Z90WDCV高速钢硬度韧性与耐磨性的奥秘

　　一、Z90WDCV高速钢的特性

　　(一)高硬度

　　合金元素的作用

　　Z90WDCV高速钢中的钨(W)、钒(V)等合金元素是其高硬度的关键因素。钨能形成多种复杂的碳化物，如WC等，这些碳化物硬度极高并且弥散分布在钢的基体中。钒元素形成的VC碳化物，不仅硬度高，还能起到细化晶粒的作用，两者共同作用显著提高了钢的硬度。

　　例如，经过适当的热处理后，Z90WDCV高速钢的硬度可达到HRC64 - 67。在切削加工中，这种高硬度能使刀具刃口保持锋利，在模具成型过程中，也能保证模具表面的形状精度。

　　法国Z90WDCV标准NF

　　Z90WDCV高速钢钨钼系通用型高速钢，易于热处理，较耐磨，热硬度及韧性较高，可磨削优良，密度较小，易于氧化脱碳。可制作钻头、铣刀、刀片、成形刀具、车削及剥削刀具、丝锥、板牙、锯条及各种冷冲模具等。

　　Z90WDCV化学成分：

　　C：0.78～1.05

　　Mn：0.15～0.50

　　Si：≤0.50

　　Cr：3.75～4.50

　　Mo：4.50～5.50

　　V：1.70～2.25

　　W：5.40～6.75

　　Co：≤0.50

　　Ni：≤0.60

　　P：≤0.030

　　S：0.025～0.030

　　Z90WDCV用途：

　　切削工具：铁头，绞刀，丝锥，端铣刀，拉刀，金属锯

　　压造工具：必须具有高韧性和高耐磨性的各种模具，用于冷作/热作锻造的冲头，压铸模

　　钆辊等：多辊式冷钆机，圆盘式纵剪机等

　　(二)良好的热硬性

　　高温下硬度的维持

　　在高温环境下，Z90WDCV高速钢具有良好的热硬性。当温度升高时，其硬度下降相对缓慢。这是因为钢中的钨、钒等合金元素形成的碳化物在高温下具有较高的稳定性。

　　例如，当温度达到550 - 600°C时，其硬度仍然能够保持在HRC58 - 60左右。在高速切削加工中，刀具刃部会因高速摩擦产生大量热量，这种热硬性可确保刀具在高温下仍有足够的硬度进行切削，不会因温度升高而迅速软化，从而保证了切削效率和加工质量。

　　(三)优异的耐磨性

　　耐磨性的来源

　　钢中的高硬度碳化物，如WC和VC，是其优异耐磨性的来源。在切削加工中，刀具的刃口与被加工材料不断摩擦，这些碳化物能够有效地抵抗磨损，减少刃口的磨损量。

　　在模具使用过程中，例如冷作模具与被加工材料的挤压、摩擦过程中，Z90WDCV高速钢的高耐磨性可以保证模具的形状精度，减少维修和更换的频率，延长模具的使用寿命。

　　(四)较好的韧性

　　韧性的体现

　　尽管Z90WDCV高速钢具有高硬度，但它也具备较好的韧性。在承受冲击载荷时，如在切削加工中的间断切削(如铣削加工)或者在模具使用过程中的突发应力时，不会轻易发生脆性断裂。

　　韧性的成因

　　一方面，合理的化学成分使得各合金元素相互作用，优化了钢的组织结构;另一方面，适当的热处理工艺，如回火处理，能够调整钢的内部应力状态，从而提高韧性。

　　二、Z90WDCV高速钢的用途

　　(一)切削刀具制造

　　多种刀具类型

　　可用于制造多种切削刀具，如车刀、铣刀、钻头、铰刀等。在金属切削加工领域，无论是加工普通碳钢、合金钢，还是一些硬度较高的材料，Z90WDCV高速钢刀具都能发挥作用。例如，在机械制造行业中，加工轴类零件时，使用Z90WDCV高速钢制造的车刀可以有效地进行外圆切削加工;在加工孔类零件时，其制造的钻头和铰刀也能满足精度要求。

　　精密加工应用

　　在精密机械加工方面，如制造精密仪器、航空航天零部件等，Z90WDCV高速钢刀具由于其高硬度、高耐磨性和较好的韧性，可以实现高精度的加工。例如，在制造航空发动机的小型精密零部件时，这种高速钢刀具能够在保证加工精度的同时，提高加工效率。

　　(二)模具制造

　　冷作模具

　　常用于制造冷作模具，如冷冲模、冷镦模等。在冷作模具工作时，需要承受较大的压力和摩擦力。Z90WDCV高速钢的高硬度和耐磨性能够保证模具在长时间使用过程中保持良好的形状精度，减少磨损。例如，在汽车零部件制造中的冷冲压工序，使用Z90WDCV高速钢制造的冷冲模可以提高模具的使用寿命，降低生产成本。

　　热作模具(部分情况)

　　在一些热作模具中，对硬度和耐磨性要求较高的部位也可应用Z90WDCV高速钢。例如，在压铸模具的浇口、流道等部位，采用Z90WDCV高速钢进行局部强化，可以提高这些部位的抗磨损能力，延长模具的整体使用寿命。