W18Cr4V材（cái）料

W18Cr4V鋼是（shì）W係高速工具鋼。該鋼具有高強度、高抗壓（yā）性、高熱（rè）穩定性和高硬度（dù）及高溫硬度，該鋼的熱硬（yìng）性很高，耐磨性較好（hǎo），耐回火性好，淬硬深度大，承載能（néng）力居各種模具鋼之首（shǒu）。但（dàn）韌性、可加工性和導熱性較差，淬（cuì）火不變（biàn）形性中（zhōng）等（děng）。該鋼成（chéng）本高、製造工藝不佳，熱處（chù）理工藝複雜、淬火、回火以後的零件變形難以控（kòng）製。但在使用中發現該（gāi）鋼脆較大，易產生崩刃（rèn）現像，其主要原因是碳化物不均勻（yún）性較大。

   高速鋼鍛造以後必須經過球化退火，有利於切削加工。返修工（gōng）件在（zài）第二次淬火前也（yě）要進行球化退（tuì）火，否則（zé），第二次淬火加熱（rè）時，晶粒將過（guò）分長大而使工件變脆（cuì）。

   冷壓毛坯化處理工藝，采用上限溫度加熱，分鍛（duàn）等溫，再附加等溫回火過程。

   高速鋼在淬（cuì）火時要進行兩次預（yù）熱，原（yuán）因在於高速（sù）鋼中含有大量合金元（yuán）素，導熱性較（jiào）差，以免引起工件變形或開裂，特（tè）別是大型複雜工件則更為突出（chū）。通（tōng）過（guò）事先預熱，可縮（suō）短在高溫處理停留的時間，減少氧化脫碳及過（guò）熱的危險性。

   高速鋼中含（hán）有大量難溶的（de）合金碳化物（wù），淬火加熱，溫度必須足夠高，才可使合金碳化物溶解到奧氏（shì）體中，淬火之後馬氏體中合金元素符的含（hán）量才足（zú）夠高，鋼才（cái）會具有高（gāo）的熱硬性。對高速鋼熱硬性影響最大的合（hé）金元素的含量才足夠高，鋼才（cái）會具有高的熱硬性。對高速鋼熱硬（yìng）性影響最大的合金元（yuán）素（sù）是W、Mo及V，隻有在1000℃以上時，其溶解量才急劇增加。當溫度≥1300℃時，各元（yuán）素的溶解量雖然還有增加但奧氏體晶粒則急劇（jù）長大，甚至在晶界處發生熔化現象，致使鋼的強度、韌性下降。對高速（sù）鋼來說（shuō），合適的晶（jīng）粒度為9.5～10.5級。

    淬火溫度對該鋼的性能影響較（jiào）大，淬火溫度上升，則耐磨性、抗壓性、熱穩定性提高，鋼的韌性隨溫度的下降而增高。1230～1250℃淬（cuì）火加熱出現（xiàn）抗彎（wān）強度的峰值，在550～570℃回火後具有最佳的綜合（hé）力學性能。表麵脫碳（tàn）層還明顯地加劇該鋼淬裂和磨裂敏感傾向。

   淬（cuì）火冷卻通常（cháng）在油中進行，但對形狀複雜、細長杆狀或薄片零件可采用分級淬火和等溫淬火等方（fāng）法（fǎ）。分級淬火（huǒ）後使殘留奧氏體積分數增加20%～30%，使工件（jiàn）變形、開（kāi）裂傾向傾（qīng）向減小，強度、韌（rèn）性提高。油淬及分級淬火後（hòu）的組織為馬氏體+碳化物+殘留奧氏體。等溫（wēn）淬火以後，與分級淬火相比，其主要淬火後的組織中除馬氏（shì）體、碳化物、殘留奧氏體（tǐ）外，還含有下貝（bèi）氏體。等溫淬火可進一步減小工件變形（xíng），並提高韌性。

   進行分級（jí）淬火時，如果在分級溫度停留時間過長，就可能會大量析出二次碳（tàn）化（huà）物。等溫淬火後所需時間一般較長，隨等溫時間不同，所獲（huò）得的貝氏體數量不同，在生產中通常隻能獲得體積分數為40%的貝氏體（tǐ），而等溫時間過長可顯著增加殘留（liú）奧氏體（tǐ）量。這需要在等溫淬（cuì）火後進地冷處理或采用（yòng）多次回火來消除殘留奧氏體，否則將會影響回火後鋼的硬（yìng）度及熱處（chù）理質（zhì）量。

