特种钢：现代工业制造者

第三节　现代工业的制造者

自20世纪60年代以来，冶金技术迅速发展，碳素工具钢的产品质量得到大幅提升，产量也不断增长，品种、规格日益丰富。特别是在提高质量方面，采用了多项新技术、新工艺，专业化生产成为国际上主要的发展趋势。

从专业化生产方面来讲，国际上为了提高质量，降低成本，首先明确了碳素工具钢的钢号、品种规格、性能和主要用途，提高了产品的竞争力。国外特殊钢厂经过调整产品，改进结构，向专业化方向发展。专业生产厂的产品其钢种并不太多，但是，产品的规格齐全，除钢棒以外，钢板、钢带、扁钢、钢丝等都有，厚薄粗细一应俱全，这样就形成了专业化的优势，少数几个专业厂的产量占整个市场产量的50%以上。其次，努力实现生产工艺和技术装备的改造升级，以满足提高产品质量和增加产品产量的需要。 目前，冶炼技术的趋向是采用超高功率电炉加炉外精炼工艺技术，这样既提高了设备利用率，又能显著提高钢材质量，提高钢的纯净度，使钢组织结构均匀、细化，保证足够的锻压比，显著提高钢的质量和力学性能，特别是使横向塑性和韧性大为提高。第三，推广强化精整、检测工序等技术措施。精整与检测是提高产品收得率和保证产品质量的重要措施。如日本的特殊钢厂，坯料修磨场地占主要轧钢区面积的50%，而成品精整面积超过主轧区面积，有的甚至单独建立精整车间，这样可使产品的外观、外形质量得到可靠保证。同时国外生产厂还推广使用产品的在线检测设备，如在线无损电磁检测，实现了产品的全部检测的目标。

高速钢迄今依然保持着在工具材料中的基础地位，而且，随着技术的发展和市场需求的提高，其品种会不断增加，性能也会不断多样化，显示了广阔的发展前景。

20世纪70年代成功投产的粉末冶金高速钢生产新技术，围绕着降低生产成本及扩大应用范围的目标， 目前正在继续得到改进。在钢种方面，继续发展特种成分的粉末冶金高速钢，以进一步提高高速钢硬度、耐磨性、强度及韧性，改善磨削性，使其在高性能刀具中发挥更大的作用。

20世纪80年代成功应用的涂层高速钢刀具新技术也不断地被应用于各种高速钢刀具的生产过程中，普遍提高了高速钢刀具切削速度及效率，扩大了在复杂加工材料中的应用。同时，高速钢涂层技术和设备本身也都到了发展。高速钢涂层技术的发展重点主要在继续开展节约贵重合金元素钢种的研究方面，如无钴、低钴特种高速钢，低钨、钴、钒的低合金高速钢等。这些高速工具钢都采用涂层技术，其使用效果明显提高，有的甚至超过了未采用涂层技术的特种高速钢的水平。

随着技术的不断进步，现有高速钢生产工艺与质量也得到了进一步的发展。例如，高速钢连铸技术的成熟与进步大大提高了中小型材成材率，降低了生产成本，提高了产品质量。技术进步还使高速钢纯洁度得到了提高，降低了钢中的非金属夹杂物、微量有害杂质等等，进一步增强了钢的韧性与塑性。

展望未来，虽然高速钢的总产量不会有太大的增加，但是在质量、品种、成本控制技术上还会有较大的进展，也将推动高速钢的微观组织与合金化机理研究的不断深入。在金属材料科学的形成和发展过程中，有关高速钢金相结构、相转变及组织与性能之间的关系是重要的理论研究领域，受到不少科学工作者的关注。在发达国家，美国研究者首次将对高速钢的成分、组织、性能和应用为代表的工具钢研究作为一个技术学科分支展现于世人， 目前，对高速钢投入的研究力量不断增强，研究成果不断丰富，对工具钢的研究已成为特殊钢技术领域中的一个独立分支。

近年来，低合金高速钢的开发研究又重新引起国内外的广泛重视，研究目标已由过去以适应低速和以材料切削为目的扩展到以新技术提高低合金高速钢的综合性能等方面，使其在很多场合可以代替标准的通用高速钢，从而节约大量合金元素，尤其是钨和钼。涂层技术应用于低合金高速钢能成倍地提高刀具的耐用度，其效果甚至不亚于未涂层的通用高速钢刀具。(www.xing528.com)

小百科

机床

机床是将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器，所以又称为“工作母机”或“工具机”， 习惯上简称机床。现代机械制造中加工机械零件的方法很多，除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。

车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件，是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床。铣床和钻床等旋转加工的机械都是从车床引伸出来的。

车刀是车床加工必不可少的部分。车刀是由刀头和刀杆两部分组成。刀头是担任切削工作的，所使用的材料必需具备下列三种基本机能：

冷硬性：在常温时的硬度，又叫耐磨性。

红硬性：在高温下还能保持切削所需的硬度。

韧性：能承受振动和冲击负荷的性能。