摘要：簡(jiǎn)述 DSS 廠粉末高速鋼、粉末鋼生產(chǎn)方法、鋼材品種、尺寸范圍及供貨技術(shù)條件。
關(guān)鍵詞：粉末冶金工具鋼；粉末冶金高速鋼；
一、DSS 廠概況
DSS 廠位于烏克蘭第聶伯(Dnieper)河畔工業(yè)區(qū)，建于 1932 年，現(xiàn)已有約90 年歷史，2002年共生產(chǎn)各種特殊鋼23.2萬(wàn)噸，年銷(xiāo)售值1.4億美元，其中40.5％銷(xiāo)往歐洲，21.4％銷(xiāo)獨(dú)聯(lián)體各國(guó)，其余38.1％在烏克蘭銷(xiāo)售。2001 年其不銹鋼、工具鋼、高速鋼、耐熱合金等高合金鋼的比例達(dá)62％，其余38％為軸承鋼、合結(jié)鋼等。
DSS 鋼廠是世界上第一家應(yīng)用 ESR（電渣重熔）技術(shù)的鋼廠。
DSS 廠是獨(dú)聯(lián)體航天、燃?xì)廨啓C(jī)，軍工及海上石油鉆探等重要原材料生產(chǎn)基地。 1980 年該廠從瑞典引進(jìn)粉末冶金工具鋼和高速鋼的生產(chǎn)設(shè)備及技術(shù)并投人生產(chǎn)。本廠是目前獨(dú)聯(lián)體各國(guó)中唯一生產(chǎn)PM HSS和PM TS的工廠。其熱等靜壓(HIP)設(shè)備可處理直徑為(500±10)mm，長(zhǎng)度為(1710±20)mm，重量達(dá)(1900±200)kg 的包套。
2001 年12月以前，DSS 廠的 PM HSS 主要為美國(guó)熔爐伯（Crucible）鋼廠進(jìn)行貼牌生產(chǎn)，我廠質(zhì)量水平達(dá)到熔爐斯伯廠的技術(shù)指標(biāo)且成本更為低廉。這幫助了 Crucible 以?xún)r(jià)格優(yōu)勢(shì)將日本日立金屬的PM HSS 完全擠出美國(guó)市場(chǎng)。而百祿（Bohler）在1999年底自己的噴粉裝置未投產(chǎn)前，DSS廠是其鋼粉供應(yīng)商之一，由百祿鋼廠自行HIP后制成PM HSS材出售。DSS 廠年產(chǎn)粉末鋼 2000 噸以上。
二、DSS 廠的PM HSS 生產(chǎn)簡(jiǎn)單流程
PM HSS 采用粉末冶金工藝，高速氣體沖擊使鋼水霧化成微小的球狀液滴滴落，快速冷卻形成細(xì)微粉末，每個(gè)粉末的元素分布均勻，冷卻速度極快從而沒(méi)有偏析，鋼粉經(jīng)過(guò)篩置入鋼包套，焊封頂蓋。鋼包套尺寸為：直徑500±10mm，長(zhǎng)度1710± 20mm，重1900±200kg。包套在 250MPa（2000 大氣壓）進(jìn)行冷等靜壓；然后進(jìn)行熱等靜壓（HIP）,溫度為 1150℃，壓力為 100MPa（1000 大氣壓），以獲得致密的鋼坯，經(jīng)擠壓 的鋼坯尺寸為直徑 450±20mm，長(zhǎng)度1500±100mm，重量1910±200kg，鋼坯經(jīng)鍛壓直到成品尺寸。
DSS 廠有兩臺(tái) GFM 長(zhǎng)材精鍛機(jī)，能力為 3.4MN 和 10MN，10MN 精鍛機(jī)的相對(duì)錘頭開(kāi)口距離為550mm，可鍛直徑410 以下的PM HSS 粉末鋼。
DSS 廠在技術(shù)條件中規(guī)定，對(duì)直徑 200mm 及以下的棒材，或相等截面的方扁材，其鍛壓比最小為 4.此值由DSS工藝保證，不在質(zhì)量保證書(shū)中注明。
對(duì)直徑大于200mm的棒材，或相等界面的方扁材，其鍛壓比最小為2.5并在質(zhì)量保證書(shū)中注明。其他鍛壓比值可由供需雙方商定。
PM HSS 粉末鋼無(wú)共晶碳化物不均勻性的問(wèn)題，因?yàn)樵跓岬褥o壓（HIP）過(guò)程中鋼粉顆粒表面只會(huì)相互燒結(jié)而不會(huì)熔化。 鍛壓比只涉及鋼材致密性問(wèn)題，故可采用比普通冶煉高速鋼較小的鍛壓比。DSS 粉末鋼，其尺寸范圍為直徑 2-410mm 的棒材，直徑 415-700 的鋼盤(pán)（其直徑/厚度比大于1.0），邊長(zhǎng)80-350mm 的鍛造方鋼及邊長(zhǎng)30-350×90-800mm 的鍛造扁鋼。
