高速(su)鋼(gang)根據其制備工藝的(de)不(bu)同可(ke)分為(wei)傳統(tong)鑄造技術、電渣重熔(rong)技術、粉末冶金技術、噴射成型(xing)技術四類，其中傳統(tong)高速(su)鋼(gang)有可(ke)分為(wei)普通高速(su)鋼(gang)、高性能(neng)高速(su)鋼(gang)、低合金高速(su)鋼(gang)等(deng)。作為(wei)一(yi)種(zhong)高合金萊(lai)氏體(ti)鋼(gang)高速(su)鋼(gang)中的(de)碳含(han)量(liang)可(ke)超過1%，且其中碳化(hua)物的(de)種(zhong)類、數量(liang)、尺寸、分布等(deng)是(shi)決定其性能(neng)的(de)關鍵因(yin)素(su)。因(yin)此，不(bu)同的(de)制備工藝對高速(su)鋼(gang)的(de)性能(neng)有著(zhu)重要影響。

　　傳統制造技術

　　概(gai)述：傳統鑄(zhu)(zhu)造(zao)高(gao)速鋼(gang)的(de)(de)(de)工(gong)藝簡單、成(cheng)本(ben)低。但(dan)由于其凝固(gu)速度緩慢，在結晶前形成(cheng)大(da)量碳和合金元素的(de)(de)(de)偏析，從而(er)(er)形成(cheng)晶間(jian)碳化物網。而(er)(er)為(wei)了消除碳化物的(de)(de)(de)不均(jun)勻分(fen)(fen)布，采(cai)用高(gao)溫反(fan)復鍛(duan)打或軋制(zhi)使其破(po)碎并均(jun)勻分(fen)(fen)布，而(er)(er)這種鍛(duan)造(zao)過(guo)程易(yi)造(zao)成(cheng)開裂(lie)，且受(shou)到(dao)加工(gong)設備和鍛(duan)壓比的(de)(de)(de)限制(zhi)導致了高(gao)速鋼(gang)從鑄(zhu)(zhu)錠(ding)到(dao)最后成(cheng)品，材(cai)料在整(zheng)個過(guo)程中(zhong)的(de)(de)(de)利用率(lv)僅在24%-36%之間(jian)。

　　缺(que)點(dian)：采用傳統鑄造制(zhi)備工藝的(de)高速鋼(gang)在使用過程中易于產生應力集中，脆性大，韌性較差、成材率低等缺(que)點(dian)。

　　電渣重熔技術

　　概述：電(dian)(dian)渣重熔技術(shu)是(shi)一種(zhong)(zhong)精煉冶金技術(shu)，它是(shi)一項(xiang)重大(da)的冶金技術(shu)進步，尤(you)其是(shi)在改(gai)善(shan)高(gao)(gao)速(su)(su)鋼低(di)倍組織和提高(gao)(gao)鋼材質量方面效果顯著。它是(shi)一種(zhong)(zhong)結合(he)鋼液二次(ci)精煉與定向凝(ning)固的一種(zhong)(zhong)綜合(he)冶金鑄造過程，通過這(zhe)種(zhong)(zhong)方法可以減(jian)少(shao)鋼液的硫(liu)磷(lin)含(han)量，提高(gao)(gao)鋼液純凈(jing)度，改(gai)善(shan)鋼的低(di)倍組織。由于電(dian)(dian)渣錠冷速(su)(su)較快(kuai)，使得鋼中碳化物分(fen)布更加均勻，組織的改(gai)善(shan)也提高(gao)(gao)了高(gao)(gao)速(su)(su)鋼的熱塑性(xing)。

　　缺點：盡管有著種種進步和(he)優點，電渣重熔凝(ning)固速度依(yi)然(ran)偏(pian)低，晶粒依(yi)然(ran)較為粗(cu)大(da)，碳(tan)化物(wu)尺寸分布依(yi)然(ran)不(bu)均勻，且其(qi)能(neng)耗高，生(sheng)產(chan)(chan)效率低，生(sheng)產(chan)(chan)過(guo)程中產(chan)(chan)生(sheng)氟化物(wu)，對(dui)環境(jing)和(he)人(ren)體危害(hai)較大(da)。

　　粉末冶金技術

　　概(gai)述：1965 年美國克魯斯伯 Crucible Steels 公司發(fa)明(ming)了(le)粉末冶金法生產高(gao)速鋼，其生產工藝(yi)主要分為兩個步驟：

　　一、氣(qi)體霧化制粉，其基本原理是將熔融的(de)高速鋼經坩堝底部(bu)導流(liu)(liu)管限流(liu)(liu)后，以一定的(de)流(liu)(liu)速流(liu)(liu)出，用高壓氬氣(qi)或純(chun)氮氣(qi)使之(zhi)霧化成一定尺度分布的(de)粉末(mo)。

　　二、粉末成(cheng)型，經篩(shai)分-預(yu)壓之(zhi)(zhi)后，在(zai)高(gao)溫(1100攝氏(shi)度)、高(gao)壓(100MPa)之(zhi)(zhi)下熱等(deng)靜壓固(gu)結、致(zhi)密化成(cheng)近終成(cheng)型的(de)毛坯或者先制備(bei)成(cheng)鋼坯再經過機加工成(cheng)最后的(de)形(xing)狀。這種工藝有(you)效地解(jie)決了一般熔(rong)煉高(gao)速鋼時鑄(zhu)錠產生(sheng)粗大碳化物(wu)共晶偏析(xi)的(de)問題，得到細小、均勻(yun)的(de)結晶組織(zhi)。

