W18Cr4V材料

W18Cr4V鋼是W係高速工具鋼。該鋼具有高（gāo）強度、高抗壓（yā）性、高熱穩定性和高硬度及高溫（wēn）硬（yìng）度，該鋼的（de）熱硬（yìng）性很高，耐磨性較好，耐（nài）回（huí）火性好，淬硬深度大，承載能（néng）力居各（gè）種模具鋼之首。但韌性、可加工性和導熱性較差，淬火不變形性中等（děng）。該鋼成本高、製造工藝不佳，熱（rè）處理工藝複雜、淬火、回火以後的零件變形難以控（kòng）製。但（dàn）在使用中發現（xiàn）該鋼脆較大，易產生崩刃現像，其（qí）主要原因是碳化物（wù）不均勻性較大。

   高（gāo）速鋼鍛造以後必須經過球化退火，有利於切削加工。返修工件在第二次淬火前也要進行球化退火（huǒ），否則，第二次淬火加熱時，晶（jīng）粒將過分長大而使工件變脆。

   冷（lěng）壓毛坯（pī）化處理工藝，采用（yòng）上限（xiàn）溫度加（jiā）熱，分鍛等溫，再附加等溫回（huí）火過程。

   高速鋼在淬火時要（yào）進（jìn）行兩次預熱，原因（yīn）在於高速鋼中含有大（dà）量合金元素，導熱性較差，以免引起工件變形或開裂，特別是大型複雜工件則更為突出。通過事先預熱，可縮短在高溫處理停留的時間，減（jiǎn）少氧化脫碳及過熱的危險性。

   高速鋼中含有（yǒu）大量難溶的（de）合金碳化物，淬火加熱，溫（wēn）度必須足夠高，才（cái）可使（shǐ）合金碳化物（wù）溶解到奧氏體中，淬火之後（hòu）馬氏體中合金元素符的含量才足夠高，鋼才會具有高的熱硬性。對高速鋼熱硬性影響最大的合金元素的含（hán）量才足夠高，鋼才會具有高的熱硬性（xìng）。對高速鋼熱硬性影響最大（dà）的合金元素是W、Mo及V，隻有在1000℃以上時，其溶解量才急劇增加。當溫度（dù）≥1300℃時，各元素的溶解量雖然還有增加但奧氏體晶粒則急劇長大，甚至在晶界處發生熔（róng）化現象，致使鋼的（de）強度、韌性下降。對高速（sù）鋼來說，合（hé）適的晶（jīng）粒（lì）度為（wéi）9.5～10.5級（jí）。

    淬火溫度對該鋼的性能影響較大（dà），淬火溫度上升，則耐磨性、抗壓性、熱穩定性提高，鋼（gāng）的（de）韌性（xìng）隨溫度（dù）的下降而增高。1230～1250℃淬火加熱出現抗彎強度的峰值，在550～570℃回火後具有最佳的（de）綜合力學性能。表麵脫碳層還明顯地加劇該鋼淬裂和磨裂（liè）敏感傾向。

   淬火冷卻（què）通常在（zài）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法。分級淬火後使殘留奧氏體積分（fèn）數增加20%～30%，使工（gōng）件變形、開裂傾向傾向減小，強度、韌性提高。油淬及分級淬火後的組織為馬氏體+碳化物+殘留奧氏體。等溫淬火以後，與分級淬火相比（bǐ），其（qí）主要淬火後的組（zǔ）織中除馬氏體、碳化物、殘留奧氏體外（wài），還含有下貝氏體。等溫淬火可進一步減小工件變形，並提高韌性。

   進行分級淬火時，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）化物。等溫淬火後所需時間一般較長，隨（suí）等溫時間（jiān）不同，所獲得的貝（bèi）氏體數量不同（tóng），在生（shēng）產中（zhōng）通常隻能獲得體（tǐ）積分（fèn）數為40%的（de）貝氏體，而等溫時間過長可顯著增加殘留奧氏體量。這需要在等溫淬火後（hòu）進（jìn）地冷處理或采用多次回火來消除殘留奧氏體（tǐ），否則將會影（yǐng）響回（huí）火後鋼的硬度及熱處理質量。

   為了消除火應力（lì）、穩定組織、減少殘留奧氏體量、達到（dào）所需要的性能，高（gāo）速（sù）鋼（gāng）一般要進行（háng）三次560℃的高溫回火處理。高速（sù）鋼的（de）回火轉變比較複雜。在回火過程中馬氏體和殘留奧氏體發生變化，過剩碳化物在回火時不發生變（biàn）化。

