美國(guó)COM粉末鋼和傳統(tǒng)冶金工藝的差異
熔爐斯伯(Crucible)又稱"坩鍋鋼"公司,是北美地區(qū)最大的工具鋼生產(chǎn)商和供應(yīng)商。該公司獨(dú)創(chuàng)著名的CPM粉末冶金工具鋼工藝,產(chǎn)品享譽(yù)美國(guó)及歐洲,是國(guó)際公認(rèn)的頂級(jí)工模具制造材料。
CPM即是Crucible Particle Metallurgy(粉末冶金工藝)的簡(jiǎn)稱。早在1970年熔爐斯獨(dú)有的微粒治金技術(shù)(CPM)就已經(jīng)應(yīng)用到商業(yè)生產(chǎn)中來制造高速工具鋼和其它高合金工具剛。這種新技術(shù)不但可以用來生產(chǎn)性能卓越的高級(jí)工具鋼,還可以生產(chǎn)傳統(tǒng)工藝無法生產(chǎn)的更高合金比的超級(jí)合金。在許多應(yīng)用領(lǐng)域,CPM產(chǎn)品所帶來的利益大大超越了傳統(tǒng)的模鑄工具鋼。
傳統(tǒng)的制鋼工藝采用大電爐治煉,通常要經(jīng)過二次精煉,如AOD。精煉之后的鋼液經(jīng)過中間鋼包鑄入鋼錠模中成錠。
盡管鋼水中的元素分布是均勻的,但是由于在固化冷卻的過程中合金元素偏析的存在,導(dǎo)致產(chǎn)均勻的鑄造組織的生成。對(duì)于高速工具鋼和其它的高碳工具鋼,在鋼水的冷卻過程中,碳化物會(huì)在晶界析出形成粗大的網(wǎng)狀碳化物 。后續(xù)的加工過程就是致力使其破碎,細(xì)化組織結(jié)構(gòu)。但是無法徹底的消除這種這種由于偏析造成的影響。合金元素的含量越高,偏析對(duì)最終產(chǎn)品的性能所產(chǎn)生的負(fù)面影響就越大。
所謂熔爐斯伯“微粒”治金工藝(CPM)與傳統(tǒng)工藝相比獨(dú)到之處在于成錠過程,經(jīng)過精煉的鋼水通過一個(gè)噴嘴,高速氣體的沖擊使其霧化成為微小的球形液滴散落,快速冷卻形成微粒粉末,并在霧化塔底部收集起來。實(shí)質(zhì)上,可以將每一個(gè)微小的球狀粉末顆粒都是視為一個(gè)微小的鋼錠,由于冷卻速度極高,從而阻止了偏析的形成,所以每個(gè)粉末顆粒的經(jīng)學(xué)元素的分布是十分均勻的。細(xì)微的粉末顆粒尺寸和極高的冷卻速度,使沉演碳化物的尺寸非常細(xì)小。CPM鋼細(xì)微的碳化物在此后的加工過程中得持久地以保持,直至最終產(chǎn)品。
粉末微粒經(jīng)過篩分,置于包套中并抽真空和密封,然后在相等于鍛造溫度條件下進(jìn)行熱等靜壓壓制(HTP),使其成為完全致密、組織結(jié)構(gòu)均勻、晶粒度細(xì)小的鋼錠,高碳鋼則呈現(xiàn)出極為均勻的碳化物分布狀態(tài)。盡管鋼錠是經(jīng)過熱等靜壓壓制成型的,完全可以同傳統(tǒng)鋼錠一樣采用鍛造,軋制等通用手段進(jìn)行加工。但是材料最終性能如韌性等的改善是巨大的.
回答:2007-4-27 9:58:40