三、DSS 廠可生產(chǎn)的粉末鋼鋼種
DSS C Cr Mo W V Co S P
PM 2 0,83 4,20 5,00 6,40 1,90 --- 0,030 0,030
PM 4 1,35 4,30 4,90 5,90 4,10 --- 0,030 0,030
PM 7 1,00 3,80 8,70 1,75 2,00 --- 0,030 0,030
PM 9 1,80 5,30 1,30 --- 8,70 --- 0,030 0,030
PM 10 2,45 5,30 1,30 --- 9,40 --- 0,05 0,030
PM 14 1,30 4,15 0,85 12,00 3,75 --- 0,0300,030
PM 23 1,35 4,20 4,80 6,00 3,90 --- 0,030 0,030
PM T15 1,60 4,00 --- 12,20 5,00 5,00 0,030 0,030
PMT15+ 1,60 4,80 2,00 10,50 5,00 8,00 0,030 0,030
PM 30 1,30 4,20 5,00 6,30 3,00 8,00 0,030 0,030
PM 60 2,30 4,00 7,00 6,50 6,50 10,50 0,030 0,030
PM 42 1,10 3,75 9,50 1,50 1,15 8,50 0,030 0,030
PM 48 1,50 4,00 5,20 10,00 3,00 9,00 0,07 0,030
PM 440 2,20 17,50 0,50 --- 5,80 --- 0,030 0,030
PM D2 1,55 11,50 0,70 --- 0,95 --- 0,030 0,030
PM D7 2,30 12,50 1,10 --- 4,00 --- 0,020 0,030
PM D3 2,00 11,50 --- --- --- --- 0,030 0,030
DSS 廠同時(shí)掌握包括美國(guó)、法國(guó)、奧國(guó)、德國(guó)等在內(nèi)的包括：CPM10V CPMREX45 ASP2023 ASP2030 ASP2060 S390 S590 S690 S790 等制造工藝。
DSS 廠對(duì)微量元素規(guī)定為：
微量元素 Ti Al Ni Cu P S
含量≦ 0.03 0.035 0.4 0.3 0.03 0.03
注：也可供應(yīng)含S為0.06%--0.15%和Mn≦0.80%的鋼，但要在合同中注明。
DSS 廠對(duì)氣體含量規(guī)定值為：
氣體種類(lèi) 類(lèi)別 Ar N2 O2
含量≦ PM HSS 0.05 800 150/10-6ppm
PM TS 0.05 1500 200
四、DSS 廠各牌號(hào)粉末鋼的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)
1、退火硬度
DSS 廠各種牌號(hào)規(guī)定的退火硬度值完全按原采用的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或廠標(biāo)上個(gè)規(guī)定的退火硬度值，并在質(zhì)保書(shū)中注明。
- 超聲波檢測(cè)直徑或厚度為20mm及以上的粉末鋼按照德國(guó)鋼鐵測(cè)試圖頁(yè)SEP1921進(jìn)行超聲波檢測(cè)，需符合以下標(biāo)準(zhǔn)：直徑或厚度組級(jí)20-410 3 Ee415-745 3 De，對(duì)直徑小于20mm的磨光和拋光材，其制造工藝應(yīng)保證其在半成品時(shí)能通過(guò)超聲波檢測(cè)要求（組3，級(jí)Ee）。
3、宏觀組織檢驗(yàn)按原蘇聯(lián)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) TOCT28293-89粉末冶金高速鋼一般技術(shù)條件，在宏觀檢查中不允許有夾層、夾雜物、裂紋及嚴(yán)重等級(jí)3級(jí)的環(huán)狀硫化物液析。
