X75WCrV18-4-1是一种钨系高速工具钢,遵循德国EN 4957-2000标准(对应德国W-Nr. 1.3558)。它以高碳、高钨、高铬成分为核心设计,专为高负荷切削工具和模具制造开发。该材料在高温、高速工况下表现卓越,广泛应用于航空航天、汽车制造及精密加工领域。
2. 化学成分设计X75WCrV18-4-1的化学成分严格平衡,确保性能优化:
- 碳(0.73~0.83%):提供高硬度和耐磨性基础,同时与合金元素形成稳定碳化物。
- 钨(17.20~18.70%):主导红硬性,形成高硬度碳化钨(WC),在高温下维持强度。
- 铬(3.80~4.50%):增强淬透性、抗氧化性及耐腐蚀性。
- 钒(1.00~1.20%):细化晶粒并形成碳化钒(VC),显著提升耐磨性和韧性。
- 低杂质控制:硫(≤0.030%)、磷(≤0.030%)限制,减少热脆性和冷脆性风险。
(1)超高硬度与耐磨性
热处理后硬度达HRC 63-66,碳化钨和碳化钒弥散分布形成“硬质相”,耐磨性超越普通高速钢30%以上,适用于切削高硬度合金(如钛合金、淬火钢)。
(2)卓越红硬性
在600℃高温下仍保持HRC 50以上的硬度,源于钨、钒碳化物的高温稳定性。例如,高速切削镍基高温合金时,刀刃不易软化变形。
(3)高强度和韧性平衡
- 抗拉强度2000~2200 MPa,屈服强度1800~2000 MPa。
- 钒元素细化晶粒,使材料在冲击载荷下(如冲压模具)抗崩裂能力显著提升。
(4)优异的热疲劳性能
反复加热-冷却循环中(如压铸模具),铬元素形成的氧化膜减缓热裂纹扩展,延长模具寿命。
(5)加工稳定性
宽热处理窗口(如淬火温度1200~1250℃),热加工时不易氧化脱碳,保障表面完整性。
4. 热处理工艺关键- 退火:850~900℃缓慢冷却,降低硬度(≤255 HBW),便于机加工。
- 淬火:1200~1250℃油冷或空冷,形成马氏体基体,实现超高硬度。
- 回火:540~560℃多次回火,消除内应力并提升韧性,硬度稳定于HRC 63以上。
- 表面强化:渗氮或PVD涂层(如TiAlN),表面硬度可达HV 1500,进一步延长工具寿命。
(1)高速切削工具
- 钻头、铣刀、车刀:高效加工高强度钢、不锈钢、耐热合金,切削速度可达100m/min以上。
- 精密刀具:用于航空发动机叶片加工,保障表面粗糙度Ra<0.4μm。
(2)模具制造
- 冷作模具:冲压模(汽车覆盖件)、冷镦模(高强度螺栓),抗磨损寿命超50万次。
- 热作模具:铝合金压铸模,耐金属液冲刷,模具寿命达20万模次以上。
(3)量具与耐磨部件
- 卡尺、千分尺:长期尺寸稳定性误差<1μm。
- 高速轴承:在15,000rpm转速下仍保持低磨损率。
(4)特殊领域
- 精密光学模具:镜面抛光至Ra<0.05μm,用于镜头模具。
- 核电设备刀具:耐辐射环境下的高温切削。
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