　　優點： 粉末(mo)冶金高(gao)(gao)速(su)鋼組織(zhi)細小(xiao)，其強度和韌性(xing)分別是熔煉高(gao)(gao)速(su)鋼的(de) 2 倍(bei)和 2. 5 ～ 3 倍(bei);強度高(gao)(gao)熱處理(li)尺寸穩(wen)定性(xing)好(hao)，加工性(xing)能(neng)好(hao)、硬(ying)(ying)度高(gao)(gao)、耐(nai)(nai)磨性(xing)好(hao)。高(gao)(gao)溫熱硬(ying)(ying)度也比(bi)熔煉高(gao)(gao)速(su)鋼提高(gao)(gao) HRC1～ 2，物理(li)機械性(xing)能(neng)高(gao)(gao)度各(ge)向同性(xing)，淬火(huo)變(bian)形(xing)(xing)小(xiao); 耐(nai)(nai)磨性(xing)能(neng)提高(gao)(gao) 20% ～ 30%;熱處理(li)成品率高(gao)(gao)經濟效益好(hao);成形(xing)(xing)性(xing)好(hao)，在(zai)制備精密、復雜道具方面有很大的(de)優勢。

　　缺點：粉末高(gao)速(su)鋼(gang)生(sheng)產過程過于繁瑣(suo)，工(gong)(gong)序長，一(yi)般要經(jing)過制(zhi)(zhi)粉-篩(shai)分-壓制(zhi)(zhi)-燒結，成本高(gao)價格(ge)昂貴 ;此外其還存(cun)在制(zhi)(zhi)備(bei)工(gong)(gong)藝復(fu)雜(za)、粉末氧化嚴重(zhong)、難以制(zhi)(zhi)備(bei)大(da)塊坯料(liao)等問題。

　　粉末冶金(jin)示(shi)意圖：

　　噴射成型技術

　　概(gai)述(shu)：噴射成(cheng)(cheng)型是由英國(guo)的(de)(de)Swansea大(da)學教授A.Singer于(yu)1968年(nian)提出來的(de)(de)，并于(yu)1974年(nian)由R.Brooks等人成(cheng)(cheng)功將其應用于(yu)鍛(duan)造坯(pi)的(de)(de)生產，發展了(le)著(zhu)名(ming)的(de)(de)Osprey工藝，是利用快速(su)凝(ning)固的(de)(de)方法制備高性(xing)能材料的(de)(de)先進技術(shu)。噴射成(cheng)(cheng)型高速(su)鋼也屬于(yu)粉(fen)末(mo)冶(ye)金高速(su)鋼，該技術(shu)消除了(le)成(cheng)(cheng)分宏觀偏析(xi)問題(ti)，具有粉(fen)末(mo)冶(ye)金的(de)(de)組織特點(dian)。。

　　優點：噴射成形工藝是一種融(rong)合了傳統鑄(zhu)造和粉(fen)末冶金(jin)優點的冶金(jin)技術，具(ju)體如下：

　　(1)組織(zhi)細小均勻;

　　(2)噴射(she)成形工藝相對于傳統(tong)工藝可(ke)容許更(geng)多的雜質元素;

　　(3)工(gong)藝流程(cheng)短、成(cheng)品率(lv)高、成(cheng)本(ben)低;

　　(4)氧化程度小

　　缺點：沉積(ji)態坯(pi)件中總有一定量的(de)疏松，但通(tong)常可通(tong)過(guo)擠壓、熱(re)(re)冷(leng)軋(ya)或(huo)(huo)熱(re)(re)等靜(jing)壓可達(da)到完全(quan)密室，其最終產品效率明(ming)顯低于100%;材料損(sun)失來(lai)源于：1.熔滴的(de)過(guo)噴(pen) 2.熔滴或(huo)(huo)顆粒 從(cong)坯(pi)件表面彈(dan)開 3.檢測報(bao)廢或(huo)(huo)加工損(sun)耗以(yi)及坯(pi)件基體和頂(ding)部去除 4.冶金質量問題(ti)的(de)報(bao)廢。

　　噴射(she)成型示意圖：

　　金屬粉末噴射成(cheng)型工藝流(liu)程為：金屬液(ye)(ye)(ye)霧化—液(ye)(ye)(ye)滴高速(su)(su)飛(fei)(fei)(fei)行(xing)—液(ye)(ye)(ye)滴與沉淀(dian)器或模(mo)具碰撞變形及(ji)凝固成(cheng)型。即首(shou)先將(jiang)粉末加熱成(cheng)熔(rong)(rong)融(rong)的(de)金屬液(ye)(ye)(ye)，然后進行(xing)氣體霧化;在氣體射流(liu)的(de)作(zuo)用(yong)下，液(ye)(ye)(ye)滴加速(su)(su)飛(fei)(fei)(fei)行(xing)并(bing)迅速(su)(su)冷卻(que);當(dang)高速(su)(su)飛(fei)(fei)(fei)行(xing)的(de)液(ye)(ye)(ye)滴在沉淀(dian)器內碰撞時，球形顆粒(li)受沖擊作(zuo)用(yong)而變成(cheng)扁(bian)平狀，形成(cheng)濺射片;通過沉淀(dian)器的(de)冷卻(que)作(zuo)用(yong)顆粒(li)迅速(su)(su)凝固，并(bing)在自熔(rong)(rong)性作(zuo)用(yong)下積聚成(cheng)型。