W18Cr4V高速鋼加工的關鍵技術

　　一、W18Cr4V高速鋼的特性

　　(一)高硬度

　　合金元素的作用

　　鎢(W)含量為18%，鎢是提高鋼硬度的關鍵元素之一。在鋼中，鎢形成碳化物(如WC等)，這些碳化物硬度極高，并且彌散分布在鋼的基體中。鉻(Cr)含量為4%，鉻能提高鋼的淬透性，同時也有助于形成鉻的碳化物，進一步增強鋼的硬度。釩(V)的加入也有助于提高鋼的硬度，釩形成的碳化物(如VC)同樣具有高硬度，并且可以細化晶粒，使鋼的組織更加均勻，從而提高整體硬度。

　　硬度數值表現

　　經過適當的熱處理后，W18Cr4V高速鋼的硬度可達到HRC63 - 66。這種高硬度使得它在承受高壓力、高摩擦的工作條件下，如切削加工或模具成型過程中，能夠保持良好的形狀和刃口的鋒利度(對于刀具而言)或者表面的光潔度(對于模具而言)。

　　W18Cr4V為鎢系高速鋼，具有高的硬度、紅硬性及高溫硬度。其熱處理范圍較寬淬火不易過熱，熱處理過程不易氧化脫碳，磨削加工性能較好。該鋼在500℃及600℃時硬度分別保持在HRC63～64及HRC62～63，對于大量的、一般的被加工材料具有良好的切削性能。

　　寶鋼W18Cr4V標準GB/T 9943-2008

　　牌號：W18Cr4V高速工具鋼

　　標準：GB/T 9943-1988

　　W18Cr4V高速鋼特性及適用范圍：

　　W18Cr4V廣泛的鎢系通用型高速鋼，硬度、紅硬性及高溫硬度較高，易于磨削加工。適用作工作溫度在 600℃以下仍能保持切削性能的刀具，如車、刨、銑、鉸、拉刀、鉆頭、各種齒輪刀具及絲錐、板牙等，適于加工軟的或中等硬度 (300～320HB以下) 的材料。及制作高溫耐磨機械零

　　W18Cr4V化學成分：

　　碳 C ：0.70～0.80

　　硅 Si：0.20～0.40

　　錳 Mn：0.10～0.40

　　硫 S ：≤0.030

　　磷 P ：≤0.030

　　鉻 Cr：3.80～4.40

　　鎳 Ni：≤0.30

　　銅 Cu：≤0.25

　　釩 V ：1.00～1.40

　　鉬 Mo：≤0.30

　　鎢 W ：17.50～19.00

　　W18Cr4V力學性能：

　　硬度 ：交貨硬度:(其他加工方法)≤269HB; (退火)≤255HB。

　　試樣熱處理制度及淬回火硬度:≥63HRC

　　(二)高熱硬性

　　高溫下硬度的保持

　　在高溫環境下，W18Cr4V高速鋼表現出良好的熱硬性。當溫度升高時，其硬度下降相對緩慢。例如，當溫度達到600℃時，它的硬度仍然能夠保持在HRC55左右。而普通碳素鋼在這樣的高溫下，硬度會大幅下降。

　　熱硬性的原理

　　主要是因為鋼中的鎢、釩等合金元素形成的碳化物在高溫下具有較高的穩定性。在高溫時，這些碳化物會發生部分溶解和再析出，形成二次硬化相，從而維持鋼在高溫下的硬度，保證了在高速切削等高溫作業時刀具的切削性能。

　　(三)良好的耐磨性

　　耐磨性的來源

　　由于鋼中存在大量高硬度的碳化物(如WC、VC等)，這些碳化物在摩擦過程中能夠抵抗磨損。在切削加工中，刀具的刃口在與被加工材料的不斷摩擦過程中，W18Cr4V高速鋼中的碳化物可以有效地減少刃口的磨損，延長刀具的使用壽命。在模具使用過程中，如冷作模具與被加工材料的擠壓、摩擦過程中，其高耐磨性也能保證模具的形狀精度，減少維修和更換的頻率。

　　(四)較好的韌性

　　韌性的體現

　　盡管W18Cr4V高速鋼具有高硬度，但它也具備一定的韌性。在承受沖擊載荷時，如在切削加工中的間斷切削(例如銑削加工)或者在模具使用過程中的突發應力時，不會輕易發生脆性斷裂。

　　韌性的影響因素

　　其較好的韌性一方面得益于合理的化學成分，各合金元素之間相互作用，使鋼的組織結構得到優化;另一方面，適當的熱處理工藝，如回火處理，可以調整鋼的內部應力狀態，提高韌性。

　　二、W18Cr4V高速鋼的用途

　　(一)切削刀具制造

　　廣泛的切削刀具類型

　　可用于制造多種切削刀具，如車刀、銑刀、鉆頭、鉸刀等。在金屬切削加工領域，無論是加工普通碳鋼、合金鋼，還是一些硬度稍高的材料，W18Cr4V高速鋼刀具都能發揮作用。例如，在機械制造行業中，加工各種軸類、盤類零件時，使用W18Cr4V高速鋼制造的車刀可以有效地進行外圓、內孔等部位的切削加工。

　　適應不同加工要求

　　對于一些需要較高切削速度和精度的加工任務，W18Cr4V高速鋼刀具也能夠勝任。在精密機械加工中，如制造精密儀器、鐘表零件等，這種高速鋼刀具可以在保證加工精度的同時，實現較高的切削效率。

　　(二)模具制造

　　冷作模具

　　常用于制造冷作模具，如冷沖模、冷鐓模等。在冷作模具工作時，需要承受較大的壓力和摩擦力。W18Cr4V高速鋼的高硬度和耐磨性能夠保證模具在長時間使用過程中保持良好的形狀精度，減少磨損。例如，在汽車零部件制造中的冷沖壓工序，使用W18Cr4V高速鋼制造的冷沖模可以提高模具的使用壽命，降低生產成本。

　　熱作模具(部分情況)

　　在一些熱作模具中，對硬度和耐磨性要求較高的部位也可應用W18Cr4V高速鋼。例如，在壓鑄模具的澆口、流道等部位，采用W18Cr4V高速鋼進行局部強化，可以提高這些部位的抗磨損能力，延長模具的整體使用壽命。