1 材料特性与化学成分
80WCrV8是一种符合德国DIN标准的优质冷作合金工具钢，以其卓越的硬度、出色的耐磨性和良好的淬透性在工具制造领域占据重要地位。该材料属于高碳高合金钢种，其化学成分经过精密配比，确保在严苛工作条件下仍能保持优异性能。基础成分中碳（C）含量介于0.75%-0.85%之间，这一较高的碳含量为材料提供了硬度和耐磨性的基础保障。铬（Cr）元素含量控制在1.00%-1.20%范围，显著提升钢材的淬透性和耐腐蚀性能。
除主要元素外，80WCrV8还添加了多种合金元素以优化综合性能：
- 钨（W）：含量1.80%-2.10%，有效提高钢材的红硬性和高温强度
- 钒（V）：含量0.25%-0.35%，促进形成细小的碳化物颗粒，显著提升耐磨性并抑制晶粒长大
- 硅（Si）：含量0.40%-0.60%
- 锰（Mn）：含量0.30%-0.50%
杂质元素如磷（P）和硫（S）均被严格限制在≤0.035%水平，确保材料的纯净度和使用可靠性。这种科学的成分搭配使80WCrV8在保持高硬度的同时，兼具足够的韧性，避免传统高硬度钢常见的脆裂问题。
表：80WCrV8工具钢主要化学成分
元素碳(C)铬(Cr)钨(W)钒(V)硅(Si)锰(Mn)磷(P)硫(S)含量(%)0.75-0.851.00-1.201.80-2.100.25-0.350.40-0.600.30-0.50≤0.035≤0.035
2 机械性能与物理特性
80WCrV8工具钢的机械性能表现突出，尤其在经过适当热处理后，能够满足高负荷模具的使用要求。在退火状态下，材料硬度约为HBW 230左右，具备良好的机械加工性能，便于进行切削、铣削等预处理操作。经过标准淬火与回火工艺后，材料性能发生显著提升，呈现出优异的综合机械特性：
- 硬度特性：淬火后硬度可达HRC 61以上，且在回火过程中表现出良好的稳定性。在180-300℃回火温度范围内，材料仍能保持HRC 58以上的高硬度，这一特性使其特别适用于需要高表面硬度的冷作模具。
- 强度性能：抗拉强度可达600-610MPa，屈服强度约260MPa，能够承受较大的冲击载荷而不发生塑性变形。
- 塑性与韧性：伸长率δ5(%)约为15%，断面收缩率ψ(%)约45%，表明材料在保持高硬度的同时仍具备足够的韧性储备。
物理特性方面，80WCrV8的密度约为8.0 g/cm³，属于典型的高合金工具钢密度范围。其热膨胀系数和导热系数等参数通过合金元素的优化配比达到平衡，确保材料在温度变化环境中保持尺寸稳定性。此外，材料内部组织均匀性高，碳化物分布细小弥散，为耐磨性能提供了微观结构基础。
表：80WCrV8不同回火温度下的硬度变化
回火温度(℃)100200300400硬度(HRC)616058-
3 应用领域
80WCrV8凭借其优异的综合性能，在工业制造多个领域获得广泛应用，尤其在高精度、高耐磨要求的冷作模具领域表现突出：
- 冷作模具应用：该材料最典型的应用场景是各类冷作模具制造，包括冲裁模、冷镦模、冷挤压模、拉伸模等。在金属板材冲压成型领域，80WCrV8制造的模具能够承受频繁的冲击载荷，同时保持工作刃口的锋利度和尺寸精度。典型应用包括汽车零部件模具和电子零部件模具，这些领域对模具精度和寿命要求极高，材料的高硬度和耐磨性可显著提高生产效率并降低停机维护频率。
- 切削工具领域：80WCrV8广泛应用于各类切削工具制造，如剪切刀片、圆盘剪切刀等。在金属加工行业，该材料制造的剪刀和刀片能够高效剪切6-15mm厚度的钢板，保持刃口持久锋利。在造纸和纤维板行业，80WCrV8制造的圆盘剪切刀同样展现出优异性能，能够长时间连续工作而不发生明显磨损。
