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1909年Coolidge成功制造了韧性较好的(钨)W线,成为近代粉末冶金的开端。随着粉末冶金技术的发展,近些年来,采用粉末冶金生产直接成型的Cr、W、Mo、V等难变形的莱氏体钢,如 高速钢,是理想的模具材料,因此近年来,得到了迅速发展成为生产高性能材料的重要手段之一。
如日本大同的DEX系列(DEX60、DEX80等)日立金属的HAP系列,不二越的FAX系列,UDDEHOLM的ASP系列,BOHLER的S700系列,美国CRUCIBLE公司的粉末冶金工 模具钢发展较快,形成CPM1V、CPM3V、CPM15V等一系列的粉末冶金钢,其耐磨性和韧性比普通工艺制造的工 模具钢有明显提高。
粉末冶金法生产的进口模具钢具有均匀细小的碳化物,碳化物的面积百分比为一般模具钢的2倍,它的耐磨性、等向性、电加工性等都比普通模具钢好得多。最近利用CIP(冷等静压)和HIP(热等静压)的粉末冶金工模具钢,很容易把碳化物控制在1~5μm之内。其主要的生产原理就是把钢液在雾珠状态下迅速凝固,冷速高达104~105C/s碳化物来不及聚集长大,然后将凝固颗粒状的钢粉在高温、高压下烧结压制成坯料,再经热加工成制品或钢材。
熔化钢液雾化制粉的方法有水雾法和气雾法(通常是氩气和氮气)两种,对于用水雾法生产的钢粉,由于氧含量高,一般先通过真空处理来降低钢中的氧含量。雾化制成的粉末经过筛选焙烧成毛坯或装桶抽真空密封,经过热等静压或冷等静压后制成毛坯,也可以用精锻或热挤压制成毛坯,然后经锻轧成材。
常用的生产工艺流程有:
HIP成型工艺流程:
①原料;熔炼;雾化;粉末充填密封容器;真空脱气;热等静夺压;钢锭;锻造或轧制;热处理;检验
②英日共同推出MIM(金属粉末喷射成型法),取粉末烧结和等静压二法之优点
工艺流程如下:粉末;粘结剂;混凝合;喷射成型;脱脂;烧结。