W18Cr4V高速鋼制造過程中的關鍵技術與挑戰

　　一、W18Cr4V圓棒的特性

　　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)物理性能特性

　　密度

　　W18Cr4V圓棒具有較高的密度。較高的密度在一些應用場景下需要特殊考慮，例如在高速旋轉的刀具應用中，可能影響動平衡。但在需要穩定性的場合，如大型模具或重型切削刀具，較高的密度有助于增加穩定性。

　　熱導率

　　其熱導率適中。在切削或模具工作過程中，適中的熱導率有助于將熱量及時傳導出去，避免局部過熱。例如在刀具切削時，熱量能夠通過圓棒傳導出去，防止刀具刃口因過熱而軟化，影響切削性能。

　　(三)機械性能特性

　　硬度

　　該圓棒具有較高的硬度，這是多種合金元素共同作用的結果。這種高硬度使其適合用于制造切削刀具等需要高硬度的部件，能夠有效地切削各種硬度較高的金屬材料，如淬火鋼、合金鋼、不銹鋼等。

　　強度

　　圓棒具有良好的強度，包括抗拉強度和抗壓強度。在承受切削力、沖擊力或模具的合模力等載荷時，能夠保持結構的完整性。在刀具應用中，良好的強度可以防止刀具在切削過程中發生折斷或變形。

　　韌性

　　雖然W18Cr4V圓棒硬度和強度較高，但也具備一定的韌性。這種韌性使得它在受到一定沖擊載荷時，如刀具在切削過程中遇到硬質點的沖擊或模具在開合模過程中的沖擊，不會發生脆性斷裂，而是能夠通過自身的韌性變形來吸收能量。

　　二、W18Cr4V圓棒的用途

　　(一)刀具制造領域

　　高速切削刀具

　　由于W18Cr4V圓棒具有較高的硬度、優異的紅硬性、良好的耐磨性和一定的韌性，它被廣泛用于制造高速切削刀具，如高速鋼麻花鉆、立銑刀、車刀等。在高速切削合金鋼、不銹鋼、高溫合金等難加工材料時，這些刀具能夠保持良好的切削性能，提高加工效率和加工精度。

　　通用切削刀具

　　在一般的機械加工中，W18Cr4V圓棒制造的刀具是常用的選擇。無論是對普通鋼材還是一些硬度稍高的金屬材料進行切削加工，其性能都能滿足要求，并且成本相對較為合理。

　　(二)模具制造領域

　　冷作模具

　　在冷作模具制造中，如冷沖模、冷鐓模等，W18Cr4V圓棒可用于制造模具的關鍵部件。其高硬度、高強度和良好的耐磨性能夠滿足冷作模具在沖壓、鐓壓等過程中對模具壽命和精度的要求。

　　熱作模具

　　對于熱作模具，如壓鑄模、熱鍛模等，W18Cr4V圓棒的抗熱疲勞性能、高溫強度和一定的韌性使其成為合適的材料選擇。在高溫、高壓且反復受熱應力作用的壓鑄和熱鍛過程中，能夠保證模具的穩定性和使用壽命。