第三代粉末冶金高速鋼
粉末冶金高速鋼(以下簡(jiǎn)寫為PMHSS)是高速鋼中的上品。多數(shù)工具廠對(duì)它只有一個(gè)模糊的概念，只知它是性能優(yōu)良的高級(jí)高速鋼，而不知目前在我國(guó)市場(chǎng)上同時(shí)存在化學(xué)成分相同而質(zhì)量、性能不同的第一代，第二代和21世紀(jì)初才開發(fā)呈現(xiàn)于市場(chǎng)的第三代PMHSS。
1 第一代，第二代和第三代PMHSS的差異
20世紀(jì)70年代PMHSS由美國(guó)Crucible廠和瑞典Stora廠(現(xiàn)屬法國(guó)Erasteel公司)相繼投入工業(yè)性生產(chǎn)，此為第一代PMHSS，其鋼材夾雜物含量相當(dāng)電弧爐+LF鋼包精煉鋼的水平。
1991年瑞典Soedertors廠采用了ESH電渣加熱法技術(shù)，使鋼更為純凈；與第一代PMHSS相比，夾雜物含量可減少90%，鋼材抗彎強(qiáng)度約可提高20%。采用ESH技術(shù)生產(chǎn)的PMHSS稱為第二代，Erasteel公司產(chǎn)品商標(biāo)也改為ASP2000系列，如鋼種ASP2030，而其第一代產(chǎn)品稱ASP30，二者的化學(xué)成分是相同的。
2000年奧Boehler伯樂鋼廠的PMHSS全線制造設(shè)備投產(chǎn)，其生產(chǎn)設(shè)備是全世界最先進(jìn)的，產(chǎn)品質(zhì)量比第二代PMHSS又有所提高，稱為第三代PMHSS。特點(diǎn)是鋼粉顆粒更細(xì)，過(guò)篩累積百分?jǐn)?shù)為50%所對(duì)應(yīng)的顆粒尺寸為60μm，最大鋼粉尺寸為500μm，二次枝晶臂距約為1μm；夾雜物數(shù)量減少，其最大尺寸減??；使鋼的抗彎強(qiáng)度約比第二代的相應(yīng)值提高20%。該廠第三代PMHSS以MICROCLEAN(微小純凈)為商標(biāo)，以替代第一和第二代的商標(biāo)ISOMATRIX(各向均勻)。如以前的PMHSS S390 Isomatrix，現(xiàn)改稱S390 Microclean，二者化學(xué)成分相同，但夾雜物含量、大小和強(qiáng)度不同。
法國(guó)Erasteel公司從2002年起對(duì)其第二代PMHSS的生產(chǎn)全過(guò)程進(jìn)行了研究，并作了改進(jìn)形成Dvalin工藝。自2004年起其商標(biāo)稱Dvalin?，標(biāo)志生產(chǎn)的第三代PMHSS。第三代Dvalin? PMHSS比第二代的夾雜物又減少90%。若以每1cm3鋼中尺寸為50μm的夾雜物數(shù)目計(jì)，則傳統(tǒng)或第一代PMHSS約含0.6個(gè)，第二代的含0.03個(gè)，而第三代Dvalin?的則僅含0.002個(gè)。夾雜物的大量減少，使PMHSS的抗彎強(qiáng)度逐代增加；以從?100mm材上取樣測(cè)定的橫向抗彎強(qiáng)度為例，通常的M42鋼(S1.5-9.5-1.2-8)為1.3GPa，第一代PMHSS ASP30(S6.4-5-3.1-8)為3.0GPa，第二代PMHSS ESH ASP2030為3.5GPa，而第三代PMHS SDvalin? ASP2030為4.2GPa，第三代PMHSS的抗彎強(qiáng)度比第二代的抗彎強(qiáng)度又提高20%。
2 PMHSS的強(qiáng)度決定于其夾雜含量及尺寸大小
對(duì)普通熔煉鑄錠高速鋼來(lái)說(shuō)，淬回火后基體中殘余碳化物數(shù)量遠(yuǎn)大于夾雜物數(shù)量。以M2鋼為例，淬回火后殘余碳化物總量不少于13%(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))，大顆粒碳化物尺寸近12.5μm，但其夾雜物量不會(huì)超過(guò)1%，故中國(guó)高速鋼標(biāo)準(zhǔn)中只規(guī)定碳化物不均勻度而未對(duì)夾雜物規(guī)定檢驗(yàn)條款。普通高速鋼的強(qiáng)度決定于其碳化物網(wǎng)、帶和堆聚的程度。PMHSS是燒結(jié)制品，不分尺寸大小，在整個(gè)斷面上其碳化物細(xì)小(1～3μm)均勻分布，無(wú)碳化物不均勻性這個(gè)不利因素，最大碳化物尺寸不超過(guò)6μm。由于鋼的抗彎強(qiáng)度與極限缺陷直徑的平方根成反比，消除大的夾雜物是提高PMHSS鋼材強(qiáng)度和質(zhì)量的根本途徑之一。為此第二代和第三代PMHSS都強(qiáng)調(diào)從工藝上大幅度減少夾雜物數(shù)量，特別是大夾雜物(25μm)，目的在于提高PMHSS的韌性、抗彎強(qiáng)度和疲勞極限。
3 目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上幾家PMHSS的質(zhì)量評(píng)估
⑴產(chǎn)品屬第一代PMHSS水平的
其生產(chǎn)廠有美國(guó)Crucible廠，烏克蘭DSS廠，日本日立金屬和臺(tái)灣榮鋼(用DSS廠鋼粉生產(chǎn)PMHSS)。在上述廠的技術(shù)資料中均未提及及已換用ESH技術(shù)。
⑵產(chǎn)品屬第二代PMHSS水平的
在我國(guó)個(gè)別工具廠還有少量庫(kù)存。它們?yōu)?/span>2004年以前法Erasteel公司生產(chǎn)的ESH PMHSS，及奧伯樂鋼廠2002年以前生產(chǎn)的Isomatrix PMHSS。
⑶產(chǎn)品屬第三代PMHSS水平的
其生產(chǎn)廠有奧伯樂鋼廠2002年以后生產(chǎn)的Microclean PMHSS，及法Erasteel公司2004年以后生產(chǎn)的Dvalin? PMHSS。
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