模具鋼專業供應商—昆山市龍拓金屬制品有限公司04月16日訊：W6Mo5Cr4V2 鋼是鎢鉬系通用型高速工具鋼，本稿重點講解耐磨W6Mo5Cr4V2高速工具鋼是什么材料。

        (1) 材料的特性：W6Mo5Cr4V2 鋼是鎢鉬系通用型高速工具鋼。該鋼的韌性、耐磨性、熱塑性均優于W18Cr4V鋼, 而硬度、熱硬性、高溫硬度又與 W18Cr4V 鋼相當, 因此是代替 W18Cr4V鋼的主要牌號。該鋼在熱加工和熱處理過程中易發生氧化脫碳。
 

       因其碳化物分布均勻, 且顆粒細小, Mo可抑制沿晶界或亞晶界析出脆性相, 使該鋼的強韌性優于 W18Cr4V。具有高強度、高抗壓性、高耐磨性和高熱穩定性、高熱硬性及高溫硬度, 韌性和熱塑性優于 W18Cr4V。韌性中等, 可加工性較差, 淬火不變形性中等, 耐回火性好, 淬硬深度深。
 

       冷壓毛坯軟化處理工藝, 采用上限溫度加熱, 分段等溫, 再附加等溫回火過程, 與W18Cr4V鋼相同。
 

        經1210 ~1230°C淬火并回火后, 硬度為63 ~66HRC, 抗彎強度 3500 ~4000MPa, 沖擊吸收能量 0. 30 ~0.40J, 600°C 以下硬度為 47 ~48HRC。
 

         耐磨性、抗壓性、熱穩定性均隨淬火溫度的提高而增加, 在1170~1190°C加熱淬火后, 抗彎強度存在一個峰值。
 

         表面脫碳層還明顯地加劇 W6Mo5Cr4V2 鋼淬裂和磨裂敏感傾向。
 

         (2) 供貨狀態：退火態硬度≤255 HBW, 其他加工狀態硬度≤269HBw。

          (3) 化學成分：根據標準 YB/T 4146-2006, 該鋼的化學成分 (質量分數): C0.55% ~0.65%、 Si≤0.40% 、Mn≤0.60% 、 Cr3.70% ~4.30% 、 W6.00% ~7.00% 、 Mo4.50% ~5.5o%、V1.70% ~1.10% .

          (4) 參考對應牌號：中國 GB 標準牌號W6Mo5Cr4V2、中國臺灣 CNS 標準牌號 5KH9、德國 DIN 標準材料編號1. 3343、德國 DIN 標準牌號 S6-5-2、英國 BS 標準牌號 BM2、法國 AFNOR 標準牌號Z85WDCV、意大利UNI標準牌號 X32WMo0605KU、瑞典SS 標準牌號 2722、西班牙UNE 標準牌號 HS6-5-2、日本JIS 標準牌號 SKH9、美國SISI/SAE/ASTM標準牌號M2(正常碳)、美國 UNS 標準牌號 T11302、國際標準化組織 (ISO) 標準牌號HS6-5-2、韓國 KS 標準牌號 SKH9 、俄羅斯roCT標準牌號 P6M5、瑞典 SS 標準牌號 27220

          (5) 臨界點溫度 (近似值)：Ac1 =83. 5°C 、 Ac3 =885°C、 Ar3 =77U°C 、 Ar1=810°C 、Ms =177°C 。
 

          (6) 冷壓毛坯軟化處理規范：(380±10)°C×3 ~4h, (770±10)°c ×6~8h, 再降溫 (750±10)°C ×2 ~3h, 緩冷到≤650°c, 出爐空冷.處理前硬度≤241HBW, 處理后硬度血一滴一滴217HBW

          (7) 軟化退火規范：退火溫度 840 ~860°C, 保溫 2h, 再以 20 ~30°C/'h 的冷速冷卻到 500 ~600°C, 然后爐冷或堆冷, 硬度≤285HBW

           (8) 普通退火規范：840 ~860°C ×2 ~3h, 以 20 ~30°C/h 的冷速冷卻, 730°C ×5 ~6h 等溫, 隨爐冷卻到500~600°C, 出爐空冷。
退火周期很長, 時間達 20 ~40h 或者 10 ~25h。

          (9) 快速退火規范：工件隨爐升溫到 600 ~ 650°C, 再以 20 ~40°C/h 的加熱速度繼續升溫至 900 ~920°C, 保溫0.1~0.3h,再以 40 ~60°C/h 的冷卻速度爐冷至 780 ~800°C, 然后按 30 ~40°C /h 的冷卻速度爐冷至600 ~650°C, 出爐空冷。

