W18Cr4V高速钢制造过程中的关键技术与挑战

　　一、W18Cr4V圆棒的特性

　　W18Cr4V为钨系高速钢，具有高的硬度、红硬性及高温硬度。其热处理范围较宽淬火不易过热，热处理过程不易氧化脱碳，磨削加工性能较好。该钢在500℃及600℃时硬度分别保持在HRC63～64及HRC62～63，对于大量的、一般的被加工材料具有良好的切削性能。

　　宝钢W18Cr4V标准GB/T 9943-2008

　　牌号：W18Cr4V高速工具钢

　　标准：GB/T 9943-1988

　　W18Cr4V高速钢特性及适用范围：

　　W18Cr4V广泛的钨系通用型高速钢，硬度、红硬性及高温硬度较高，易于磨削加工。适用作工作温度在 600℃以下仍能保持切削性能的刀具，如车、刨、铣、铰、拉刀、钻头、各种齿轮刀具及丝锥、板牙等，适于加工软的或中等硬度 (300～320HB以下) 的材料。及制作高温耐磨机械零

　　W18Cr4V化学成分：

　　碳 C ：0.70～0.80

　　硅 Si：0.20～0.40

　　锰 Mn：0.10～0.40

　　硫 S ：≤0.030

　　磷 P ：≤0.030

　　铬 Cr：3.80～4.40

　　镍 Ni：≤0.30

　　铜 Cu：≤0.25

　　钒 V ：1.00～1.40

　　钼 Mo：≤0.30

　　钨 W ：17.50～19.00

　　W18Cr4V力学性能：

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

　　试样热处理制度及淬回火硬度:≥63HRC

　　(二)物理性能特性

　　密度

　　W18Cr4V圆棒具有较高的密度。较高的密度在一些应用场景下需要特殊考虑，例如在高速旋转的刀具应用中，可能影响动平衡。但在需要稳定性的场合，如大型模具或重型切削刀具，较高的密度有助于增加稳定性。

　　热导率

　　其热导率适中。在切削或模具工作过程中，适中的热导率有助于将热量及时传导出去，避免局部过热。例如在刀具切削时，热量能够通过圆棒传导出去，防止刀具刃口因过热而软化，影响切削性能。

　　(三)机械性能特性

　　硬度

　　该圆棒具有较高的硬度，这是多种合金元素共同作用的结果。这种高硬度使其适合用于制造切削刀具等需要高硬度的部件，能够有效地切削各种硬度较高的金属材料，如淬火钢、合金钢、不锈钢等。

　　强度

　　圆棒具有良好的强度，包括抗拉强度和抗压强度。在承受切削力、冲击力或模具的合模力等载荷时，能够保持结构的完整性。在刀具应用中，良好的强度可以防止刀具在切削过程中发生折断或变形。

　　韧性

　　虽然W18Cr4V圆棒硬度和强度较高，但也具备一定的韧性。这种韧性使得它在受到一定冲击载荷时，如刀具在切削过程中遇到硬质点的冲击或模具在开合模过程中的冲击，不会发生脆性断裂，而是能够通过自身的韧性变形来吸收能量。

　　二、W18Cr4V圆棒的用途

　　(一)刀具制造领域

　　高速切削刀具

　　由于W18Cr4V圆棒具有较高的硬度、优异的红硬性、良好的耐磨性和一定的韧性，它被广泛用于制造高速切削刀具，如高速钢麻花钻、立铣刀、车刀等。在高速切削合金钢、不锈钢、高温合金等难加工材料时，这些刀具能够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

　　在一般的机械加工中，W18Cr4V圆棒制造的刀具是常用的选择。无论是对普通钢材还是一些硬度稍高的金属材料进行切削加工，其性能都能满足要求，并且成本相对较为合理。

　　(二)模具制造领域

　　冷作模具

　　在冷作模具制造中，如冷冲模、冷镦模等，W18Cr4V圆棒可用于制造模具的关键部件。其高硬度、高强度和良好的耐磨性能够满足冷作模具在冲压、镦压等过程中对模具寿命和精度的要求。

　　热作模具

　　对于热作模具，如压铸模、热锻模等，W18Cr4V圆棒的抗热疲劳性能、高温强度和一定的韧性使其成为合适的材料选择。在高温、高压且反复受热应力作用的压铸和热锻过程中，能够保证模具的稳定性和使用寿命。