   為了消除火應力、穩定組織、減少殘留奧氏體量、達到所需要的（de）性能，高速鋼一般要進行三次560℃的高溫回火處理。高速鋼的（de）回火（huǒ）轉變比較複雜。在回火過（guò）程中馬氏體和殘留奧氏體發（fā）生（shēng）變化，過剩碳（tàn）化物在回火時不發生變（biàn）化。

W18Cr4V供貨狀態

退火態溫度≤255HBW，其（qí）他加工狀態硬度≤269HBW。

W18Cr4V化學成分

根據標（biāo）準（zhǔn）YB/T 4146-2006，該鋼的化學成分（質量分數）：C0.70%～0.80%、Si≤0.40%、Mn≤0.40%、Cr3.80%～4.40%、W17.50%～19%、V1.00%～1.40%。

W18Cr4V對應材料

中國GB標準牌號W18Cr4V、中國台灣CNS標準牌號SKH2、俄羅斯（sī）гост標準牌號P18、德國DIN標準材料編號（hào）1.3355、德國DIN標準牌（pái）號S18-0-1、英國BS標準（zhǔn）牌號BT1、法（fǎ）國AFNOR標準牌號Z80WCV、法（fǎ）國NF標準牌號18-04-01、意大利UNI標準牌號X75W18KU、西班牙UNE標準牌號HS18-0-1、日本JS標（biāo）準牌號SKH2、美國ASIS/SAE標（biāo）準（zhǔn）牌號T1、瑞典SS標準牌（pái）號2750、美國UNS標準牌號（hào）T12002、韓國KS標準牌號SKH2、國際標準化組織（ISO）牌號HS18-0-1。

W18Cr4V臨界點溫度（近似值）

Ac₁=820℃，Ac₃=1330℃、Ar₁=760℃。

W18Cr4V軟化退火（huǒ）規範

退（tuì）火溫度860～880℃，保溫2h，再以20～30℃/h的冷（lěng）速隨爐冷卻到500～600℃，硬度≤227HBW。

W18Cr4V冷（lěng）壓毛坯軟化處理（lǐ）規範

（880～860）℃×3～4h,降溫到（770±10）℃×6～8h，再降溫度（750±

10）℃×2～3h，緩冷到≤650℃，出爐空冷。處理前硬（yìng）度≤255HBW，處理後硬（yìng）度≤229HBW。

   W18Cr4V普通退（tuì）火規範

   840～860℃×2～3h，以20～30℃/h的冷速冷卻（què）至730℃×5～6h等溫，隨爐（lú）冷卻到500～600℃，出爐空冷。

   退火周期很（hěn）長，時間達20～40h或者10～25h。

   W18Cr4V等溫球化退火規範

   850～870℃×3～4h，爐冷740～760℃×4～5h，硬度≤241HBW，共晶碳化的等級≤3級（jí）。

   W18Cr4V等溫退火規範

   退火溫度860～880℃，保溫2h，爐冷至740～760℃，保溫2～4h，再爐冷至（zhì）500～600℃，出爐空冷，硬度≤255HBW。

   W18Cr4V快速退火規範

   工件隨爐（lú）升溫（wēn）升到600～650℃，以20～40℃/h的加熱速度繼續升溫至880～900℃，保溫0.1～0.3h，再以40～60℃/h的冷卻速度爐冷至780～800℃，然（rán）後按30～40℃/h的冷卻速度爐冷至600～650℃，出爐空（kōng）冷。

   快速退火可代替常規退火工藝用於高速鋼鑄造（zào）毛坯、焊接毛坯和返修工具淬火前的退火，顯著縮短熱處（chù）理周期，減少能耗，提高工具的使用壽命20%～30%。

   W18Cr4V循還退火規（guī）範

   退火溫度上限為840℃，退火溫度下限為680℃，經（jīng）三次循環退火（huǒ）。鋼棒直徑為φ20mm時，加熱時間為10min。

   循環退火可代替普通等溫（wēn）退火（huǒ），對模（mó）具毛坯進（jìn）行預先熱處理，可縮（suō）短加熱保溫時間細化奧氏體晶粒（lì），改善組織，提高鋼的強度、韌性和高速鋼焊接工具（jù）的強度，有利於（yú）消除淬火過熱，防止（zhǐ）晶粒異常長大和形成萘狀組織（zhī），有利於減少（shǎo）淬火變形和提（tí）高性能。

