1.1.2　粉末冶金高速钢的性能特点和用途

熔炼高速钢突出的问题是钢中碳化物偏析，硬而脆的碳化物在高速钢中分布不均匀，而且钢的晶粒粗大（尺寸为8～20μm），对高速钢刀具的耐磨性、韧性和切削性能产生不利的影响。

粉末冶金高速钢，是20世纪70年代开发的刀具材料。它是将高频感应炉炼出的高速钢液，用高压氩气或纯氮气使钢水雾化，得到细小均匀的组织（高速钢粉末），再将粉末在高温（1100℃）、高压（100MPa）下制成紧密的钢坯，再经过锻造或轧制成刀具。粉末冶金高速钢与熔炼高速钢相比有以下性能特点。

①粉末冶金高速钢解决了钢中碳化物偏析的问题。粉末冶金高速钢的碳化物晶粒为2～3μm，碳化物分布均匀，从而提高了钢的强度、韧性和硬度，使刀具的耐磨性提高20%～30%。这一特点，使粉末冶金高速钢适合于制造强力断续切削时对刀刃和刀尖要求高的刀具，如插刀、刨刀、立铣刀等。尤其适合于制造大尺寸的刀具，其耐用度可比熔炼高速钢高2～3倍。

②磨削加工性好。由于碳化物细小均匀，粉末冶金高速钢的磨削加工性好，含V5%的粉末冶金高速钢的磨削加工性，相当于含V2%的熔炼高速钢，其磨削效率比熔炼高速钢高2～3倍，而磨削后的表面粗糙度值也显著减小。

③能制造超硬高速钢。在化学成分与配比相同的情况下，粉末冶金高速钢比熔炼高速钢的常温硬度高1～1.5HRC，热处理后的硬度为67～70HRC。在600℃高温时硬度比熔炼高速钢高2～3HRC。粉末冶金高速钢在新工艺中还可加入TiC和NbC等碳化物，制造超硬高速钢的新材料。

④能保证钢的物理力学性能。由于粉末冶金的工艺特点，保证了粉末冶金高速钢的各向同性，减小了热处理内应力和变形。它适合于制造钻头、拉刀、螺纹刀具、滚刀、插齿刀等各种复杂刀具。

⑤能节省钢材和刀具加工时间。用粉末冶金可直接压制成刀坯，减小加工余量，节约钢材和工时。

我国生产的粉末冶金高速钢的牌号有FT15（W12Cr4V5Co5）FR71（W10Mo5Cr4V2Co12）、PVN（W12Mo3Cr4V3N）、GF1（W18Cr4V）、GF2（W6Mo5Cr4V2）、GF3（W10MoCr4V3Co9）。

粉末冶金高速钢，不仅适合于切削加工一般工件材料，而且特别适合于切削加工高温合金、钛合金、镍基合金、奥氏体不锈钢和高强度钢等难切削材料，其刀具耐用度为一般熔炼高速钢的3～10倍。