HSS، High SpeedSteel، هو نوع من مواد الأدوات التي أتصل بها كثيرًا عندما أدخل صناعة الأدوات.لاحقًا، علمنا أن الفولاذ عالي السرعة الذي استخدمناه في ذلك الوقت يجب أن يسمى "الفولاذ العادي عالي السرعة"، وهناك خصائص أفضل منه، مثل الفولاذ عالي السرعة من الألومنيوم، والفولاذ عالي السرعة من الكوبالت، وما إلى ذلك، والتي من الواضح أنها متفوقة عليه من حيث تكوين السبائك، أو الصلب عالي السرعة من حيث تعدين المساحيق والذي من الواضح أنه متفوق عليه من حيث طريقة الصهر؛بالطبع، هناك أيضًا ما يسمى بـ "الفولاذ عالي السرعة منخفض السبائك" ذو الأداء المنخفض.
تتكون مادة الأداة الفولاذية عالية السرعة بشكل أساسي من مكونين أساسيين:أحدهما هو كربيد المعدن (كربيد التنغستن، كربيد الموليبدينوم أو كربيد الفاناديوم)، مما يمنح الأداة مقاومة أفضل للتآكل؛والثاني هو المصفوفة الفولاذية الموزعة حولها مما يجعل الأداة تتمتع بصلابة أفضل وقدرة على امتصاص الصدمات ومنع الشظايا
لقد وجد أن حجم حبيبات الفولاذ عالي السرعة له تأثير كبير على خصائص الفولاذ عالي السرعة.على الرغم من أن زيادة كمية جزيئات الكربيد المعدني في الفولاذ يمكن أن تحسن مقاومة التآكل للمادة، إلا أنه مع زيادة محتوى السبائك، سيزداد أيضًا حجم الكربيد وعدد التكتلات، مما سيكون له تأثير سلبي للغاية على المتانة من الفولاذ، لأن مجموعات الكربيد الكبيرة قد تصبح قريبًا نقطة البداية للشقوق.لذلك، أجرت الدول الأجنبية أبحاثًا في وقت مبكر جدًا لمتابعة الحبوب الدقيقة للفولاذ عالي السرعة.
في أواخر الستينيات، تم تطوير عملية تصنيع الصلب عالي السرعة بمعالجة مسحوق المعادن بنجاح في السويد ودخلت السوق في أوائل السبعينيات.يمكن لهذه العملية إضافة المزيد من عناصر السبائك إلى الفولاذ عالي السرعة دون الإضرار بقوة المادة أو صلابتها أو قابلية طحنها، بحيث يمكن للأداة ذات الصلابة العالية ومقاومة التآكل العالية أن تمتص تأثير القطع، وتكون مناسبة لمعالجة معدل القطع العالي. ويمكن إجراء معالجة القطع المتقطعة.ومع ذلك، فهو يجمع بين المتانة الجيدة للفولاذ عالي السرعة ومقاومة التآكل العالية للكربيد الأسمنتي.نظرًا للتوزيع الدقيق والموحد لجزيئات الكربيد في مسحوق الصلب عالي السرعة، فقد تم تحسين قوته وصلابته بشكل كبير مقارنة بالفولاذ العادي عالي السرعة الذي يحتوي على نفس محتوى الكربيد.مع هذه الميزة، تعد أدوات تعدين المساحيق الفولاذية عالية السرعة مناسبة جدًا لمناسبات التصنيع ذات تأثير القطع الكبير ومعدل إزالة المعدن العالي (مثل القطع المرن، والقطع المتقطع، وما إلى ذلك).بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن قوة ومتانة الفولاذ عالي السرعة من تعدين المساحيق لن تضعف بسبب زيادة محتوى كربيد المعدن، يمكن لمصنعي الصلب إضافة كمية كبيرة من عناصر السبائك إلى الفولاذ لتحسين أداء مواد الأدوات.في الوقت نفسه، نظرًا لأن موارد التنغستن (W) هي موارد استراتيجية، ولأن الكربيدات الأسمنتية الحديثة تستخدم موارد التنغستن بكميات كبيرة، فقد أصبح الفولاذ عالي السرعة منخفض التنغستن اتجاهًا لأبحاث وتطوير الفولاذ عالي السرعة.تم تطوير الفولاذ عالي السرعة المحتوي على الكوبالت (HSS-Co) بعدد كبير في البلدان الأجنبية.في وقت لاحق، تم الاعتراف دوليًا بأن الفولاذ عالي السرعة الذي يحتوي على الكوبالت بنسبة تزيد عن 2% من الكوبالت كان عبارة عن فولاذ عالي السرعة عالي الأداء (HSSE).يلعب الكوبالت أيضًا دورًا واضحًا في تحسين أداء الفولاذ عالي السرعة.يمكنها تعزيز ذوبان الكربيدات بشكل أكبر في المصفوفة أثناء التبريد والتسخين، واستخدام صلابة المصفوفة العالية لتحسين مقاومة التآكل.يتميز الفولاذ عالي السرعة بالصلابة الجيدة والصلابة الحرارية ومقاومة التآكل وقابلية الطحن.عادةً ما يتراوح محتوى الكوبالت في الفولاذ التقليدي عالي السرعة من الكوبالت في العالم بين 5% و8%.على سبيل المثال، تتميز W2Mo9Cr4VCo8 (العلامة التجارية الأمريكية M42) بمحتوى منخفض من الفاناديوم (1%) ومحتوى عالي من الكوبالت (8%) وصلابة المعالجة الحرارية 67-70HRC.مع ذلك، يتم أيضًا اعتماد طرق معالجة حرارية خاصة للحصول على صلابة 67-68HRC، مما يحسن أداء القطع (خاصة القطع المتقطع) ويحسن صلابة الصدمات.يمكن تصنيع فولاذ الكوبالت عالي السرعة في مجموعة متنوعة من الأدوات، والتي يمكن استخدامها لقطع المواد التي يصعب تصنيعها بتأثير جيد.بسبب أداء الطحن الجيد، يمكن تحويلها إلى أدوات معقدة، والتي تستخدم على نطاق واسع على المستوى الدولي.ومع ذلك، تعاني الصين من نقص موارد الكوبالت، كما أن سعر فولاذ الكوبالت عالي السرعة باهظ الثمن، حيث يبلغ حوالي 5 إلى 8 أضعاف سعر الفولاذ العادي عالي السرعة.
لذلك، طورت الصين الفولاذ عالي السرعة المصنوع من الألومنيوم.درجات فولاذ الألمنيوم عالي السرعة هي W6Mo5Cr4V2Al (المعروف أيضًا باسم 501 فولاذ)، W6Mo5Cr4V5SiNbAl، W10Mo4Cr4VAL (المعروف أيضًا باسم 5F6 فولاذ)، وما إلى ذلك، وعناصر الألومنيوم (Al)، والسيليكون (Si)، والنيوبيوم (Nb) هي بشكل أساسي وأضاف لتحسين الصلابة الحرارية ومقاومة التآكل.إنها مناسبة لموارد الصين، والسعر منخفض.يمكن أن تصل صلابة المعالجة الحرارية إلى 68HRC، كما أن صلابة الحرارة جيدة أيضًا.ومع ذلك، فإن هذا النوع من الفولاذ سهل الأكسدة وإزالة الكربنة، كما أن اللدونة وقابلية الطحن ضعيفة قليلاً، والتي لا تزال بحاجة إلى التحسين.
وقت النشر: 24 فبراير 2023