- 工业刀具与精密部件：该材料适用于制造工业刀具（如木工工具、链锯齿片等）以及高精度机械零件（如钻套、量规等）。作为穿孔工具和冲头材料时，80WCrV8能够承受高局部压力而不发生变形或崩裂。在搓丝板、拉丝模和压印模等需要极高表面硬度的工具应用中，该材料同样表现出色，确保产品加工精度和表面质量。
此外，80WCrV8还适用于制造精密测量工具如量规、精密轴类零件以及气动工具关键部件等。在这些应用中，材料的热处理稳定性和长期尺寸精度保持能力尤为重要，80WCrV8通过优化的成分设计和制造工艺满足这些严苛要求。
4 热处理工艺
热处理是充分发挥80WCrV8性能潜力的关键环节，科学的热处理工艺能够优化材料的微观组织结构，使其达到理想的使用性能状态：
- 退火工艺：材料需在710-750℃温度范围内进行退火处理，随后采用随炉冷却方式。此工艺可使材料硬度稳定在HBW 230左右，为后续机械加工创造良好条件。退火处理的另一重要目的是消除材料内部残余应力，改善组织均匀性，为最终热处理奠定基础。
- 淬火工艺：推荐在860-890℃温度区间进行加热保温，确保奥氏体化充分进行后，采用油冷方式实现淬火。油冷相比水冷能减少淬火应力，降低变形和开裂风险。此阶段形成的马氏体组织为材料提供了高硬度的基本结构框架。对于特殊形状或大截面工件，可采用分级淬火工艺以进一步控制变形。
- 回火工艺：淬火后需立即进行回火处理，普通回火温度范围为180-300℃。在此温度区间，材料经历二次硬化过程，析出细小的合金碳化物，同时消除淬火应力。回火后的硬度保持在HRC 58-61的优异水平。回火时间通常不少于2小时，确保组织转变充分进行。对于要求高韧性的应用场景，可采用上限回火温度（300℃），此时材料硬度约为HRC 58；而要求极高硬度的应用则可采用下限温度（180℃），获得约HRC 61的硬度值。
特别值得注意的是，80WCrV8在热处理过程中对温度控制较为敏感，必须使用精确的温控设备以确保工艺稳定性。对于复杂形状的模具，建议在粗加工后进行去应力退火，精加工后再进行最终热处理，可有效减少变形倾向。热处理后的材料还可进一步进行表面处理（如渗氮或PVD涂层），以提升特定性能。
5 供应形式与市场情况
80WCrV8工具钢的供应形态丰富多样，能够满足不同制造工艺和应用场景的需求。常见的工业供应形态主要包括：
- 棒材类产品：包括热轧圆钢、锻制圆钢、冷拉棒材和精密研磨棒等，直径范围从6mm到650mm不等，长度通常为6000-6500mm的标准尺寸，也可根据客户需求定制特殊长度。其中精密研磨棒具有严格的尺寸公差和优良的表面光洁度，适用于精密模具制造。
- 板材类产品：涵盖热轧板、冷轧板和精密带材等，厚度范围从0.15mm薄板到80mm厚板，宽度覆盖50-1200mm范围。冷轧板表面通常经过光亮处理，尺寸精度更高；热轧板则具有更厚的截面规格，适用于大型模具基体制造。
- 特殊形态产品：包括无缝管材、焊接管材、扁钢、六角棒及各种定制锻件等。扁钢规格范围可达10-350mm（厚度）×15-600mm（宽度），适用于制造各类刀具和剪切模具。定制锻件则主要应用于特殊形状的工模具制造，如环件、轴类零件和阀瓣等。
在材料预处理方面，80WCrV8通常以退火状态供货，确保良好的机械加工性能。部分供应商还提供预硬化和精加工产品，用户可直接用于最终应用，节省加工时间和成本。表面处理方式包括黑皮表面（热轧态）、车光表面、去皮抛光和精密研磨等多种选择，满足不同应用场景的表面质量要求。
市场应用实践表明，正确选择和使用80WCrV8材料可显著提高工模具的使用寿命和生产效率。特别是在高精度、大批量生产的冷作模具领域，该材料已成为提升制造竞争力的重要选择之一。用户在选择材料时应关注化学成分的准确性和供应的可靠性，确保材料性能满足设计要求。