           快速退火工藝可代替常規退火工藝用于高速鋼鑄造毛坯、焊接毛坯和返修工具淬火前的退火, 顯著縮短熱處理周期, 減少能耗, 提高工具使用壽命20% ~30%'。

           (10) 等溫退火規范：加熱溫度 840 ~860°C, 保溫 2h, 再以 20 ~30°C/h 的冷速爐冷至 740 ~760°C, 保溫2-4h, 再爐冷至500~600°c,出爐空冷, 硬度≤255HBW

           (11) 成批等溫球化退火規范：850 ~870°c ×3 ~4h, 隨爐冷卻, 740 ~760°C ×4 ~5h, 硬度≤229HBW, 共晶碳化物等級≤3 級。
 

           (12) 循環退火規范：退火溫度上限為 840°C, 退火溫度下限為 680°C, 經三次循環退火。鋼棒直徑為20mm 時, 加熱時間為 10min。
 

           循環退火可代替普通等溫退火, 對模具毛坯進行預先熱處理, 可縮短加熱保溫時間, 細化奧氏體晶粒, 改善組織, 提高鋼的強度、韌性和高速鋼焊接的強度, 有利于消除淬火過熱. 防止晶粒異常長大和形成萘狀組織, 有利于減少淬火變形和提高性能。
 

          (13) 普通淬火、回火規范：淬火溫度1150~1180°C,油冷, 硬度360HRC; 回火溫度560~580°C。

           (14) 模具淬火、回火規范：預熱溫度850°C, 保溫時間24s/mm, 淬火溫度分四種情況, 保溫時間12~15s/mm.油冷, 回火溫度560°C, 回火三次, 每次1h, 空冷。

                  1) 高強薄刃刀淬火溫度 1200~1220°C, 淬火、回火后硬度≥62HRC。
                  2) 復雜刀具淬火溫度 1230°C, 淬火、回火后硬度≥63HRC
                  3) 簡單刀具淬火溫度 1240°C, 淬火、回火后硬度≥64HRC。
                  4) 冷作模具淬火溫度1150~1200°C,淬火、回火后硬度≥60HRCD
 

            (15) 低溫淬火加回火規范：預熱溫度：第一次低溫(560±10)°C，第二次中溫300~850°C，轉入高溫浴鹽中加熱, 加熱溫度1180~1190°C, 加熱時間按 10s/mm計算, 保溫后入 (280±30)°C硝鹽浴, 停留2~5min, 空冷到室溫, 然后在 (560±10)°C連續回火三次, 每次1.5~2h。硬度62~64HRC。

            (16) 真空淬火規范：

                   1) 預熱溫度：第一次低溫500~600°C，第二次中溫800~850°C，真空度0.1Pa，淬火溫度1100~1150°C,真空度1 ~10Pa, 油或N2氣冷卻, 回火溫度200~300°C,硬度58~62HRC。
                  2) 預熱溫度:第一次低溫500~550°C，第二次中溫800~820°C，真空度 0.1Pa,淬火溫度1150~1250°C,真空度1~10Pa, 油或N2氣冷卻, 回火溫度540~600°C, 硬度62~66HRC。

             (17) 氣體滲氮和氣體氮碳共滲規范
                    1) 技術要求: 硬度>1000HV,滲層深度0.03~0.05mm,滲氮溫度540°C,氣體比例：氨氣30%、載氣 (RX氣) 70%, 氨分解率, 30% ~40%, 保溫時間 3h.用于冷擠模、沖裁模。
                     2) 技術要求: 硬度>1000HV, 滲層深度0.05~0.07mn, 滲氮溫度540°C,氣體比例: 氨氣40%、載氣體 (RX氣) 50%, 氨分解率 30% ~40%, 保溫時間 5h。用于拉深模、彎曲模。

             (18) 氣體氮碳共滲+去氫處理
                  1) 在RJJ-35-9T井式電爐中進行模其氨碳共滲: 560°C ×4.5 ~5.0h, NH30.45 -0.6m3/h, 甲醇60~70滴/min, 出爐油冷.
                  2) 去氫處理: 250~300°c ×2h。氨碳共滲層深度≥0.08mm, 表面硬度 950HV0.1,心部硬度 60~62HRCc

              (19) 滾絲模推薦熱處理工藝：840~860°C預熱, 保溫時間按40s/mm計算, 1150~1160°C加熱, 加熱時間按20s/mm計算; 先于580~620°C分級 (按20s/mm計算), 再入260~280°C硝鹽中等溫2.5h,580~585°C ×1h+550°C ×1h ×2 次回火, 硬度61~62HRC

             (20) 低溫淬火+高溫回火：850~860°C預熱, 保溫時間按30~40s/mm計算, 鹽浴爐加熱, 淬火溫度 1160~1170°C, 保溫時間按 6 ~ 10s/mm計算,鹽浴冷卻至 580 ~620°C, 保溫時間 2h。580~590°C ×1h, 550°C ×1h×2次回火,處理后硬度為62~62.5HRC

