CPM T15高速钢 用途及特性深度解析
1. 基本概述
CPM T15（Crucible Particle MetallurgyT15）是美国Crucible Industries采用 粉末冶金（PM）工艺 开发的高钴-高钒高速钢，属于 钨系高速钢（ASTM Class T）的型号。其设计目标是 在高温、高磨损工况下保持优异的切削性能和耐磨性，广泛应用于重型切削工具、精密模具及难加工材料领域。
美国Crucible熔炉斯伯CPMT15粉末工具钢CPMT15标准
CPMT15化学成分：
C1.55
Mn：0.30
Mo1.30
Cr：4.00
V：5.00
W：12.25
Co：5.00
S：0.06
CPM REXT15是钨基的高速钢，含有高碳及高钒，具有非常高的硬度及耐磨耗性。含钴而具有优良的热间硬度。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耗之材料。
(2) 力学性能（热处理后）
硬度：HRC 66-68（行业高端水平）。
抗弯强度：3000-3500 MPa（优于CPM Rex 121，韧性更佳）。
冲击韧性：15-20 J/cm²（比CPM Rex 121高50%）。
红硬性：600°C时硬度≥HRC 58。
(3) 物理性能
密度：8.5 g/cm³
热膨胀系数：11.2×10⁻⁶/°C（20-600°C）
热导率：25 W/(m·K)（优于CPM Rex 121）。
(4) 耐磨性对比（ASTM G65测试）
材料体积磨损量（mm³）相对耐磨性（M2=1）
CPM T150.085.0×
CPM M40.123.5×
M2高速钢0.421.0×
硬质合金YG60.0410.0×
3. 典型应用领域
(1) 重型切削工具
高温合金钻头：加工Inconel 718时寿命提高300%。
钛合金铣刀：切削速度可达120m/min（传统M35仅60m/min）。
(2) 精密模具
热作模具：压铸铝合金时寿命＞50万次（H13钢仅15万次）。
冷冲模：冲压不锈钢板（1.5mm）刃口磨损量＜0.01mm/10万次。
(3) 特种耐磨部件
石油钻头导向翼：在含石英砂地层中寿命＞1500小时。
木材加工刀具：处理热带硬木（如紫檀）刃口保持性优异。
4. 热处理工艺
(1) 标准热处理（需严格控温）
预热：800°C × 30min + 1000°C × 30min（阶梯式）。
奥氏体化：1200-1220°C × 10-15min。
淬火：油淬或高压气淬（冷却速率＞50°C/s）。
回火：540-560°C × 2h × 3次（硬度峰值在第二次回火）。
(2) 深冷处理优化
-80°C深冷 × 12h：残余奥氏体＜3%，尺寸稳定性提升30%。
(3) 表面强化方案
CVD TiCN涂层：表面硬度HV 3000，耐热性达900°C。
离子渗氮：表面硬度HV 1200，疲劳强度提高20%。
5. 与竞品对比
特性CPM T15CPM M4CPM Rex 121硬质合金YG6
硬度（HRC）66-6863-6567-7089-91（HRA）
红硬性（600°C）HRC 58HRC 55HRC 60HRC 80
耐磨性指数5.0×（vs M2）3.5×8.0×10.0×
韧性（J/cm²）15-2015-208-124-6
选材逻辑：
重型切削+耐磨需求 → CPM T15（平衡硬度与韧性）
极端耐磨 → CPM Rex 121（牺牲部分韧性）
超硬需求 → 硬质合金（牺牲可加工性）
6. 加工与焊接要点
机加工建议：
粗加工：使用陶瓷刀具，切削速度25-35m/min。
精磨：CBN砂轮，冷却液流量＞10L/min（避免热裂纹）。
焊接限制：
需预热至300°C，焊后缓冷并回火。
相关标准：
AMS 5991（航空材料规范）
AISI T15（美国钢铁学会标准）
7. 材料创新方向
梯度涂层技术：TiAlN+MoS₂复合涂层降低摩擦系数至0.1。
3D打印应用：通过SLM成型后HIP处理，相对密度＞99.7%。
CPM T15是 高速钢中的“全能战士”，其 高硬度（HRC68）、优异红硬性和良好韧性 使其在 重型切削、热作模具领域表现zhuoyue。相比CPM Rex 121，它在 韧性-耐磨性平衡 上更胜一筹，适合需要抗冲击的复杂工具。
