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高速钢刀具100年来的发展大致可以分为两半,前半个世纪是高速钢刀具的辉煌,高速钢被用来制造几乎所有品种的刀具以实现各种切削加工。
但随着各种被加工材料机械性能的不断提高,高速钢逐渐难以招架。
1923年,硬质合金的出现使得切削速度提高到每分钟一百多米至几百米,而且其硬度更高,可以切削高速钢所加工不了的材料,但由于硬质合金脆性较大,可加工性又差,因此只能在部分加工范围内代替高速钢,在很长一段时间内并没有撼动高速钢的霸主地位。
但后来,硬质合金的性能不断提高,发展了许多新品种,逐渐蚕食着高速钢刀具的市场份额。
随后又出现了陶瓷、立方氮化硼、人造金刚石等更为先进的刀具材料,它们的硬度和耐磨性又超过了硬质合金。
尽管它们由于脆性大、价格昂贵等原因难以占据较大的市场份额,但这对高速钢刀具而言,尤其是近三四十年以来,无疑使其下滑萎缩十分明显,硬质合金刀具至今已经替代了很大一部分高速钢刀具。
于是,逐渐形成了以硬质合金刀具和高速钢刀具为主体的行业架构。
根据有关统计,硬质合金刀具已占世界刀具消费总额的55%,高速钢刀具为40%,超硬刀具为5%。
近20年高速钢刀具产值每年递减1.25%,而硬质合金刀具则每年递升1.1%。
另一方面,高速钢材料中的一些主要元素如钨的储藏资源在世界范围内日渐枯竭,据估计其储量只够再开采使用4060年,因此高速钢本身也面临严峻的发展危机。
粉末冶金工艺可在高速钢中加入较多合金元素而不会损害材料的强韧性或耐磨性,从而可制成具有高硬度、高耐磨性、可吸收切削冲击、适合高切除率加工和断续切削加工的刀具,大有逐渐取代脆性较大、在切削冲击下易发生碎裂的整体硬质合金刀具的趋势。
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