粉末冶金高速鋼改變了傳統(tǒng)的高速鋼澆鑄與成錠工藝,采用了霧化制粉及壓力加工成形。國際上較先進的粉末高速鋼(SKH-9高速鋼,6542高速鋼)制造基本工藝是將冶煉完、符合化學成分要求的鋼水經(jīng)強力高壓氮氣霧化,細小液滴瞬間迅速凝固成合金粉末顆粒,其粒度相當于一般鑄錠億萬分之一的“超細小鋼錠”,形成了冷凝固制粉。霧化制粉完成后,合金粉末顆粒經(jīng)篩分、裝包套、搖實、抽真空脫氣等工序,再經(jīng)冷、熱等壓力加工成錠。粉末冶金高速鋼的優(yōu)點為成分均勻、碳化物無偏析,易實現(xiàn)高合金化;與電爐鋼比較,其強韌性大幅度進步,熱處理變形小,尺寸穩(wěn)定性高,可磨削性能好。
鎢鋼、硬質(zhì)合金、VIKING、工具鋼、這些碳化物對高速工具鋼的性能影響很大,特別是二次碳化物,其對鋼的奧氏本晶粒度和二次硬化等性能有很大影響。碳化物的數(shù)量、類型與鋼的化學成分有關(guān),而碳化物的顆粒度和分布則與鋼的變形量有關(guān)。
高速鋼材料按制造工藝可分為熔煉高速鋼及粉末冶金高速鋼。自二十世紀初發(fā)現(xiàn)高速鋼以來,對現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展起到了重要作用??梢哉f沒有高速鋼(M2高速鋼),就沒有現(xiàn)代的金屬加工業(yè)。盡管六十年代起,硬質(zhì)合金等材料崛起,但是對于制造形狀復(fù)雜、磨削困難的刀具,如拉刀、剃齒刀、插齒刀等,高速鋼始終處于主導地位。特別是要求刀具具備高韌性時,就非高速鋼莫屬了。
雖然后續(xù)的熱作制過程,可將鋼錠的鑄造組織加以改變及細化,使不良影響減低,但是卻無法消除原先的鑄造組織,因而對物理及機械性能都有負面的影響。由于人們希望能通過高速鋼成份改善傳統(tǒng)高速鋼的質(zhì)量,特別是希望大直徑高速鋼碳化物顆粒尺寸能夠細小且分布均勻,巨觀的偏析產(chǎn)生,使得橫向及縱向的機械性質(zhì)沒有差別。因而在1965年于美國開始發(fā)展合金粉末制造過程,生產(chǎn)出了組織均勻無方向性的鋼種。發(fā)展至今,粉末冶金制造過程,已正式成為當今制造高性能工具鋼的主要方法。