   W18Cr4V油韌性處理規範

   退火以後加熱到（740±10）℃，回（huí）火後油冷，硬度100HRB,衝擊韌度21.2J/cm²。

   W18Cr4V普通淬火、回火規範

   淬火溫度1200～1240℃，油冷，硬度≥60HRC，回火溫度560～580℃。

W18Cr4V模（mó）具鋼淬火、回火（huǒ）規範

預熱溫度850℃，保溫時間24s/mm，淬火溫度1260～1300℃，保溫時間12～15s/mm，油（yóu）冷，回（huí）火溫（wēn）度560℃回火三次，每次1h，空冷，淬火（huǒ）、回火（huǒ）後硬度≥62。

   用作冷的模具（jù）鋼時，淬火溫度1200～1240，保溫時（shí）間15～20s/mm。

W18Cr4V低溫淬火加回火規範

預熱溫度：第一次低溫（560±10）℃，第（dì）二次中溫800～850℃轉入高溫鹽浴中加熱加（jiā）熱溫度1250～1260℃，加熱時（shí）間按（àn）10s/mm計算，保溫後入（280±30）℃硝鹽（yán）浴，停留2～5min，空冷到室溫，然後在（560±10）℃連續回火三次，每次1.5～2h，硬度62～64HRC。

W18Cr4V真空淬火、回火規範

預熱溫度：第一次500～600℃，第二次（cì）800～820℃，真空度0.1Pa，淬火溫度1000～1100℃，真空度1～10Pa，油（yóu）或N₂氣冷卻，回火溫度180～220℃，硬（yìng）度62～66HRC。

   預熱溫度（dù）：第一（yī）次500～550℃，第二次（cì）800～820℃，真空度0.1Pa，淬火溫度1240～1300℃，真空（kōng）度1～10Pa，油或N₂氣冷（lěng）卻，回火溫度540～600℃，硬度62～66HRC。

   W18Cr4V氣體滲（shèn）氮和氣體氮碳共滲規範

   1）技術要（yào）求：硬度＞1000HV，滲層深度0.03～0.05mm，滲氮溫度540℃，氣體比例：氨氣30%，載氣（RX氣）70%，氨分解（jiě）率30%～40%，保溫時間3h。用於冷擠壓、衝裁模。

   2）技術要求：硬度＞1000HV，滲層深度0.05～0.07mm，滲氮溫度540℃，氣體比例：氨氣40%，載（zǎi）氣（RX氣）50%，氨分解率30%～40%，保溫時間5h。用於冷擠壓（yā）、衝裁模。

   W18Cr4V氣（qì）體氮碳共滲+去氫處理

   1）在RJJ-35-9T井式（shì）電爐中進（jìn）行模具氮碳共滲：560℃×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℃×2h，氮碳共滲層深（shēn）度≥0.08mm，表麵（miàn）硬度（dù）950HV0.1,心（xīn）部（bù）硬（yìng）度60～62HRC。

   W18Cr4V冷擠凸模高溫、等溫淬火+高溫回火規範

   預熱溫度800～850℃，保溫時間8min，淬火溫度（1260±5）℃，保溫時間（jiān）4min，分級淬火，（280±10）℃×3h等濁淬火處理；（560±10）℃×90min×3次回火，空冷。

   W18Cr4V滾絲（sī）模推（tuī）薦熱處理工藝

   840～860℃預熱，保溫時間按40s/mm計算，1220～1240℃加熱，加熱（rè）時間（jiān）按20s/mm計算。先於580～620℃分（fèn）級（按20s/mm），再入260～280℃硝鹽中等溫2.5h，580～585℃×1h+550℃×1h×2次回火，硬度61～62HRC。

   W18Cr4V強韌化熱處理規範

   600℃預熱，840～860℃預熱，保溫時間按30s/mm計算；1200℃加熱，加熱時間（jiān）按8～15s/mm計（jì）算。550～570℃等溫（按30s/mm計算），空冷，550℃×1h×3次回火。硬度59～61HRC。

W18Cr4V貝氏體等溫淬火

810～830℃預熱，保溫時（shí）間按20s/mm計算，1230～1250℃加熱，加熱時間按10～15s/mm計算；淬火入810～830℃鹽浴中5～8s，在（zài）260～300℃等（děng）溫3h，空冷至室（shì）溫，（560±10）℃×1.5h×4次回火。硬度62HRC。

W18Cr4V低溫淬火+高溫回火

850～860℃預熱，保溫時間按30～40s/mm計算，鹽浴爐加熱，淬火溫（wēn）度（dù）1240～1250℃，保溫時間按6～10s/mm計算，鹽浴冷卻溫度580～620℃，保溫2h，580～590℃×1h，550℃×1h×2次回火，硬度62～62.5HRC。