4、微觀組織檢查按 TOCT28293-89，不允許有：超過(guò)嚴(yán)重等級(jí)3級(jí)的顯微疏松帶狀組織（有較多殘余奧氏體，顏色較基體稍白）超過(guò)2 級(jí)氧化物沉淀于鋼粉顆粒邊緣（氧析液）超過(guò)嚴(yán)重等級(jí) 2 級(jí)在一個(gè)斷面上（全試樣表面）有超過(guò)一顆的外界粉末顆粒。
5、非金屬夾雜物含量
非金屬夾雜物含量可按 DIN50602 中方法K，或 ASTM E45中方法A進(jìn)行檢查，應(yīng)符合以下規(guī)定：
按DIN50602 中方法 K 檢查，非金屬夾雜物含量不應(yīng)超過(guò) KO-20。
按ASTM E45 中方法 A 進(jìn)行檢測(cè)的各類(lèi)夾雜物各自的平均值應(yīng)符合下表所示夾雜物類(lèi)型
A B C D
細(xì) 2 2 2 2
粗 1.5 1.5 1.5 1.5
6、共晶碳化物不均勻度
共晶碳化物不均勻度按德國(guó)鋼鐵測(cè)試圖頁(yè)SEP1615 檢驗(yàn)，也即不分鋼材直徑大小，均用電弧爐冶煉高速鋼直徑≦16mm 的那一張A級(jí)圖片（碳化物不均勻度最好的圖片）進(jìn)行比對(duì)要求碳化物細(xì)小，極為均勻。
五、可供尺寸和表面粗糙度值
1、磨光和拋光棒材
直徑 ll 2～50 mm 的磨光和拋光棒材，其直徑公差 h9，hlO，h11，h12 不等。
表面粗糙度 Ra≤2．5μm(約為我國(guó) ▽6 及以上)。
2、熱軋材
直徑∮12～70mm 熱軋材經(jīng) Landgraf 自動(dòng)線(xiàn)精整的磨光和拋光的棒材，直徑公差 h9，k9，h10，k10,h11,k11。表面粗糙度 Ra≤1．4μm(約為我國(guó)▽6 及以上)。此自動(dòng)線(xiàn)于 2002 年投產(chǎn)為德國(guó)SMS廠產(chǎn)品，是DSS廠2002年技改項(xiàng)目。
3、 鍛件
直徑∮74～410mm 鍛件經(jīng)車(chē)加工，直徑公差為 IT13～15不等。表面粗糙度對(duì)直徑小于和等于180mm者為Rz≤60μm，直徑大于180mm 者為Rz≤80μm(二者均約為我國(guó)▽3 及以上)。
4、鍛造方、扁鋼
邊長(zhǎng) 80～350 mm 的鍛造方鋼，表面經(jīng)銑或刨，邊長(zhǎng)公差為 IT 17，表面粗糙度Rz≤100μm(約相當(dāng)我國(guó)▽2 及以上)。
六、PM 鋼材
1、精整后 PM 材的脫碳層深度(鐵素 體+過(guò)渡層)規(guī)定精整過(guò)的鋼材，如圓棒的剝皮、車(chē)削、磨削、拋光，圓盤(pán)的車(chē)削，方和扁方材的銑削、刨削等，DSS 的工 藝應(yīng)保證不允許有脫碳層存在。
2、 PM 鋼材淬火晶粒度
淬火后晶粒度尺寸用截?cái)?shù)法Synder—Graff 測(cè)定，其平均值應(yīng)不低于SG13(相當(dāng)我國(guó)的10 號(hào)晶粒尺寸)。
3、 PM 鋼材的淬回火硬度值
DSS 廠各種牌號(hào) PM HSS 和 PM TS 規(guī)定的淬回火硬度值完全按原采用的國(guó)標(biāo)(或廠標(biāo)準(zhǔn))規(guī)定的淬回火硬度值。
鎢鉬系的 PM HSS 一般均規(guī)定≥64 HRC，只有低合金PM M50 為≥61 HRC。
高碳高鉻 PM TS 的淬回火硬度一般在 59～62HRC。具體值可查DSS廠供貨技術(shù)條件。
七、總結(jié)
概括說(shuō)明DSS 廠的 PM HSS 粉末鋼和PM TS粉末鋼供貨技術(shù)條件，DSS 廠的PM HSS粉末鋼質(zhì)量可靠，性?xún)r(jià)比優(yōu)越，DSS 廠的PM HSS 單價(jià)比同成分的西方廠商產(chǎn)品低 30％，適合我國(guó)應(yīng)用。
