摘要:X75WCrV18-4-1是一种钨系高合金高速工具钢,以其优异的耐磨性、耐热性、高硬度和良好的切削性能在工业制造领域占据重要地位。这种钢材通过精确的化学成分控制和热处理工艺,能够在高温、高负荷的苛刻环境下保持稳定的性能,广泛应用于切削工具、模具制造及特殊部件生
X75WCrV18-4-1是一种钨系高合金高速工具钢,以其优异的耐磨性、耐热性、高硬度和良好的切削性能在工业制造领域占据重要地位。这种钢材通过精确的化学成分控制和热处理工艺,能够在高温、高负荷的苛刻环境下保持稳定的性能,广泛应用于切削工具、模具制造及特殊部件生产。
化学成分
X75WCrV18-4-1的化学成分是其卓越性能的基础,各元素在其质量分数(wt.%)范围内精密配比:
•碳(C):0.73~0.83%,提供基本的硬度和耐磨性。
•钨(W):17.20~18.70%,作为主要合金元素,显著提升钢材的红硬性(高温硬度)和耐磨性。
•铬(Cr):3.80~4.50%,增强耐腐蚀性,并辅助提高淬透性和强度。
•钒(V):1.00~1.20%,细化晶粒,进一步提高耐磨性和韧性。
•钼(Mo):0.30~0.50%,辅助改善高温强度和淬透性。
•硅(Si)、锰(Mn):均控制在约0.40%左右,有助于脱氧和改善强度。
•硫(S)、磷(P):分别控制在≤0.030%,维持钢材的纯净度,减少有害影响。
这种成分设计使X75WCrV18-4-1在高速钢中属于高合金类型,为其高硬度、耐磨性和红硬性提供了坚实基础。
关键性能特点
X75WCrV18-4-1的性能特点使其在众多工具钢中脱颖而出:
1.高硬度:热处理后硬度可达62-64 HRC,适合高负荷切削和耐磨环境。其高碳和高合金含量确保了硬度的稳定性。
2.卓越的耐磨性:高含量的钨、钒形成坚硬碳化物,使其能够承受长时间高速度的切削和摩擦,工具寿命显著延长。
3.优异的红硬性:在550-600℃的高温下仍能保持硬度和切削性能,这对高速切削加工至关重要。
4.良好的韧性:在保持高硬度的同时,具有一定的韧性,能够承受冲击载荷和周期性应力,减少工具崩刃和断裂的风险。
5.抗拉强度高:抗拉强度范围在2000-2200 MPa,优于普通高速钢,确保了在高应力下的结构完整性。
6.一定的耐腐蚀性:铬元素的加入提供了优于一般工具钢的耐腐蚀性能,延长了在恶劣环境下的使用寿命。
7.较好的切削加工性:该材料本身也具备良好的切削性能,便于制造各种形状复杂的工具和零件。
8.物理性能:密度约为8.7 g/cm³,热导率在20℃时约为23.0 W/(m·K),散热性能良好。
热处理工艺
热处理是发挥X75WCrV18-4-1性能潜力的关键环节,常见工艺包括:
•退火:采用850-900℃加热后缓冷至600℃再空冷,以消除内应力,降低硬度,改善切削加工性并为后续淬火做准备。
•淬火:在1200-1250℃的温度下进行油冷或空冷,以获得高硬度的马氏体组织。
•回火:通常在540-560℃进行三次回火,这一过程对于提升材料韧性、稳定尺寸、消除残余奥氏体至关重要,最终获得理想的综合力学性能。
此外,还有球化退火(如GKZ、GKZK等)等工艺形式,用于进一步提高钢材的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。精确控制热处理参数是获得一致且优异性能的前提。
应用领域
凭借其综合性能,X75WCrV18-4-1被广泛应用于多个对材料性能要求极高的工业领域:
•高速切削工具:是制造钻头、铣刀、车刀、丝锥、齿轮刀具等理想材料,尤其适合加工不锈钢、钛合金等难加工材料,其刀具寿命可比普通高速钢延长2-3倍。
•模具制造:用于冷作模具(如冲压模、冷镦模)和某些热作模具(如压铸模),其耐高温冲击和耐磨性能表现优异。
•轴承及特殊部件:用于制造高速转动的轴承零件、航空发动机叶片、高温轴承以及其他要求高温硬度、高耐磨性的机械部件,常见于航空航天和汽车工业。
•其他工业零部件:如轴类、轴套、齿轮、轴承座等,利用其高强度和耐磨性。
来源:科技透视镜