W18Cr4V衝孔模增（zēng）碳淬火規範

選用粒度5～10mm的木炭，加入Na₂CO₃（木碳（tàn）與Ma₂CO₃比（bǐ）例為9：1）充（chōng）分混合，將衝模直接插入滲碳箱內，密封後於500℃入爐，升溫至820℃保溫1h，然後加熱至1000℃保溫2h。

   最後加熱至1150～1160℃，短時保溫，開箱淬入熱油（yóu），在200℃左右出爐（lú）（出油時掌握工件隻能冒煙不燃（rán）燒），帶溫於560℃進行90min三次回火。

W18Cr4V用途

冷擠（jǐ）壓衝頭，重載冷鐓衝頭，中、厚（hòu）（10～25mm）鋼板（bǎn）衝孔衝頭，直徑＜5～6mm的小衝頭。

用於各種衝裁奧氏體鋼、彈簧鋼、高強鋼板的中、小型衝頭。

用於製作鋼件冷擠壓凸模時（shí），硬（yìng）度選用62～64HRC。

用於製作擠壓溫度＞400℃的溫擠壓模中的凸、凹模時，硬度（dù）分別選用60～62HRC、62～64HRC。

用於製作（zuò）不鏽鋼拉深模的凸模，要求硬度選用62～64HRC。

用於製作銅件冷擠壓模凸模，推薦選用硬度（dù）60～62HRC，凹模硬度推薦選用62～64HRC。

用於（yú）製作銅件冷（lěng）擠壓（yā）模凸模，推薦選（xuǎn）用硬度62～64HRC。

采用Cr6WV、Cr12MoV、Cr12等鋼製作的衝頭，硬度為61～66HRC，其使（shǐ）用

壽（shòu）命僅數十件，就呈現鐓粗以後的斷裂失效，在改用W18Cr4V高速鋼（gāng）製作衝頭以後，其使用壽命（mìng）高於3000次。

粉末冶（yě）金壓模和各（gè）種（zhǒng）小型高使（shǐ）用（yòng）壽命冷衝剪工具等。

可以用製作在≤600℃工作的模具、工具。

冷鐓M10～M24螺母的五（wǔ）工序衝孔（kǒng）衝針，使（shǐ）用壽命較低，采用（yòng）強韌（rèn）化熱（rè）處（chù）理規（guī）範，每件衝針可衝孔1.3萬件以上。

該鋼用於（yú）製作衝製電池（chí）鋅筒的衝（chōng）棒，采用常規淬火、回火工藝，每根衝棒隻能衝2萬支（zhī），而改用低溫淬火+回火+氣體氮碳共滲工藝後，單頭可衝6萬支以上，雙頭（tóu）可衝10萬支以上，比常規（guī）工藝處理的衝棒提高使用壽命3～5倍。

冷擠凸模采用高溫淬（cuì）火等溫+高溫回火規範，模具使（shǐ）用壽命有過去的幾百件提（tí）高到3萬件以上。

對W18Cr4V鋼冷擠壓（yā）啟（qǐ）動機齒輪模具，采用貝氏體等溫淬火，模（mó）具使用壽命由幾百件提（tí）高到幾（jǐ）千件。

W18Cr4V鋼冷擠壓凸模經1280℃加熱，在260℃硝鹽中等溫4h，再空冷，並進（jìn）行正常回火三次。凸（tū）模硬度為62～64HRC，貝氏體約55%（體（tǐ）積（jī）分數），馬（mǎ）氏體35%（體積分數）。凸模使用壽命可提高1～2倍。

低溫淬火+高溫回火用於12000KW發電機磁軛方推刀的熱（rè）處理，該（gāi）模具（jù）截麵（miàn）尺寸（45mm×70mm）-（45mm×70mm），長度320～600mm，切削部（bù）分硬（yìng）度60～64HRC，導向部分長度為80～100mm，硬（yìng）度40～45HRC。淬火過程中，預熱時導向部分朝（cháo）上，將整個工件浸（jìn）入鹽浴中，淬火加熱（rè）時，導向部分露出鹽浴。

用於高速耐熱耐磨（mó）刃具、模具、軋輥。

用（yòng）於整體淬硬型塑料模具。

衝模經增碳（tàn）淬火處（chù）理後（hòu），表麵碳的質（zhì）量分數增至0.9%～1.0%，使用壽命

比未經增（zēng）碳處理的衝模提高一（yī）倍。

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