国标W6Mo5Cr4V3高速工具钢是一种重要的高速钢品种,以下是对其的详细介绍:
### 化学成分
- **主要合金元素**
-**钨(W)**:含量约为6%。钨是高速钢中重要的合金元素之一,它能提高钢的红硬性和热强性。在高温下,钨元素可以形成稳定的碳化物,阻止晶粒长大,使钢在高温切削时仍能保持较高的硬度和耐磨性。例如,在高速切削加工中,刀具需要承受高温和剧烈的摩擦,钨元素的存在能保证刀具在高温环境下不易软化,延长刀具的使用寿命。
-**钼(Mo)**:含量约为5%。钼元素在高速钢中的作用与钨类似,它也能提高钢的红硬性和热强性。钼还能细化晶粒,改善钢的韧性和抗回火稳定性。例如,在一些对韧性要求较高的模具制造中,钼元素的加入可以使模具在承受较大冲击载荷时不易断裂。
-**铬(Cr)**:含量约为4%。铬元素在高速钢中主要起提高硬度、耐磨性和耐腐蚀性的作用。铬能形成多种碳化物,增加钢的硬度和耐磨性;铬元素在钢表面形成一层致密的氧化膜,提高钢的耐腐蚀性。例如,在一些潮湿或腐蚀性环境下工作的模具或刀具,铬元素的存在可以防止其表面生锈和腐蚀。
-**钒(V)**:含量约为3%。钒是一种强碳化物形成元素,它能形成细小、弥散分布的碳化物,显著提高钢的硬度、耐磨性和抗回火稳定性。在高速钢中,钒元素的存在可以细化晶粒,改善钢的韧性。例如,在切削加工一些高硬度材料时,含有钒元素的高速钢刀具能够保持较好的切削性能和耐磨性。
### 性能特点
- **高硬度和耐磨性**:通过适当的热处理,W6Mo5Cr4V3高速工具钢可以获得很高的硬度,一般硬度可达HRC63 -66。其良好的耐磨性使其在切削加工、模具制造等领域得到广泛应用。例如,在制造切削刀具时,高硬度和耐磨性可以保证刀具在高速切削过程中不易磨损,提高加工精度和效率。
-**良好的红硬性**:该钢种在高温下仍能保持较高的硬度和强度,具有良好的红硬性。在600℃左右的高温下,其硬度仍能保持在HRC50以上。这使得它适用于高速切削和热加工模具等领域,如在高速切削合金钢、不锈钢等难加工材料时,刀具能够承受高温而不失去切削性能。
-**较高的韧性**:W6Mo5Cr4V3高速工具钢具有较高的韧性,能够承受较大的冲击载荷而不易断裂。这一特性使其在制造一些承受冲击较大的模具,如冷镦模、冷挤压模等方面具有优势。例如,在冷镦加工过程中,模具需要承受较大的冲击力,较高的韧性可以保证模具在长期使用过程中不易损坏。
### 应用领域
-**切削刀具**:是制造各种切削刀具的常用材料,如钻头、铣刀、丝锥、拉刀等。由于其高硬度、耐磨性和红硬性,能够满足高速切削和加工难加工材料的要求。例如,在航空航天领域,加工钛合金、镍基合金等难加工材料时,W6Mo5Cr4V3高速钢刀具能够发挥其优异的性能,保证加工质量和效率。
-**模具制造**:广泛应用于制造各种模具,如冷作模具、热作模具和塑料模具等。在冷作模具方面,可用于制造冲裁模、弯曲模、拉深模等;在热作模具方面,可用于制造压铸模、锻造模、挤压模等。例如,在汽车零部件制造中,W6Mo5Cr4V3高速钢制造的模具能够承受高温、高压和高冲击力的作用,保证模具的使用寿命和零件的质量。
### 热处理工艺
- **淬火**:淬火温度一般在1180 -1220℃,油冷淬火。淬火的目的是使钢中的合金元素充分溶解,形成均匀的奥氏体组织,通过快速冷却获得马氏体组织,提高钢的硬度和强度。
- **回火**:回火温度通常在540 -580℃,进行三次回火。回火的主要作用是消除淬火内应力,稳定组织,提高钢的韧性和抗回火稳定性。经过回火处理后,钢的硬度和韧性能够得到较好的匹配,满足实际使用要求。