W18Cr4V供貨狀態

退火（huǒ）態溫度≤255HBW，其他加工狀態硬度≤269HBW。

W18Cr4V化學成分

根據標準（zhǔn）YB/T 4146-2006，該鋼的化學（xué）成分（質量分（fèn）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（zhōng）國GB標準牌號W18Cr4V、中國（guó）台灣CNS標準牌號（hào）SKH2、俄羅斯гост標準牌號（hào）P18、德國DIN標準材料（liào）編號1.3355、德國DIN標準（zhǔn）牌（pái）號S18-0-1、英國BS標準（zhǔn）牌號BT1、法國AFNOR標準牌號Z80WCV、法國NF標準牌號18-04-01、意大利UNI標準牌號X75W18KU、西班牙UNE標準牌（pái）號HS18-0-1、日本JS標（biāo）準（zhǔn）牌號SKH2、美國ASIS/SAE標準牌號T1、瑞典SS標準牌號2750、美國UNS標準牌號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（jìn）似值（zhí））

Ac₁=820℃，Ac₃=1330℃、Ar₁=760℃。

W18Cr4V軟化退火規範

退（tuì）火溫（wēn）度860～880℃，保溫2h，再以20～30℃/h的冷速隨爐冷（lěng）卻（què）到500～600℃，硬度（dù）≤227HBW。

W18Cr4V冷壓毛坯軟化處理規範

（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。處理前硬度≤255HBW，處理後（hòu）硬度≤229HBW。

   W18Cr4V普通退火規範

   840～860℃×2～3h，以20～30℃/h的冷速冷卻至730℃×5～6h等溫，隨（suí）爐冷卻到500～600℃，出爐空冷。

   退火（huǒ）周期很長，時間達20～40h或者10～25h。

   W18Cr4V等溫球化退火規範（fàn）

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

   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500～600℃，出爐空冷，硬度≤255HBW。

   W18Cr4V快速退火規範

   工（gōng）件隨爐升溫升（shēng）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（lěng）卻速度爐（lú）冷至780～800℃，然（rán）後按30～40℃/h的冷卻速度（dù）爐冷至600～650℃，出爐空冷。

   快速（sù）退火可代替常規退（tuì）火工藝用於高速鋼鑄造毛坯、焊（hàn）接毛坯和返修工具淬火前的退火，顯著縮短（duǎn）熱（rè）處理周期，減少能耗，提高工具的使用壽命（mìng）20%～30%。

   W18Cr4V循還退火規範

   退火溫度上限為840℃，退火溫度下限為680℃，經三次循環退（tuì）火。鋼棒直徑為φ20mm時，加熱時間為10min。

   循環退火（huǒ）可代替普通等溫退火，對模具毛（máo）坯進行預先熱處理，可縮短（duǎn）加熱保溫時間細化奧氏體晶粒，改善組織，提高鋼的（de）強度、韌性和高速鋼焊接工具的強度，有利於消除淬火過熱，防止晶粒異常長（zhǎng）大和形（xíng）成萘狀組織，有利於減少淬火變形和提高性能。

   W18Cr4V油韌（rèn）性處理規範

   退火以後加熱到（740±10）℃，回火後油冷，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（lěng），硬度≥60HRC，回火溫度560～580℃。

W18Cr4V模具鋼淬火、回火規範

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

   用作冷的模具鋼時，淬火溫（wēn）度1200～1240，保溫時間15～20s/mm。

W18Cr4V低（dī）溫淬火（huǒ）加回火（huǒ）規範

預熱溫度：第一次低溫（560±10）℃，第二次中溫800～850℃轉（zhuǎn）入高溫鹽浴中加熱加熱溫度1250～1260℃，加熱時間按10s/mm計算，保溫後入（280±30）℃硝（xiāo）鹽浴，停留2～5min，空冷到室溫（wēn），然後在（560±10）℃連續回火（huǒ）三次，每次1.5～2h，硬度62～64HRC。

W18Cr4V真空（kōng）淬火、回（huí）火規（guī）範

預（yù）熱溫度：第一（yī）次500～600℃，第（dì）二次800～820℃，真空度0.1Pa，淬（cuì）火（huǒ）溫（wēn）度1000～1100℃，真空度1～10Pa，油或N₂氣冷卻，回火（huǒ）溫度180～220℃，硬度62～66HRC。

   預熱溫度：第一次500～550℃，第二次800～820℃，真空度0.1Pa，淬（cuì）火溫度1240～1300℃，真空度1～10Pa，油或N₂氣冷卻，回火溫度（dù）540～600℃，硬度（dù）62～66HRC。

   W18Cr4V氣體（tǐ）滲氮和氣體氮碳（tàn）共滲規範

   1）技術要求：硬度＞1000HV，滲層深度0.03～0.05mm，滲氮（dàn）溫度540℃，氣體比例：氨（ān）氣30%，載氣（RX氣）70%，氨分解率30%～40%，保溫時間3h。用（yòng）於冷擠壓、衝裁模。

   2）技（jì）術（shù）要求（qiú）：硬度＞1000HV，滲層（céng）深度0.05～0.07mm，滲氮溫度540℃，氣體比例：氨氣40%，載氣（RX氣）50%，氨分解率30%～40%，保溫時間5h。用於冷擠壓、衝裁模。

