熔煉高速鋼容易出現(xiàn)碳化物偏析，硬而脆的碳化物在高速鋼中分布不均勻，而且晶粒粗大(8～20μm)，對高速鋼刀具的耐磨性、韌性和切削性能會產(chǎn)生不利影響。

粉末冶金高速鋼是20世紀(jì)70年代開發(fā)的新型刀具材料，它是將高頻感應(yīng)爐煉出的鋼液用高壓氬氣或純氮氣使鋼水霧化得到細(xì)小均勻的結(jié)晶組織（高速鋼粉末），再將粉末在高溫、高壓下制成刀具毛坯，也可先制成鋼坯，再經(jīng)鍛造、軋制成刀具。 [1] 

粉末冶金高速鋼改變傳統(tǒng)的熔鑄工藝，采用粉末冶金技術(shù)生產(chǎn)的高性能高速鋼或直接成型的刀具材料。成分可與一般高速鋼接近。工藝過程包括霧化制粉、粉末真空脫氧、制坯及燒成三個環(huán)節(jié)。霧化制粉是依靠高速惰性氣體或高壓水沖擊熔融的鋼液流，隨即霧化成細(xì)小液滴并凝固成粉。粉經(jīng)脫氧、制坯后在高溫下燒結(jié)成材料或刀具。組織特點是不存在化學(xué)成分的偏析，碳化物顆粒很細(xì)，分布均勻，使韌性明顯改善，從而允許增加碳化物的體積分?jǐn)?shù)，提高耐磨性。熱處理溫度范圍寬，能在很高溫度下加熱而不出現(xiàn)過熱。熱處理變形小，鍛造、軋制和磨削性得到改善，常用來生產(chǎn)常規(guī)方法難以制造的含釩、鈮較高的高速鋼。還可在粉末中添加耐磨的超硬微粉，獲得介于高速鋼和硬質(zhì)合金之間的高性能特種高速鋼。 [2] 

這個工藝主要由霧化制粉和熱致密化成材兩部分組成。

霧化制粉就是將熔融的高速鋼水通過中間漏包，流經(jīng)專門噴嘴，使用高壓高純惰性氣體（Ar或N2）噴射鋼水流，使其霧化成細(xì)小液滴，冷卻后收集起來，由于液滴很細(xì)，熱容量小，故冷卻速度極快，可達(dá)一千～十萬℃/s。在高速冷卻下，一次共晶碳化物來不及長大，從而可得到無宏觀碳化物偏折的高速鋼粉末。

熱致密化就是把高速鋼粉末裝入軟鋼薄壁容器（包套），抽真空脫氧密封后裝入熱等靜壓機(jī)。在高溫高壓下，把粉末“熱固結(jié)"成*致密的壓實體，即粉末冶金高速鋼。由于在熱固結(jié)過程中不產(chǎn)生液相，因此粉末冶金高速鋼*保留了粉顆粒無宏觀碳化物偏析的特征，從而使各項性能得到明顯提高和改善。 [3] 

與熔煉高速鋼相比，粉末冶金高速鋼，具有以下優(yōu)點：

(1)粉末冶金高速鋼能解決碳化物偏析的問題。粉末冶金高速鋼碳化物晶粒為2～3μm，清除了碳化物偏析，從而提高了鋼的強(qiáng)度、韌性和硬度，而且由于碳化物顆粒均勻分布的表面積較大，使耐磨性提高了20%～30%。這一特點使粉末冶金高速鋼適合制造在強(qiáng)力斷續(xù)切削時容易產(chǎn)生崩刃或要求刀尖鋒利且強(qiáng)度和韌性高的刀具，如插齒刀，立銑刀等，特別適合制造大尺寸刀具，其壽命可比熔煉高速鋼刀具提高2～3倍。

(2)磨削加工性好。由于碳化物細(xì)小均勻，粉末冶金高速鋼磨削加工性好，釩質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的粉末冶金高速鋼的磨削加工性相當(dāng)于釩質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的熔煉高速鋼，磨削效率比熔煉高速鋼高2～3倍，磨削表面粗糙度顯著減小。

(3)能制造超硬高速鋼。在化學(xué)成分相同的情況下，與熔煉高速鋼相比，粉末冶金高速鋼的常溫硬度能提高1～1.5HRC，熱處理后硬度可達(dá)67~70HRC，600℃時的高溫硬度比熔煉高速鋼高2～3HRC。應(yīng)用粉末冶金高速鋼的新工藝，可在現(xiàn)有高速鋼中加入高碳化物（TiC和NbC），制造出超硬高速鋼新材料。

(4)能保證物理、力學(xué)性能各向同性。由于粉末冶金的工藝特點，保證了粉末冶金高速鋼的各向同性，減少了熱處理內(nèi)應(yīng)力和變形，適合制造鉆頭、拉刀、螺紋刀具、滾刀、插齒刀等各種復(fù)雜刀具。

(5)能節(jié)約鋼材和工時。用粉末冶金高速鋼直接壓制刀坯，可減少加工余量，節(jié)約鋼材和工時。 [1] 

粉末冶金高速鋼特殊而先進(jìn)的冶煉方法是高速鋼冶煉的一種創(chuàng)新，它造就了性能介于硬質(zhì)合金和普通高速鋼之間的新鋼種。粉末冶金高速鋼的崛起，使機(jī)械制造加工業(yè)的刀具用材有了新的突破，作為一種性能優(yōu)異的新鋼種，逐漸被人們認(rèn)識、接受和喜愛，正在機(jī)械行業(yè)發(fā)揮越來越大的作用。

粉末冶金高速鋼具有的韌性和機(jī)加工性、良好的紅硬性、較高的抗壓強(qiáng)度和高的耐磨性，還具有合金含量高、純度高、無偏析、碳化物顆粒細(xì)小和各向同性同質(zhì)等特點，因而得到了廣泛的應(yīng)用。可用作加工鈦和鋁合金等有色金屬的刀具，用作加工齒輪的銑刀、滾刀、插齒刀、剃齒刀等刀具，也可用作側(cè)面銑刀、成型銑刀和拉刀，還常用于麻花鉆、機(jī)用絲錐、鉸刀等；在鋸條行業(yè)粉末冶金高速鋼用作帶鋸雙金屬鋼帶，還用作精密沖切工具及沖頭沖模和其他模具。粉末冶金高速鋼一般是普通高速鋼價格的4～8倍，所以通常用于制造精密復(fù)雜刀具或數(shù)控機(jī)床用刀具。粉末冶金高速鋼制造的切削刀具性能優(yōu)于普通高速鋼，使用壽命高于普通高速鋼（一般為2~3倍），在沖擊負(fù)荷大的切削加工場合可替代硬質(zhì)合金刀具，粉末冶金高速鋼在工具行業(yè)的應(yīng)用前景十分看好，越來越受到人們的關(guān)注。 [4]