高速鋼材料的應用

高速鋼（HSS, High SpeedSteel）是我進入刀具行業時接觸最多的一類刀具材料。

　　后來知道，我們當時所用的高速鋼應被稱為“普通高速鋼”，還有比它性能更好的，如從合金成分上要明顯優于它的鋁高速鋼，鈷高速鋼（HSS-Co）等，或從冶煉方法上要明顯優于它的粉末冶金高速鋼（PM-HSS，PowderMetallurgy High SpeedSteel）；當然也有比它性能更低一些的所謂“低合金高速鋼”。

　　高速鋼刀具材料主要由兩種基本成分構成：一種是金屬碳化物（碳化鎢、碳化鉬或碳化釩），它賦予刀具較好的耐磨性；二是分布在周圍的鋼基體，它使刀具具有較好的韌性和吸收沖擊、防止碎裂的能力

　　實踐發現高速鋼的晶粒大小對高速鋼的性能產生著巨大的影響。雖然增加鋼材中金屬碳化物顆粒的數量可以改善材料的耐磨性，但隨著合金含量的增加，碳化物的尺寸及團塊數量也會隨之增加，這對于鋼材的韌性會產生極其不利的影響，因為大的碳化物團快可能成為產生裂紋的起始點。因此，國外很早就開展研究，追求高速鋼的細晶粒化。

　　20 世紀60年代后期，粉末冶金高速鋼制造工藝在瑞典開發成功，并于70年代初期進入市場。該工藝可在高速鋼中加入較多合金元素而不會損害材料的強韌性或易磨性，從而可制成具有高硬度、高耐磨性、可吸收切削沖擊、適合高切除率加工和斷續切削加工的刀具。不過，它確實將高速鋼良好的韌性與硬質合金的高耐磨性很好地結合于一身。由于粉末冶金高速鋼中碳化物顆粒細小且分布均勻，因此與碳化物含量相同的普通高速鋼相比，其強韌性大大提高。憑借這一優勢，粉末冶金高速鋼刀具非常適合用于切削沖擊大和金屬切除率高的加工場合（如撓曲切削、斷續切削等）。此外，由于粉末冶金高速鋼的強韌性不會因金屬碳化物含量的增加而削弱，因此鋼材生產商可以在鋼中添加大量合金元素，以提高刀具材料的性能。