hap40粉末高速鋼是一種高鈷、高釩、高耐磨性的高性能粉末冶金高速鋼,由日本日立金屬開發(fā),廣泛應用于精密沖壓模具、切削刀具及耐磨零件。
hap40粉末高速鋼性能源于獨特的粉末冶金+熱等靜壓(HIP)制備工藝,有效克服了傳統(tǒng)鑄鍛高速鋼碳化物偏析嚴重、韌性不足的缺陷,實現組織均勻、細晶強化與高紅硬性(600℃下硬度仍達HRC60以上)。

一、真空感應熔煉
首先將高純鐵、鎢、鉬、鉻、釩、鈷等原料按精確配比在真空感應爐中熔煉,嚴格控制氧、硫、氮等雜質含量([O]<100ppm)。熔體經電磁攪拌確保成分均勻,隨后澆注成預合金鋼錠,為后續(xù)霧化提供高質量原料。
二、惰性氣體霧化
將母合金重熔后,通過高壓氬氣或氮氣噴嘴進行離心或層流霧化,熔滴在快速冷卻(冷卻速率10–10K/s)下凝固為直徑15–150μm的球形粉末。此過程抑制粗大共晶碳化物(如MC、MC)形成,獲得細小彌散的碳化物前驅體。
三、篩分與脫氣
霧化粉末經振動篩分,選取合適粒徑區(qū)間(通常45–150μm),再于真空脫氣爐中600–800℃加熱數小時,去除吸附氣體與表面氧化膜,防止后續(xù)燒結產生氣孔。
四、熱等靜壓(HIP)致密化
將脫氣粉末裝入低碳鋼包套,抽真空密封后置于熱等靜壓爐中,在高溫(1100–1200℃)與高壓(100–200MPa)氬氣環(huán)境下保溫數小時。粉末顆粒通過塑性變形、擴散蠕變與晶界滑移實現全致密化(密度>99.8%),獲得無宏觀偏析、各向同性的坯料。
五、后續(xù)熱處理
HIP坯料經鍛造或軋制成材后,進行高溫淬火(1180–1200℃)+多次回火(540–560℃×3次),促使殘余奧氏體轉變并析出彌散ε-碳化物,獲得高硬度(HRC64–67)、高耐磨性與良好韌性的綜合性能。
六、技術優(yōu)勢與應用
相比傳統(tǒng)M2或ASP23,HAP40因高鈷(8%)提升紅硬性,高釩(3%)增強耐磨性,特別適用于加工高強度鋼板、鈦合金等難切削材料。其制備工藝代表了工具鋼“成分—組織—性能”一體化控制的水平。