切削技術(shù)的發(fā)展依賴刀具技術(shù)和高速機(jī)床技術(shù)的進(jìn)步，刀具與機(jī)床的正確選用常起著決定性作用。采用耐熱性更好的新型刀具材料及涂層、合理設(shè)計(jì)刀具結(jié)構(gòu)與幾何參數(shù)、選擇最佳的切削速度是實(shí)現(xiàn)切削加工優(yōu)化的重要保障。在目前高性能刀具材料如硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、金剛石、立方氮化硼等超硬材料不斷發(fā)展的同時，高速鋼尤其是粉末冶金高速鋼，憑借其在強(qiáng)韌性、工藝性及可加工性等方面優(yōu)良的綜合性能，在復(fù)雜刀具特別是切齒刀具、拉刀和各類銑刀制造中仍占有明顯優(yōu)勢，應(yīng)用相當(dāng)廣泛。 
　　1 高速鋼發(fā)展及粉末高速鋼冶煉工藝特點(diǎn) 
　　以切削刀具為主要用途的高速鋼已經(jīng)歷了百年的發(fā)展歷程。1900 年法國巴黎世界博覽會上，美國人Taylor和White成功進(jìn)行的高速切削演示標(biāo)志著高速鋼的應(yīng)用拉開了序幕。多年來，高速鋼刀具一直占據(jù)著機(jī)械加工領(lǐng)域的主導(dǎo)地位，其發(fā)展簡史見表1。

　　高速鋼傳統(tǒng)冶煉制造工藝通常采用大噸位電弧爐冶煉、模鑄澆鑄成錠。電弧爐冶煉，鋼水容量大，成分均勻，可通過爐外精煉、真空脫氣等提高鋼水質(zhì)量；但由于鋼錠澆鑄尺寸較大，鋼水冷卻緩慢，且高速鋼化學(xué)成分復(fù)雜，合金元素含量高，使其萊氏體組織粗大，碳化物偏析嚴(yán)重。碳化物偏析程度反映了高速鋼質(zhì)量的優(yōu)劣，嚴(yán)重的偏析降低了高速鋼的性能，使鋼的鍛、軋加工困難，高合金、高性能高速鋼的發(fā)展受限。 
　　粉末冶金高速鋼改變了傳統(tǒng)的高速鋼澆鑄與成錠工藝，采用了霧化制粉及壓力加工成形。國際上較先進(jìn)的粉末高速鋼制造基本工藝是將冶煉完、符合化學(xué)成分要求的鋼水經(jīng)強(qiáng)力高壓氮?dú)忪F化，細(xì)小液滴瞬間迅速凝固成合金粉末顆粒，其粒度相當(dāng)于一般鑄錠億萬分之一的“超細(xì)小鋼錠”，形成了極快冷凝固制粉。霧化制粉完成后，合金粉末顆粒經(jīng)篩分、裝包套、搖實(shí)、抽真空脫氣等工序，再經(jīng)冷、熱等壓力加工成錠。粉末冶金高速鋼的優(yōu)點(diǎn)為成分均勻、碳化物無偏析，易實(shí)現(xiàn)高合金化；與電爐鋼比較，其強(qiáng)韌性大幅度提高，熱處理變形小，尺寸穩(wěn)定性高，可磨削性能好。 
　　2 粉末冶金高速鋼主要牌號及成分 
　　傳統(tǒng)冶煉生產(chǎn)的高速鋼牌號均可運(yùn)用粉末冶金方法生產(chǎn)，而高釩、高鈷等高合金高性能高速鋼卻是粉末冶金高速鋼所獨(dú)有的牌號(如ASP2060、ASP2080等)。表2為粉末冶金高速鋼主要牌號及成分范圍。

 　　高速鋼傳統(tǒng)冶煉制造工藝通常采用大噸位電弧爐冶煉、模鑄澆鑄成錠。電弧爐冶煉，鋼水容量大，成分均勻，可通過爐外精煉、真空脫氣等提高鋼水質(zhì)量；但由于鋼錠澆鑄尺寸較大，鋼水冷卻緩慢，且高速鋼化學(xué)成分復(fù)雜，合金元素含量高，使其萊氏體組織粗大，碳化物偏析嚴(yán)重。碳化物偏析程度反映了高速鋼質(zhì)量的優(yōu)劣，嚴(yán)重的偏析降低了高速鋼的性能，使鋼的鍛、軋加工困難，高合金、高性能高速鋼的發(fā)展受限。 
　　粉末冶金高速鋼改變了傳統(tǒng)的高速鋼澆鑄與成錠工藝，采用了霧化制粉及壓力加工成形。國際上較先進(jìn)的粉末高速鋼制造基本工藝是將冶煉完、符合化學(xué)成分要求的鋼水經(jīng)強(qiáng)力高壓氮?dú)忪F化，細(xì)小液滴瞬間迅速凝固成合金粉末顆粒，其粒度相當(dāng)于一般鑄錠億萬分之一的“超細(xì)小鋼錠”，形成了極快冷凝固制粉。霧化制粉完成后，合金粉末顆粒經(jīng)篩分、裝包套、搖實(shí)、抽真空脫氣等工序，再經(jīng)冷、熱等壓力加工成錠。粉末冶金高速鋼的優(yōu)點(diǎn)為成分均勻、碳化物無偏析，易實(shí)現(xiàn)高合金化；與電爐鋼比較，其強(qiáng)韌性大幅度提高，熱處理變形小，尺寸穩(wěn)定性高，可磨削性能好。 
　　2 粉末冶金高速鋼主要牌號及成分 
　　傳統(tǒng)冶煉生產(chǎn)的高速鋼牌號均可運(yùn)用粉末冶金方法生產(chǎn)，而高釩、高鈷等高合金高性能高速鋼卻是粉末冶金高速鋼所獨(dú)有的牌號(如ASP2060、ASP2080等)。表2為粉末冶金高速鋼主要牌號及成分范圍。

　　刀具材料的選擇需要考慮刀具類別、機(jī)床及切削條件、被加工材料及硬度等因素。隨著數(shù)控機(jī)床、中硬材料切削及高強(qiáng)鋼的大量應(yīng)用，對切削刀具的性能要求越來越高，刀具必須具備更高的硬度、紅硬性、耐磨性及韌性。一般來講，對于要求高耐磨、高韌性的刀具，如高壽命絲錐、拉刀、單齒薄刃刀具等，可選擇高碳高釩粉末高速鋼，典型牌號有M3-PM、M4-PM、M61-PM等；對于要求高速切削、高熱硬性、高壽命的刀具，如齒輪滾刀、插齒刀、數(shù)控機(jī)床用各類銑刀，可選擇高釩高鈷粉末高速鋼，典型牌號有ASP2015、ASP2030、ASP2060等。 
　　4 結(jié)語 
　　粉末高速鋼由于良好的組織一致性和碳化物的無偏析，彌補(bǔ)了普通冶煉高速鋼的嚴(yán)重缺陷，使鋼材質(zhì)量和性能全面提高。粉末冶金高速鋼刀具在加工鐵基高溫合金、鈦合金、超高強(qiáng)鋼等難加工材料時表現(xiàn)出了良好的切削性能及綜合力學(xué)性能。由于粉末高速鋼冶煉及霧化制粉的特殊性，工藝及設(shè)備要求相對復(fù)雜，鋼材制造成本較高，目前在精密復(fù)雜刀具生產(chǎn)中應(yīng)用較多，還有待進(jìn)一步推廣應(yīng)用。