1.1.2　粉末冶金高速鋼的性能特點和用途

熔煉高速鋼突出的問題是鋼中碳化物偏析，硬而脆的碳化物在高速鋼中分布不均勻，而且鋼的晶粒粗大（尺寸為8～20μm），對高速鋼刀具的耐磨性、韌性和切削性能產生不利的影響。

粉末冶金高速鋼，是20世紀70年代開發的刀具材料。它是將高頻感應爐煉出的高速鋼液，用高壓氬氣或純氮氣使鋼水霧化，得到細小均勻的組織（高速鋼粉末），再將粉末在高溫（1100℃）、高壓（100MPa）下制成緊密的鋼坯，再經過鍛造或軋制成刀具。粉末冶金高速鋼與熔煉高速鋼相比有以下性能特點。

①粉末冶金高速鋼解決了鋼中碳化物偏析的問題。粉末冶金高速鋼的碳化物晶粒為2～3μm，碳化物分布均勻，從而提高了鋼的強度、韌性和硬度，使刀具的耐磨性提高20%～30%。這一特點，使粉末冶金高速鋼適合于制造強力斷續切削時對刀刃和刀尖要求高的刀具，如插刀、刨刀、立銑刀等。尤其適合于制造大尺寸的刀具，其耐用度可比熔煉高速鋼高2～3倍。

②磨削加工性好。由于碳化物細小均勻，粉末冶金高速鋼的磨削加工性好，含V5%的粉末冶金高速鋼的磨削加工性，相當于含V2%的熔煉高速鋼，其磨削效率比熔煉高速鋼高2～3倍，而磨削后的表面粗糙度值也顯著減小。

③能制造超硬高速鋼。在化學成分與配比相同的情況下，粉末冶金高速鋼比熔煉高速鋼的常溫硬度高1～1.5HRC，熱處理后的硬度為67～70HRC。在600℃高溫時硬度比熔煉高速鋼高2～3HRC。粉末冶金高速鋼在新工藝中還可加入TiC和NbC等碳化物，制造超硬高速鋼的新材料。

④能保證鋼的物理力學性能。由于粉末冶金的工藝特點，保證了粉末冶金高速鋼的各向同性，減小了熱處理內應力和變形。它適合于制造鉆頭、拉刀、螺紋刀具、滾刀、插齒刀等各種復雜刀具。

⑤能節省鋼材和刀具加工時間。用粉末冶金可直接壓制成刀坯，減小加工余量，節約鋼材和工時。

我國生產的粉末冶金高速鋼的牌號有FT15（W12Cr4V5Co5）FR71（W10Mo5Cr4V2Co12）、PVN（W12Mo3Cr4V3N）、GF1（W18Cr4V）、GF2（W6Mo5Cr4V2）、GF3（W10MoCr4V3Co9）。

粉末冶金高速鋼，不僅適合于切削加工一般工件材料，而且特別適合于切削加工高溫合金、鈦合金、鎳基合金、奧氏體不銹鋼和高強度鋼等難切削材料，其刀具耐用度為一般熔煉高速鋼的3～10倍。