高速钢的制造方法有兩(liǎng)種(zhǒng)，一为传统的钢锭浇铸，另一種(zhǒng)则为利用粉末冶金方法制造。传统冶炼制造通常又分为二次精炼（EAF+LF+VD）或电渣重熔（ESR）制程兩(liǎng)类，上述方法中由于金属液缓慢冷却，會(huì)造成(chéng)合金的不均匀偏析和合金碳化物的生長(cháng)粗大化，而影响到高速钢的性能(néng)。虽然後(hòu)续的热作制過(guò)程，可將(jiāng)钢锭的铸造组织加以改变及细化，使不良影响减低，但是却无法消除原先的铸造组织，因而對(duì)物理及机械性能(néng)都(dōu)有负面(miàn)的影响。由于人们希望能(néng)改善传统高速钢的质量，特别是希望大直径高速钢碳化物颗粒尺寸能(néng)够细小且分布均匀，巨观的偏析产生，使得横向(xiàng)及纵向(xiàng)的机械性质沒(méi)有差别。因而在1965年于美國(guó)開(kāi)始發(fā)展合金粉末制造過(guò)程,生产出了组织均匀无方向(xiàng)性的钢種(zhǒng).發(fā)展至今，粉末冶金制造過(guò)程,已正式成(chéng)为当今制造高性能(néng)工具钢的主要方法。 
    此制造過(guò)程的主要原理是:將(jiāng)已调配合金成(chéng)份的高温熔融钢液，流出時(shí)加以高压氮体雾化，使其快速凝固成(chéng)均匀组成(chéng)之粉末颗料，再經(jīng)過(guò)筛选并充填至已抽真空且密封的圆柱形钢瓶中，并進(jìn)行热均压（HIP），使钢瓶内的颗粒成(chéng)为完全密实的材料，再直接經(jīng)由传统锻造，辊轧成(chéng)不同形状之产品，如：圆棒、板材、片材和线材料等来供应工业界使用。 
    粉末高速钢在实际使用上的主要优点有： 
    1、磨削性好(hǎo)； 
    2、热处理变形小及硬度均匀性佳； 
    3、韧性高； 
    4、耐磨耗性佳； 
    5、使用寿命長(cháng)且稳定。 
    由于生产粉末高速钢具有一定之技术门槛，目前在全世界粉末高速钢的生产厂家并不多，主要集中在欧洲、日本及美國(guó)，代表厂有美國(guó)Crucible,欧洲（ASSAB、Soderfors、Erasteel、Bohler、DSS、Carpenter），日本（Hitachi、Daido、Nachi、Kobe）。中國(guó)目前并沒(méi)有实际商业化生产粉末高速钢，全部由國(guó)外進(jìn)口。因此在多数中國(guó)使用者印象中對(duì)粉末高速钢只存有模糊的概念，只知它代表一種(zhǒng)性能(néng)优良且价格很贵的高级高速钢。其它的了解及如何应用并不清楚。由于粉末高速钢品種(zhǒng)牌号相当多，笔者仅就(jiù)几種(zhǒng)本公司經(jīng)常库存同時(shí)较常用到的四类钢種(zhǒng)做說(shuō)明，提供广大使用客户参考及选择。 
    高速钢工具钢的分类与性质比较 
    选择合适的高速钢作为切削工具時(shí)及模具時(shí)，有三项重要的性质是必须慎重的考虑。分别是耐磨性、韧性及高温硬度，以传统M2为基础，从合金元素的角度来看，三个主要發(fā)展方向(xiàng)是： 
    （1）提高钒（V）含量，以增加耐磨耗性。 
    （2）提高钴（Co）含量，以增加热间硬度。 
    （3）同時(shí)提高钒及钴的含量，而兼顾耐磨耗性及热间硬度。 
    以下就(jiù)對(duì)四種(zhǒng)粉末高速钢与传统高速钢做比较并且分别說(shuō)明之： 
    (A)  PM-A23 
     PM-A23是目前使用上最多的粉末高速钢，它相当于ASP23 是目前所有高速钢中韧性最好(hǎo)材料，同時(shí)又有极佳之耐磨耗性的钢種(zhǒng)。一般来說(shuō)高速钢中耐磨性會(huì)随其合金成(chéng)份和最高硬度增加而提高，而韧性则會(huì)随合金量的增加而降低，因此才會(huì)在传统高速钢M2的基础上開(kāi)發(fā)出PM-A23。耐磨性好(hǎo)坏取决于热处理後(hòu)的硬度以及碳化物的形成(chéng)有关，PM-A23在M2中增加碳及钒，提高耐磨耗性。同時(shí)在考虑韧性的前提下，使用粉末冶金制程改善韧性，使粉末PM-A23的韧性高于传统M2高速钢，根据统计其韧性约为传统高速钢的2-3倍，耐磨性亦为了3-5倍。使用范围颇为广泛，适用于各種(zhǒng)冲压模、嵌入模、粉末成(chéng)型模以及刀具中之拉刀、铣刀、丝攻、剪切刀中，任何需耐磨或强韧性的零件均可适用。综合上述兩(liǎng)项性质，PM-A23是目前市场上最通用与最佳性能(néng)的高速优质钢。使用硬度上则因不同行业而有所不同，视生产需要而定，一般在HRC 60-66之间，最为合适，太高或太低都(dōu)不正常。 
