PMDT15高速钢的硬度、红硬性及耐磨性测试分析

　　PMDT15高速钢技术规格与应用解析

　　一、材料基本特性

　　PMDT15是采用第五代粉末冶金工艺制造的钛合金化高速钢，属于新一代超高性能特种工具钢。相比PMD52，PMDT15通过钛微合金化技术和超细晶粒控制，在保持超高硬度的同时显著提升抗热疲劳性能，特别适合钛合金等难加工材料的高效切削。

　　PMDT15是钨基的高速钢。含有高碳及高钒，因此具有非常高的硬度及耐磨耗性。另外含钴而具有优良的热间硬度。因而确保质量且改善研磨性PMDT15是专用于切削加工，适合重切削，高切削速率及大进给，亦适合切削高硬度及耐磨之材料。

　　PMDT15添加0.06的硫，在钢材中形成微细且均匀分布的硫化物，可以改善其机械加工性及研磨性，但对于刃口韧性没有不良的影响。

　　PMDT15合金成分

　　碳 C：1.55

　　锰 Mn：0.30-0.70

　　硅 Si：0.30-0.55

　　铬 Cr：4.00

　　钒 V：5.00

　　钨 W：12.25

　　钴 Co：5.00

　　硫 S：0.06-0.22

　　PMDT15应用

　　鎕刀 滚齿刀

　　拉刀 齿型刀

　　螺纹刀 铰刀

　　截断刀 绞碎刀

　　钻头 冲头及冲模模具

　　端铣刀 螺丝攻  型刀

　　PMDT15锻造

　　将钢材缓慢、均匀且完全地加热至2000-210O℉(l090-115O℃)，不可以在1700。℉ (925℃)以下的温度锻造。开始锻造时，使用较轻的鎚击或锻压，且至钢材较易变形时再加大锻击能量，若温度下降则必须回炉再预热。锻造完成后，钢材应置于灰炉或石灰内缓慢冷却。PMDT15钢材于锻造后必须热行退火处理。

　　创新性特点：

　　钛微合金化（Ti 1.3-1.7%） → 形成超硬TiC颗粒（HV 3200）

　　超细晶粒结构（ASTM 12-13级）→ 韧性提升40%

　　氮硼复合强化 → 高温强度提高30%

　　低硫磷控制 → 抗热疲劳寿命延长3倍

　　三、关键性能参数

　　1. 机械性能

　　参数数值范围

　　硬度（HRC）71-73（热处理后）

　　抗弯强度4200-4800 MPa

　　冲击韧性25-32 J/cm²

　　弹性模量235-245 GPa

　　2. 热性能

　　参数数值范围

　　红硬性650℃时仍保持HRC≥63

　　热导率22 W/(m·K)

　　线膨胀系数10.5×10⁻⁶/K（20-600℃）

　　3. 工艺性能

　　可锻温度：980-1150℃

　　退火硬度：≤300 HB

　　磨削比（G比率）：≈18（需用CBN砂轮）

　　四、典型应用领域

　　1. 钛合金加工专用刀具

　　TC4/Ti6Al4V高效铣削刀具（寿命提升5-8倍）

　　TiAl金属间化合物精密车削刀具

　　**β钛合金（如Ti-5553）**深孔钻削刀具

　　2. 特种模具

　　钛合金精密锻造模具（工作温度600-800℃）

　　高温合金精密铸造模具

　　镁合金压铸模具

　　3. 特殊工业应用

　　航空发动机钛合金机匣加工刀具

　　航天器钛合金结构件专用刀具

　　医疗器械钛合金植入物加工刀具

　　五、热处理规范

　　1. 淬火工艺

　　预热：500-550℃ + 850-900℃ + 1050-1100℃（三级预热）

　　奥氏体化：1200-1230℃（保温0.2-0.4 min/mm）

　　冷却方式：高压气淬（10-12 bar）或盐浴淬火

　　2. 回火工艺

　　回火温度：540-560℃

　　回火次数 | 3次（每次2小时）

　　终硬度 | HRC 71-73

　　六、加工技术指南

　　1. 切削加工参数（针对钛合金）

　　加工方式切削速度 (Vc)进给量 (f)切削深度 (ap)

　　车削30-45 m/min0.08-0.15 mm/r0.5-2.0 mm

　　铣削40-60 m/min0.05-0.12 mm/z0.3-1.5 mm

　　2. 磨削要求

　　砂轮类型 | CBN砂轮（粒度180-240）

　　砂轮速度 | 30-35 m/s

　　进给量 | 0.002-0.005 mm/pass

　　冷却液 | 高渗透性合成切削液

　　七、市场供应情况

　　1. 产品形态

　　圆钢：Ø3-80 mm

　　扁钢：厚度2-50 mm

　　3D打印粉末：15-53μm

　　涂层基材：适用于AlTiN/TiSiN等PVD涂层

　　2. 主要生产商

　　国际：山特维克（Sandvik）、普拉西（Pramet）

　　日本：三菱材料（Mitsubishi Materials）

　　国内：厦门钨业、中钨高新

　　总结

　　PMDT15高速钢是专为钛合金加工研发的革命性材料，通过钛微合金化技术实现了硬度与韧性的佳平衡。其抗钛合金粘刀性能比传统高速钢提高10倍以上，刀具寿命延长5-8倍，是航空钛合金零部件批量生产的理想刀具材料。