摘要
PM15 是含钴高钨的粉末冶金高速钢,商业体系常对应 Erasteel ASP2015、AISI T15、W.Nr.1.3251,日标近似 SKH-10。它采用雾化制粉+热等静压工艺,组织无偏析、碳化物细而均匀,特点是高硬度、高耐磨、良好红硬性与比传统 T15 更稳的韧性,适合重切削刀具、高寿命冲模和耐磨工具镶件。
基础信息
- 材料类别:粉末冶金高速钢
- 商用牌号:PM15
- 国际对应:ASP2015、AISI T15
- 德标:W.Nr.1.3251
- 日标近似:SKH-10
- 交货状态:软退火态,硬度 ≤280 HB
- 使用硬度:HRC 64–66,常可至 65–68
- 形态:圆棒、板材、模块、预硬冲子料
化学成分(质量分数 %)
- C:1.55–1.60
- Cr:4.0
- W:12.0
- V:5.0
- Co:5.0
- Mo:多数资料不列或<1.0
- Fe:余量
高钨提供红硬性与二次硬化,高钒形成 VC 碳化物提耐磨,钴提升回火抗力与高温硬度,粉末工艺避免大颗粒碳化物偏析。
性能特点
- 硬度高:标准热处理可达 HRC 64–66。
- 耐磨性优:适合磨粒磨损、长寿命冲切与切削。
- 红硬性较好:含钴配方在高速切削发热下保硬度能力优于 M2/M35。
- 韧性优于传统 T15:粉末组织使刀口抗崩角更稳定。
- 尺寸稳定:热处理变形小,适合精密工具。
- 可涂层:是 PVD、CVD 涂层的良好基底。
- 局限:贵;退火态可机加工,热处理后以磨削为主;不适合大冲击重载冷锻主模。
热处理要点
- 软退火:850–900℃ 保护气氛,缓冷至 700℃后空冷,目标 ≤280 HB。
- 去应力:600–700℃ 保温约 2 h,缓冷至 500℃。
- 预热:450–500℃+850–900℃ 两段预热。
- 奥氏体化:约 1170–1220℃,按目标硬度取温,防脱碳。
- 淬火:真空气淬、盐浴或油淬,冷至 40–50℃立即回火。
- 回火:540–560℃ 三次,每次 ≥1 h,次间冷至室温。
- 深冷处理:可选 -80~-196℃,减少残余奥氏体、提升稳定性。
典型应用
- 切削刀具:滚齿刀、拉刀、立铣刀、钻头、丝锥、成形刀
- 螺纹工具:搓丝板、螺纹铣刀、攻丝工具
- 冲模零件:精密冲头、冲棒、级进模镶块
- 剪切工具:刮刀、裁切刀、薄片冲裁凸模
- 耐磨件:高寿命模具配件、粉末成型压制件、滑块镶块
与相近材料区分
PM23:无钴、钨钼钒均衡,韧性更好,适合薄料精冲。
PM30:含钴更高、钼钨配比不同,综合红硬与韧性平衡。
传统 T15:成分接近,但碳化物偏析大、韧性低于 PM15。
若工况是高速重切削、硬料加工、长寿命刀具,选 PM15;若主要是冷冲模且需更高韧性,PM23 更稳;若极端耐磨可选 PM60。
选材建议
PM15 不是通用高速钢,而是「高钨含钴+粉末均匀化」的高端耐磨方案。粗加工放退火态完成,热处理后再精磨;重要刀具建议三次回火+深冷;焊补一般不推荐,必要时应专业预热与退火。成本敏感场景可用 M35、PM23 降级,只有红硬性和耐磨成为寿命瓶颈时才用 PM15。
总结
PM15 的本质是粉末冶金版 T15 高钨钴高速钢,价值在 HRC64+ 下的耐磨、红硬与抗崩角组合,是滚刀、拉刀、高寿命冲模和 PVD 刀具基底的常用高档选择。
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