粉末冶金高速度鋼とは何ですか？通常の高速度鋼との違いは何ですか？
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著者 : Xiangrong Yuan
更新時間 : 2017-08-11 09:51:00
図1は、粉末冶金法による高速度鋼と従来の高速度鋼の顕微鏡下での微細構造の違いを示しています。明らかに、従来の高速度鋼には多くの粗大なブロックが存在し、その衝撃靭性は低いと言えます。
タングステンカーバイドと比較すると、理想的な作業環境での通常の耐用年数は劣ります。しかし、その衝撃靭性はタングステンカーバイドよりもはるかに優れており、実際の使用寿命はタングステンカーバイドを上回る可能性があります。タングステンカーバイドは非常に脆く、一度亀裂が入ると使用できなくなります。さらに、粉末冶金高速度鋼は優れた被削性を有しています。通常の鋼材と同様に、熱処理や旋盤、平削り、フライス加工、研削加工などの機械加工が可能ですが、タングステンカーバイドではこれができず、金型のコストを大幅に削減できます。
従来の高速度鋼のこの欠点を改善するため、世界中で粉末冶金技術が採用されています。溶融状態の高速度鋼は、粉ミルクのように圧縮空気で微細な粒子に吹き付けられ、特定の形状に配置されます。金型内で高速度鋼粒子は高圧により円柱やシートに圧縮成形され、様々な部品が製造されます。この種の高速度鋼は粉末冶金高速度鋼と呼ばれます。
溶解後、高速度鋼は鋳型に注がれます。鋳型は予熱されていますが、最高温度は約300°Cです。1500°Cの高温の高速度鋼溶湯が鋳型に注がれると、鋳型内壁に接触する溶湯は急速に冷却・固化しますが、鋳型中央部の溶湯は周囲の高速度鋼層のために一定温度を保ちます。そのため、ゆっくりとしか冷却できません。その硬さと金属組織は周囲の高速度鋼とは異なります。後の鍛造や熱処理で状況は改善されますが、問題は残ります。また組織を均一にするのは困難です。これが従来の高速度鋼の問題点です。
高温の高速度鋼は空気中で急速に硬化しますが、これはその焼入れ速度が極めて速いことを示しています。このため、高速度鋼の溶解と熱処理にはより高い要求が課せられます。速度が遅いと、その優れた性能に影響が出ます。
高速度鋼はタングステンを高含有しており、機械加工業界ではその優れた高速切削性能で知られています。タングステン含有量の違いにより、市場では主に2種類に大別されます：1つは18/4/2（T1類似、化学組成W18Cr4Mo2）、もう1つは6/5/4/2（M2相当、化学組成W6Cr5Mo4V2）です。現在、後者が前者を徐々に置き換えつつあります。
タングステンカーバイドと比較すると、理想的な作業環境での通常の耐用年数は劣ります。しかし、その衝撃靭性はタングステンカーバイドよりもはるかに優れており、実際の使用寿命はタングステンカーバイドを上回る可能性があります。タングステンカーバイドは非常に脆く、一度亀裂が入ると使用できなくなります。さらに、粉末冶金高速度鋼は優れた被削性を有しています。通常の鋼材と同様に、熱処理や旋盤、平削り、フライス加工、研削加工などの機械加工が可能ですが、タングステンカーバイドではこれができず、金型のコストを大幅に削減できます。
従来の高速度鋼のこの欠点を改善するため、世界中で粉末冶金技術が採用されています。溶融状態の高速度鋼は、粉ミルクのように圧縮空気で微細な粒子に吹き付けられ、特定の形状に配置されます。金型内で高速度鋼粒子は高圧により円柱やシートに圧縮成形され、様々な部品が製造されます。この種の高速度鋼は粉末冶金高速度鋼と呼ばれます。
溶解後、高速度鋼は鋳型に注がれます。鋳型は予熱されていますが、最高温度は約300°Cです。1500°Cの高温の高速度鋼溶湯が鋳型に注がれると、鋳型内壁に接触する溶湯は急速に冷却・固化しますが、鋳型中央部の溶湯は周囲の高速度鋼層のために一定温度を保ちます。そのため、ゆっくりとしか冷却できません。その硬さと金属組織は周囲の高速度鋼とは異なります。後の鍛造や熱処理で状況は改善されますが、問題は残ります。また組織を均一にするのは困難です。これが従来の高速度鋼の問題点です。
高温の高速度鋼は空気中で急速に硬化しますが、これはその焼入れ速度が極めて速いことを示しています。このため、高速度鋼の溶解と熱処理にはより高い要求が課せられます。速度が遅いと、その優れた性能に影響が出ます。
高速度鋼はタングステンを高含有しており、機械加工業界ではその優れた高速切削性能で知られています。タングステン含有量の違いにより、市場では主に2種類に大別されます：1つは18/4/2（T1類似、化学組成W18Cr4Mo2）、もう1つは6/5/4/2（M2相当、化学組成W6Cr5Mo4V2）です。現在、後者が前者を徐々に置き換えつつあります。
図1 粉末冶金高速度鋼と従来の高速度鋼の微細構造