            (21) 氧氮共滲法
                  1) 直接滴氨水法。工業用氨水中含 NH325% ~28% (質量分數)相當于爐氣中 NH3: H20 =25:75(體積比)。每小時換氣三次。加氨水 154 滴/min (100 滴 =7mL), 540 ~550°C ×2h 停爐后擴散1h。排氣180滴/min。打開爐門冷至 200°C 以下浸油, 爐壓196~980Pa。其熱處理工藝如圖 18 所示。

                   2)滴氨水通氨氣法：按NH3：H20=50:50 (體枳比) 的比例, 在100mL 氨水中補充 NH345g, 若換氣次數為 5 次/h, 需滴氨水640mL, 相對于 152 滴/min, 通入氨氣 380L/h, 排氣期遇NH3600L/h, 排氣0.5h。滴氨水通氨氣氧氮共滲工藝如圖19 所示。

                  3) 通氨氣+蒸鐳水：RJJ-35-9T 井式爐, 540 ~550°C, 排氣期: NH3110L/h, 蒸餾水 90 ~110 滴/min, 30~40min; 共滲期: NH3100 ~110L/h, 蒸餾水 90 ~100 滴/min, 80 ~100min; 爐溫降至500°C(約 30 -40min) NH350 ~70L/h, 蒸餾水 50 ~60滴/min, 784 -980Pa(擴散期 294 ~392Pa) 。

                 4) 氨氣+氧氣 (或空氣) +氮氣：550°C ×1~2h, ω(N2)80% +ω(NH3)20% +ω(02)5%, 油冷; 或ω(N2)80% +ω(NH3)20% +ω(空氣)25%,油冷。

           (22) 典型應用舉例
1) 制作鋼件冷擠壓凸模時, 硬度選用 62 ~64HRC。
2) 制作擠壓溫度>400℃的溫擠壓摸中的凸、凹模時, 硬度分別選用60~62HRC和62~64HRC。
3) 用于制作不銹鋼拉深模的凸模, 要求硬度選用 62 ~64HRC。
4) 用于制作整體式 M12 螺栓冷模具,使用淬火硬度為59~61HRC, 使用壽命為1000~1500件。
5) 用于制作預應力鑲套式M12螺栓冷模具,推薦淬火硬度為59~61HRC,使用壽命為5萬~7萬件。
6) 采用Cr6WV、 Cr12MoV、 Cr12 等鋼制作的沖頭, 硬度為61~66HRC, 其使用壽命僅數十件, 就呈現鐓粗以后的斷裂失效。當改用W18Cr4V 高速鋼制作沖頭以后, 其
便用壽命高于3000次.在采用該鋼制作沖頭, 并輔以模具結構的改進措施以后, 在大批量生產過程中, 其平均使用壽命可達到 7000 次。
7) 用于制作冷擠壓模具等。
8) 用于制作高精度、高效率、高使用壽命的模具。
9) 用于制作各種類型一般工具，以及大型刀具，由于該鋼的熱塑性好，可用于熱塑成型的鉆頭和要求韌性好的刃具。又由于其強度高、耐磨性好, 所以還可用于制作高載荷條件下使用的耐磨損的零件, 如冷擠壓模具等. 但應降低淬火溫度以滿足強度和韌性的配合。
10) 可用于制作要求強度高和耐磨性好的塑料模。
11) W6Mo5Cr4V2 鋼滾絲模改進工藝為: 860~330℃預熱, 1205~1210℃加熱, 加熱時間比通常情況延長 50%; 由 600 ~ 620°C 空冷到300°C淬入260 ~280℃硝鹽中等溫2.5h, 580°C ×1h+590°C ×1h+560℃×1h 三次回火。
M14 以上的大模數滾絲模具最佳硬度為 63HRC, M12 以下的小模數滾絲模具最佳
硬度為 62HRC。這樣處理的滾絲模未產生削裂紋, 使用壽命提高3~4倍
12) 采用 M4 ~ M8 滾絲模推薦熱處理工藝, 使用壽命由原來 Cr12MoV 鋼的 1. 5 萬~2.0 萬件提高到 3. 3 萬 ~4. 2 萬件。
13) 低溫淬火 +高溫回火用于 12000kW 發電機磁軛方推刀的熱處理，該模具截面尺寸 (45mm× 70mm) ~ (45mm × 70mm), 長度 320 ~ 600mm, 切削部分硬度 60 -64HRC, 導向部分長度為80~100mm, 硬度40~45HRC。淬火過程中, 預熱時導向部分朝上, 將整個工件浸入鹽浴中, 淬火加熱時, 導向部分出鹽浴。

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