    （B）PM-T15 
    PM-T15是一種(zhǒng)钨基高速钢，具有非常高的硬度及耐磨性，又含有钴，因而具有良好(hǎo)的热间硬度。适用于重切削，高切削效率及大進(jìn)给高硬度之难加工材料，常常被(bèi)用在取代碳化钨零件来使用，具有很高的评价，耐磨性约为传统高速钢的5-7倍，韧性与M2约略相同，广泛应用在滚齿刀、拉刀、铣刀、丝锥、以及需要耐磨之冲压模具，精密下料等。尤其是在航空工业高温合金涡轮盘扁拉刀的首选材料，以及制作加工难切削材和调质材的丝锥及模具铣刀。 
    由于含钨量高，具有很高之耐磨性，特别适合于精密冲模上，特别是使用PM-A23产生易磨损或寿命不够長(cháng)時(shí)，可以PM-T15代替，但建议在冲压件上使用時(shí)、工件厚度最好(hǎo)不要超過(guò)2.5mm厚度，一般常用硬度约为HRC 65-67。 
    (C) PM-10V 
    PM-10V在國(guó)内熟悉程度较低，但在欧美國(guó)家却被(bèi)广泛应用，其中最具特色的性质就(jiù)是它的高耐磨性。是以磨耗测试的实验数据，將(jiāng)PM-10V与其它几種(zhǒng)高速钢的比较。值得一提的是PM-10V由于含有接近10%之钒成(chéng)份，因此产生最具耐磨性VC碳化物，所以虽然硬度只有HRC60左右，但仍比 PM-T15 HRC67 有更好(hǎo)的耐磨性并不需要做到更高硬度就(jiù)可以达到耐磨的目的。這(zhè)主要是和碳化物型式及数量有关。 
    一般来說(shuō)PM-10V耐磨性是传统高速钢的7-10倍。對(duì)用于取代碳化钨和其它要求高耐磨性材料是最佳的选择。特别是用在切刀片、粉碎机叶片、剪断及剪切之刀口。粉末成(chéng)型模具及其它要求耐耗之零件。一般使用建议硬度为HRC 60-62。PM-10V 主要是靠碳化物形成(chéng)增加耐磨性，但有時(shí)候在使用時(shí)，需要更高的硬度以抵抗不正常之粗粒磨损现象或是需要有更好(hǎo)的抗压降伏强度時(shí)，我们會(huì)建议使用PM-T15来代替。 
    （D）PM-A60 
    PM-A60相当于ASP-60是一種(zhǒng)高碳、高钴之粉末高速钢因为含钴量高（>10%）。因此具有优异的热间硬度及强度，在需兼具热间硬度，耐磨性及韧性的场合，此種(zhǒng)钢材是最佳选择。一般使用硬度可以达到HRC 67-69适合在高速冲模模具、冲头、铣刀、精加工立铣刀、拉刀上。此種(zhǒng)钢種(zhǒng)由于合金含量高，因此价格也高，通常在日资、台资商接受程度较高，在美國(guó)市场较为少用。 
    结语 
    粉末高速钢，由于良好(hǎo)的组织均匀性和碳化物无偏析的特点，弥补了普通高速钢的先天缺陷，使钢材质量和性能(néng)得以全面(miàn)提升。對(duì)目前工业提升增加了莫大的推动力，但是因为對(duì)粉末高速钢材料特性的不了解，因此一般的使用者并无法在付出高价的同時(shí)得到相当的回报。這(zhè)其中主要是与材料选用，热处理以及加工上的专业知识有关。尤其是在热处理工艺上与传统高速钢有极大的不同，具有极高的工艺技术。由于國(guó)内热处理业者，程度参差不齐，我们發(fā)现目前绝大多数國(guó)内粉末高速钢使用者，产生问题中有98%以上是存在于热处理问题，這(zhè)一点与热处理技术開(kāi)展较为成(chéng)熟的日本及台湾差异较多，因此，我们建议使用者在使用粉末高速钢時(shí)选择较正规及专业程度化高的供应商。同時(shí)要求其提供相對(duì)应的配套服务，這(zhè)样對(duì)使用者来說(shuō)是较有保障的。

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