)大(da)的(de)冶(ye)金(jin)技(ji)術(shu)進(jin)步(bu),尤(you)其(qi)是(shi)在(zai)改(gai)善(shan)高(gao)速(su)鋼(gang)低(di)倍(bei)組(zu)織(zhi)和(he)提(ti)高(gao)鋼(gang)材(cai)質(zhi)量(liang)方(fang)麵(mian)效(xiao)果(guo)顯(xian)著(zhu)。它(ta)是(shi)一(yi)種(zhong)結(jie)合(he)鋼(gang)液(ye)二(er)次(ci)精(jing)煉(lian)與(yu)定(ding)向(xiang)凝(ning)固(gu)的(de)一(yi)種(zhong)綜(zong)合(he)冶(ye)金(jin)鑄(zhu)造(zao)過(guo)程(cheng),通(tong)過(guo)這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)可(ke)以(yi)減(jian)少(shao)鋼(gang)液(ye)的(de)硫(liu)磷(lin)含(han)量(liang),提(ti)高(gao)鋼(gang)液(ye)純(chun)淨(jing)度(du),改(gai)善(shan)鋼(gang)的(de)低(di)倍(bei)組(zu)織(zhi)。由(you)於(yu)電(dian)渣(zha)錠(ding)冷(leng)速(su)較(jiao)快(kuai),使(shi)得(de)鋼(gang)中(zhong)碳(tan)化(hua)物(wu)分(fen)布(bu)更(geng)加(jia)均(jun)勻(yun),組(zu)織(zhi)的(de)改(gai)善(shan)也(ye)提(ti)高(gao)了(le)高(gao)速(su)鋼(gang)的(de)熱(re)塑(su)性(xing)。
缺點:jinguanyouzhezhongzhongjinbuheyoudian,dianzhazhongrongninggusuduyiranpiandi,jingliyiranjiaoweicuda,tanhuawuchicunfenbuyiranbujunyun,qieqinenghaogao,shengchanxiaolvdi,shengchanguochengzhongchanshengfuhuawu,duihuanjingherentiweihaijiaoda。
粉末冶金技術
概述:1965 年美國克魯斯伯 Crucible Steels 公司發明了粉末冶金法生產高速鋼,其生產工藝主要分為兩個步驟:
一、qitiwuhuazhifen,qijibenyuanlishijiangrongrongdegaosugangjingganguodibudaoliuguanxianliuhou,yiyidingdeliusuliuchu,yonggaoyayaqihuochundanqishizhiwuhuachengyidingchidufenbudefenmo。
二、粉末成型,經篩分-預壓之後,在高溫(1100攝氏度)、高壓(100MPa)之下熱等靜壓固結、致zhi密mi化hua成cheng近jin終zhong成cheng型xing的de毛mao坯pi或huo者zhe先xian製zhi備bei成cheng鋼gang坯pi再zai經jing過guo機ji加jia工gong成cheng最zui後hou的de形xing狀zhuang。這zhe種zhong工gong藝yi有you效xiao地di解jie決jue了le一yi般ban熔rong煉lian高gao速su鋼gang時shi鑄zhu錠ding產chan生sheng粗cu大da碳tan化hua物wu共gong晶jing偏pian析xi的de問wen題ti,得de到dao細xi小xiao、均勻的結晶組織。
優點: 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;強度高熱處理尺寸穩定性好,加工性能好、硬度高、耐磨性好。高溫熱硬度也比熔煉高速鋼提高 HRC1~ 2,物理機械性能高度各向同性,淬火變形小; 耐磨性能提高 20% ~ 30%;熱處理成品率高經濟效益好;成形性好,在製備精密、複雜道具方麵有很大的優勢。
缺點:粉末高速鋼生產過程過於繁瑣,工序長,一般要經過製粉-篩分-壓製-燒結,成本高價格昂貴 ;此外其還存在製備工藝複雜、粉末氧化嚴重、難以製備大塊坯料等問題。
粉末冶金示意圖:
噴射成型技術
概述:噴射成型是由英國的Swansea大學教授A.Singer於1968年提出來的,並於1974年由R.Brooks等人成功將其應用於鍛造坯的生產,發展了著名的Osprey工gong藝yi,是shi利li用yong快kuai速su凝ning固gu的de方fang法fa製zhi備bei高gao性xing能neng材cai料liao的de先xian進jin技ji術shu。噴pen射she成cheng型xing高gao速su鋼gang也ye屬shu於yu粉fen末mo冶ye金jin高gao速su鋼gang,該gai技ji術shu消xiao除chu了le成cheng分fen宏hong觀guan偏pian析xi問wen題ti,具ju有you粉fen末mo冶ye金jin的de組zu織zhi特te點dian。。
優點:噴射成形工藝是一種融合了傳統鑄造和粉末冶金優點的冶金技術,具體如下:
(1)組織細小均勻;
(2)噴射成形工藝相對於傳統工藝可容許更多的雜質元素;
(3)工藝流程短、成品率高、成本低;
(4)氧化程度小
缺點:沉積態坯件中總有一定量的疏鬆,但通常可通過擠壓、熱冷軋或熱等靜壓可達到完全密室,其最終產品效率明顯低於100%;材料損失來源於:1.熔滴的過噴 2.熔滴或顆粒 從坯件表麵彈開 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—液滴與沉澱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,然後進行氣體霧化;在氣體射流的作用下,液滴加速飛行並迅速冷卻;當高速飛行的液滴在沉澱器內碰撞時,球形顆粒受衝擊作用而變成扁平狀,形成濺射片;通過沉澱器的冷卻作用顆粒迅速凝固,並在自熔性作用下積聚成型。
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