W10Mo4Cr4V3Al高速鋼模具加工領域的得力選材

　　一、W10Mo4Cr4V3Al高速鋼的特性

　　(一)高硬度和耐磨性

　　合金元素的作用

　　該鋼種含有較高的鎢(W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、釩(V)等合金元素。其中，鎢和鉬是提高鋼的紅硬性的重要元素。它們在鋼中形成碳化物，在高溫下這些碳化物不易分解，從而提高了鋼的硬度。例如，在切削加工過程中，刀具刃部溫度升高時，這些碳化物能夠保持刀具的硬度，使其依然具有良好的切削能力。

　　鉻元素主要提高鋼的淬透性和抗氧化性。在W10Mo4Cr4V3Al中，鉻有助于形成致密的氧化膜，防止鋼在高溫下被氧化，同時使鋼在淬火時能夠獲得更深的淬硬層。

　　釩和鋁也是提高鋼的硬度和耐磨性的關鍵元素。釩在鋼中形成細小、彌散分布的碳化物，這些碳化物硬度極高，能夠顯著提高鋼的耐磨性。鋁的加入可以細化晶粒，進一步提高鋼的硬度和強度。

　　W10Mo4Cr4V3Al高速鋼標準GB/T 9943-2008

　　W10Mo4Cr4V3Al化學成份：

　　C(碳)：1.30～1.45

　　W(鎢)：9.00～10.50

　　Mo(鉬)：3.50～4.50

　　Cr(鉻)：3.80～4.50

　　V(釩)：2.70～3.20

　　Si(硅)：≤0.50

　　Mn(錳)：≤0.50

　　S(硫)：≤0.030

　　P(磷)：≤0.030

　　Al：0.70～1.20

　　硬度表現

　　這種鋼經過適當的熱處理后，硬度可達到HRC68 - 70，具有非常高的硬度，這使得它在承受高壓力、高摩擦的工作條件下，仍然能夠保持刃口的鋒利度或者表面的光潔度。

　　(二)高熱硬性

　　高溫下的硬度保持

　　在高溫環境下，W10Mo4Cr4V3Al鋼的硬度下降相對緩慢。例如，當溫度升高到600℃時，其硬度仍然能夠保持在HRC60左右，而普通高速鋼在相同溫度下硬度會大幅下降。這一特性使得它非常適合用于高速切削等高溫作業環境。

　　熱硬性的機制

　　主要是由于鋼中的合金碳化物在高溫下的穩定性。這些碳化物在高溫下會發生一定程度的溶解和再析出，形成細小彌散的二次硬化相，從而維持了鋼在高溫下的硬度。

　　(三)良好的韌性

　　相對韌性

　　盡管W10Mo4Cr4V3Al鋼具有高硬度和高熱硬性，但它仍然保持了一定的韌性。與一些超高硬度但韌性較差的材料相比，它在承受沖擊載荷時不容易發生脆性斷裂。

　　韌性的來源

　　一方面是由于合理的化學成分設計，各合金元素之間的相互作用使得鋼的組織結構得到優化。另一方面，經過適當的熱處理工藝，如回火處理，可以在提高硬度的同時，調整鋼的韌性，減少內部應力，防止裂紋的產生和擴展。

　　二、W10Mo4Cr4V3Al的用途

　　(一)切削刀具制造

　　金屬切削加工

　　在金屬切削刀具領域應用廣泛，如制造車刀、銑刀、鉆頭等。對于加工硬度較高的金屬材料，如淬火鋼、耐熱合金等，W10Mo4Cr4V3Al鋼制成的刀具能夠在較高的切削速度下保持良好的切削性能。例如，在汽車制造工業中，加工發動機的一些關鍵零部件，如曲軸、缸體等，這些零部件通常采用高強度、高硬度的合金材料制造，W10Mo4Cr4V3Al鋼刀具可以有效地進行切削加工，提高生產效率和加工精度。

　　精密加工

　　在精密機械加工領域，如航空航天零部件制造、精密儀器制造等，需要高精度的切削加工。W10Mo4Cr4V3Al鋼刀具由于其高硬度、高耐磨性和良好的韌性，可以滿足精密加工的要求。例如，在航空發動機葉片的加工中，葉片的形狀復雜且對表面質量和尺寸精度要求極高，使用這種鋼制成的刀具能夠更好地保證加工質量。

　　(二)模具制造

　　冷作模具

　　可用于制造冷作模具，如冷沖模、冷鐓模等。在冷作模具工作過程中，模具需要承受較大的壓力和摩擦力。W10Mo4Cr4V3Al鋼的高硬度和耐磨性能夠保證模具在長時間使用過程中保持形狀精度，減少磨損。例如，在生產大量的小型金屬零件，如螺絲、螺母等的冷鐓加工中，使用這種鋼制造的冷鐓模可以提高模具的使用壽命，降低生產成本。

　　熱作模具(部分情況)

　　雖然它主要是一種高速鋼，但在一些熱作模具要求較高硬度和耐磨性的部位也有應用。例如，在壓鑄模具的一些關鍵部位，如澆口、流道等部位，采用W10Mo4Cr4V3Al鋼進行局部強化，可以提高這些部位的抗磨損能力，延長模具的整體使用壽命。