   W18Cr4V氣體氮碳共滲+去氫處理

   1）在RJJ-35-9T井式電（diàn）爐中進行模具氮碳（tàn）共滲：560℃×4.5～5.0h，NH₃0.45～0.6m³/h，甲醇60～70滴/min,出爐油冷（lěng）。

   2）去氫處理：250～300℃×2h，氮碳共滲層深度≥0.08mm，表麵硬度950HV0.1,心部硬（yìng）度60～62HRC。

   W18Cr4V冷擠凸模高溫、等溫淬火+高溫回火規範

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

   W18Cr4V滾絲模推薦熱處理工藝

   840～860℃預熱，保溫時間按40s/mm計算，1220～1240℃加熱（rè），加熱時間按20s/mm計算。先於580～620℃分級（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（rèn）化熱處（chù）理規範

   600℃預熱，840～860℃預熱，保溫時間按30s/mm計算；1200℃加熱，加熱時間按8～15s/mm計算。550～570℃等（děng）溫（按30s/mm計算），空冷，550℃×1h×3次回（huí）火。硬度59～61HRC。

W18Cr4V貝氏體等溫淬火

810～830℃預熱，保溫時間按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260～300℃等溫3h，空冷至室（shì）溫，（560±10）℃×1.5h×4次回火。硬（yìng）度62HRC。

W18Cr4V低溫淬（cuì）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（huǒ），硬度62～62.5HRC。

W18Cr4V衝孔模增碳（tàn）淬火規範

選用粒度5～10mm的木炭，加（jiā）入Na₂CO₃（木碳與（yǔ）Ma₂CO₃比例為9：1）充分混合，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，在200℃左右出爐（出油時掌（zhǎng）握工（gōng）件隻能冒煙不燃燒），帶溫於560℃進行90min三次（cì）回火。

W18Cr4V用途

冷擠壓衝頭，重載（zǎi）冷鐓衝頭，中、厚（10～25mm）鋼（gāng）板衝孔衝頭，直徑＜5～6mm的小衝頭。

用於各種衝裁奧氏（shì）體鋼（gāng）、彈簧（huáng）鋼（gāng）、高強（qiáng）鋼板（bǎn）的（de）中、小型衝（chōng）頭。

用於製（zhì）作鋼件冷擠壓凸模時，硬度選用62～64HRC。

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

用（yòng）於製作不鏽鋼拉（lā）深模的凸模，要求硬度選用62～64HRC。

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

用於製作銅件冷擠壓模凸（tū）模，推薦選用硬度62～64HRC。

采用Cr6WV、Cr12MoV、Cr12等鋼製作的衝頭，硬度為61～66HRC，其使用

壽命僅數十件，就呈現鐓粗以後的斷裂失（shī）效（xiào），在改用W18Cr4V高（gāo）速鋼製作衝頭以後，其使用壽命高於3000次。

粉末冶金壓模和各種小型高使用壽命冷衝剪工具等。

可以用製作在≤600℃工作的模具、工具。

冷鐓M10～M24螺母的五工序衝孔衝（chōng）針，使用壽命較低，采用強韌化熱處（chù）理規（guī）範，每件衝針可衝孔1.3萬件（jiàn）以（yǐ）上。

該鋼用於製作衝製電池鋅筒的衝棒，采用常規淬火、回火工藝，每根衝棒隻能衝2萬支，而改用低溫淬火+回（huí）火+氣體氮碳共滲工藝後，單頭可衝6萬（wàn）支以上，雙頭（tóu）可衝（chōng）10萬支（zhī）以上，比常規工藝處理的衝棒提高使用壽（shòu）命3～5倍。

冷擠（jǐ）凸模采用（yòng）高溫淬火等溫+高溫回火規範（fàn），模（mó）具使用壽命有過去的幾百件提高到3萬件以上。

對W18Cr4V鋼冷擠壓啟動機齒輪模具，采用貝（bèi）氏（shì）體等溫（wēn）淬火，模具使用壽命由幾百件提高到幾千件。

W18Cr4V鋼冷擠壓凸（tū）模經1280℃加熱，在260℃硝鹽（yán）中等溫4h，再空冷，並進（jìn）行正（zhèng）常回火三次。凸模硬度為（wéi）62～64HRC，貝氏體約55%（體積分數），馬氏體35%（體積分數）。凸模使用壽命可（kě）提（tí）高1～2倍。

低溫淬火+高溫回（huí）火用於12000KW發電機磁軛（è）方（fāng）推刀的熱處理，該模具截麵尺寸（45mm×70mm）-（45mm×70mm），長度320～600mm，切削部分硬度60～64HRC，導（dǎo）向（xiàng）部分長度為80～100mm，硬（yìng）度40～45HRC。淬火過程中，預熱時導向部分朝上，將整個工件浸入鹽浴中，淬火加熱時，導向部分露出鹽（yán）浴。

用於高（gāo）速耐熱耐（nài）磨刃具、模具、軋輥。

用於整體淬硬型塑料模（mó）具。

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

比未經（jīng）增（zēng）碳處理（lǐ）的衝模提高一倍（bèi）。

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